Introduzione
Da molto tempo oramai si
acquisiscono segnali analogici campionandoli attraverso i più
svariti dispositivi, da quelli più artigianali a quelli più
industriali e professionali. Si campiona di tutto dalla semplice
temperatura corporea attraverso un termometro, alle immagini
astronomiche, attraverso dei sofisticati radio telescopi. Tutti
questi dispositivi hanno in comune la capacità di trasformare una
grandezza fisica analogica in un segnale digitale discreto, che
successivamente verrà immagazzinato, trasferito o immediatamente
utilizzato. Una foto può essere archiviata subito dopo essere stata
scattata, o spedita anche a diversi anniluce come accade per il
robottini che vengono spediti su marte, o semplicemente utilizzata
direttamente come accade per molte webcam sparse in tutto il mondo.
Convertitore Analogico Digitale
Una macchina fotografica, una webcam, un radiotelescopio o il
semplice termometro che tutti usiamo per misurare la febbre,
utilizzano strumenti come trasduttori, filtri, convertitori analogici
digitali (ADC). Nomi che non tutto sanno associare a qualcosa di
concreto e che non tutti conoscono. Ciò che più importa è che
ciascuno di questi blocchi, che compongono un sistema di
acquisizione,possiede determinate caratteristiche, che in minor o
maggior peso contribuiscono alla qualità del risultato finale.
Nonostante i fattori che concorrono alla buona riuscita della
digitalizzazione siano tanti, all’utente comune importa solo
stabilire quale sia la qualità del risultato finale. Semplicemente
ad un fotografo importa solamente la qualità della foto e non è
interessato a come si ci arrivi.
Qualità dell’acquisizione
Ma come valutare oggettivamente la
qualità di un’acquisizione. Si può misurare la temperatura in mille
modi diversi e ottenere mille segnali diversi, ma allora cosa
distingue un segnale dall’altro quale segnale è migliore e come
valutarlo? Seguiamo passo dopo passo l’acquisizione. Senza andare
nello specifico, ogni qualvolta si acquisisce un segnale si
commettono degli errori, che dipendono un pò da tutta la
strumentazione. Si possono ottenere errori poichè già il segnale di
partenza è troppo rumoroso, si dice che il rapporto segnale rumore è
basso. Altri errori sono intrisechi nella strumentazione e nella
procedura di digitalizzazione. La prima classe di errori molte volte
è diffice da contrastare la seconda dipende esclusivamente dal
professionalità della attrezzatura usata. Ciò comporta che, una
volta acquisita una grandezza, può essere usata immediatamente
oppure può avere bisogno di una ulteriore rielaborazione. Nel
secondo caso esistono diverse tecniche di post processing, che
permettono una analisi del segnale già digitalizzato e vanno sotto
il nome di DSP (Digital Signal Processing).
Digital Signal Processing
Il digital signal
processing comprende tutte quelle tecniche che permettono di
rielaborare, in post produzione, un segnale e renderlo fruibile
all’utente. Il DSP può essere applicato a diversi livelli e per
scopi molteplici. In fotografia si fa largo uso di DSP, si va dal
semplice miglioramento apportato ad una immagine durante lo scatto,
ma anche alla rielaborazione in post produzione. Mentre alcune
immagini non vengono nemmeno scalfite dal DSP poichè pronte all’uso
altre potrebero essere totalmente stravolte. Le foto di una
fotocamera potrebbero essere utilizzate così come escono,
diversamente le foto di una videocamera di sorveglianza potrebbero
essere trattate per mettere in evidenza particolari, che normalmente
non sarebbero visibili. Altre volte il post processing serve
solamente per riscrivere un segnale in un alto modo, per evidenziare
alcune caratteristiche che normalmente sarebbero nascoste. In questi
casi si parla di trasformate, che trasferiscono ad altro dominio il
segnale di partenza. La trasformazione può essere reversibile o non
reversibile. Ogni qualvolta si ha una trasformazione reversibile si
può, dopo aver applicato delle modifiche alla trasformata, ritornare
al segnale nel dominio originale. Esempi di domini molto usati sono
quello temporale, spaziale e dominio delle frequenze o di Fourier.
