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[Rubrica fotografia e video] Come vengono catturati i colori in una fotocamera?
Ultima risposta :
Ciao a tutti Honor Fans,
Stavo per creare un tutorial per capire il funzionamento della modalità HDR ma poi mi sono reso conto che è necessario un piccolo recap sul funzionamento del sensore di una fotocamera e soprattutto di come catturati i colori.
Un argomento un po' tecnico ma molto interessante per capire tante cose...seguitemi!
Le fotocamere e in particolari i sensori che equipaggiano i nostri cellulari sono in grado di registrare solo l'ammontare della luce che ricevono, ma non il
colore.
In teoria dunque le immagini registrate sarebbero solo in bianco e nero.
La soluzione è porre davanti al
sensore un filtro con un determinato colore per ogni pixel secondo
uno schema preciso.
Lo schema più diffuso si chiama Bayer, dal
nome del suo inventore:
Una matrice 2x2 con due filtri verdi, uno
rosso e uno blu.
Quelli verdi sono in maggioranza perché
il nostro occhio è particolarmente sensibile a questo colore.
Questa
matrice è ripetuta continuamente per ogni pixel e le foto risultanti
di una fotocamera sono questo mosaico verdastro in cui ogni pixel ha
una data luminosità secondo il singolo colore corrispondente, come in questo esempio.
Qui un ingrandimento al 100% dell'occhio per notare la matrice di pixel:
Per riavere indietro i valori mancanti
su ogni pixel e riprodurre le tonalità reali dell'immagine bisogna a
tutti gli effetti dedurre i colori in base a quello catturato dal
singolo pixel e quelli adiacenti.
Questo processo si chiama
demosaicizzazione e ci permette di avere l'immagine finale.
I calcoli necessari per ricostruire i colori sono realizzati automaticamente dalla fotocamera e noi non ce ne accorgiamo neanche ma scattando in formato RAW e aprendo le foto con programmi specifici possiamo ricavare le foto "grezze" prima di questa procedura.
Ora
provo a spiegarti come funziona nella maniera più elementare
possibile quindi farò delle semplificazioni ma che aiutano a
comprendere questo meccanismo.
Prendiamo ad esempio la matrice base di
4 pixel e immaginiamo di scattare la foto a un oggetto completamente
nero. I pixel verdi corrispondenti avranno una componente di questo
colore pari a 0, così come il rosso e il blu. Di conseguenza
l'algoritmo di demosaicizzazione può fornire come risultato
l'assenza totale di colore perché nessun filtro ha catturato un
segnale.
Al contrario, se immaginiamo di
scattare un oggetto completamente bianco la nostra matrice di filtri
catturerà un valore massimo per ogni colore e lo interpreterà come
bianco.
Se di nuovo, fotografiamo un oggetto
completamente rosso in questo caso avremo un valore massimo solo per
i pixel rossi e nullo per quelli verdi e blu. Una combinazione di
colori che dà come risultante un'immagine rossa.
Quindi tutti gli eventuali valori
intermedi catturati dal sensore interpolati tra i vari pixel
permettono di ottenere tutte le sfumature di colore.
Ad esempio se
un oggetto è arancione in quella porzione di matrice ottengo una
componente massima per quanto riguarda il rosso, intermedia per il
verde e nulla per il blu.
Ovviamente è più complesso di così ma
dovrebbe rendere l'idea.
Ovviamente non è necessario sapere queste informazioni, poco utili per l'aspetto creativo della fotografia ma comunque interessanti da sapere specie per l'argomento che introdrrò nel prossimo tutorial.
Spero sia chiaro, se avete domande sono qui!
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Rosario Curia
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Le fotocamere e in particolari i sensori che equipaggiano i nostri cellulari sono in grado di registrare solo l'ammontare della luce che ricevono, ma non il
colore.
In teoria dunque le immagini registrate sarebbero solo in bianco e nero.
La soluzione è porre davanti al
sensore un filtro con un determinato colore per ogni pixel secondo
uno schema preciso.
Lo schema più diffuso si chiama Bayer, dal
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Una matrice 2x2 con due filtri verdi, uno
rosso e uno blu.
Quelli verdi sono in maggioranza perché
il nostro occhio è particolarmente sensibile a questo colore.
Questa
matrice è ripetuta continuamente per ogni pixel e le foto risultanti
di una fotocamera sono questo mosaico verdastro in cui ogni pixel ha
una data luminosità secondo il singolo colore corrispondente, come in questo esempio.
Qui un ingrandimento al 100% dell'occhio per notare la matrice di pixel:
Per riavere indietro i valori mancanti
su ogni pixel e riprodurre le tonalità reali dell'immagine bisogna a
tutti gli effetti dedurre i colori in base a quello catturato dal
singolo pixel e quelli adiacenti.
Questo processo si chiama
demosaicizzazione e ci permette di avere l'immagine finale.
I calcoli necessari per ricostruire i colori sono realizzati automaticamente dalla fotocamera e noi non ce ne accorgiamo neanche ma scattando in formato RAW e aprendo le foto con programmi specifici possiamo ricavare le foto "grezze" prima di questa procedura.
Ora
provo a spiegarti come funziona nella maniera più elementare
possibile quindi farò delle semplificazioni ma che aiutano a
comprendere questo meccanismo.
Prendiamo ad esempio la matrice base di
4 pixel e immaginiamo di scattare la foto a un oggetto completamente
nero. I pixel verdi corrispondenti avranno una componente di questo
colore pari a 0, così come il rosso e il blu. Di conseguenza
l'algoritmo di demosaicizzazione può fornire come risultato
l'assenza totale di colore perché nessun filtro ha catturato un
segnale.
Al contrario, se immaginiamo di
scattare un oggetto completamente bianco la nostra matrice di filtri
catturerà un valore massimo per ogni colore e lo interpreterà come
bianco.
Se di nuovo, fotografiamo un oggetto
completamente rosso in questo caso avremo un valore massimo solo per
i pixel rossi e nullo per quelli verdi e blu. Una combinazione di
colori che dà come risultante un'immagine rossa.
Quindi tutti gli eventuali valori
intermedi catturati dal sensore interpolati tra i vari pixel
permettono di ottenere tutte le sfumature di colore.
Ad esempio se
un oggetto è arancione in quella porzione di matrice ottengo una
componente massima per quanto riguarda il rosso, intermedia per il
verde e nulla per il blu.
Ovviamente è più complesso di così ma
dovrebbe rendere l'idea.
Ovviamente non è necessario sapere queste informazioni, poco utili per l'aspetto creativo della fotografia ma comunque interessanti da sapere specie per l'argomento che introdrrò nel prossimo tutorial.
Spero sia chiaro, se avete domande sono qui!