Chi non è stato mai alle prese con un equalizzatore audio. Ciò che
accade in un equalizzatore è proprio ciò di cui si è parlato. Il
segnale viene portato nel dominio delle frequenze audio 20Hz-20000Hz,
e visualizzato attraverso tanti vu-meter. L’untente prende visione
del contenuto spettrale e agisce su dei potenziometri per aggiustare
il segnale, aumentare i bassi e diminuire gli alti, per esempio. Una
volta impostati i valori per ciascuna banda il segnale viene filtrato
(modificato nel dominio del tempo) secondo ciò che noi abbiamo
stabilito nel dominio delle frequenze.
L’istogramma di luminosità
L’istogramma di una foto
rappresenta un’altro esempio di queste traformazioni. In effetti
l’istogramma delle foto somigliano molto all’istogramma di un
impianto di equalizzazione. Nel caso delle foto il dominio non è
quello delle frequenze ma quello della luminosità. L’istogramma può
essere unico per la foto o unico per canal: si ha un istogramma per
esempio per il canale R, uno per G e uno per B. Gli istogrammi sono
così usati che oramai vengono generati direttamente sulle macchine
fografiche e aiutano il fotografo a valutare ogni singolo scatto.
Naturalmente, volendolo utilizzare lo si dovra prima studiare, nelle
sue diverse parti, nella sua forma e in relazione agli altri
parametri della foto. Spesso si pensa che se un istogramma è ottimo
la foto sarà ottima e viceversa. Quasi sempre è così, ma ci sono
alcuni casi in cui ciò non è necessariamente vero. Un istogramma
può rappresentare ottimamente la qualità di una foto ma alcune
volte ci si può trovare nell’incapacità di valutare la foto
attraverso una lettura fredda dell’istogramma. In questi casi si può
solo osservare oggettivamente grazie all’istogramma alcuni parametri
come il contrasto, la luminosità ed altri, ma senza poter fornire un
giudizio sulla foto. Non è detto che una foto con un istogramma non
da manuale possa non essere valida. Si può verificare facilmente
effettuando la seguente prova: su internet si cerchi un quadro di
Caravaggio e se ne visualizzi l’istogramma con un qualsiasi programma
di grafica; l’istogramma ottenuto indicherà, poco contrasto, poca
luminosità etc… si dovrebbe pensare che la qualità dell’immagine
non è ottima? sfido chiunque a dire che una quadro di Caravaggio non
sia bello e di valore. Ciò che indica l’istogramma è solamente la
limitata luminosità dell’immagine, ma è proprio così che
Caravaggio l’ha voluta e così è nella realta. Ciò non toglie che
molte volte un simile istogramma indica una foto sottoesposta, può
accadere molto spesso. Quindi è necessario saper valutare si
oggettivamente l’istgramma, ma sempre con un occhio alla foto, per
questo gli istogrammi sono stati e continuano ad essere oggetto di
studio. Lo scopo principale è quello di legare soprattutto la loro
forma a parametri come la luminosità, il contratto e molti altri,
apprezzarli oggettivamente, ma anche di modificarli in post
produzione, utilizzando lo stesso istogramma.
Conclusioni
Di tecniche che usano
gli istogrammi per migliorare le immagini c’è ne sono molte.
Strumenti come la "regolazione dei livelli" e le "curve"
vengono utilizzati per modificare le dominanti, sistemare il
bilanciamento del bianco, aumentare il contrasto, ripulire
addirittura una foto da foschie, nebbia e fumi. Questa era solamente
un’introduzione su ciò che sono gli istogrammi, per un ulteriore
approfondimento si può navigare su
http://www.sicilypictures.altervista.org/it/.