Formato, visualizzazione e stampa delle foto

In breve: la memorizzazione di immagini, compressione. Come visualizzare le immagini, resa cromatica. Stampa di immagini

Formato di memorizzazione delle foto

Il sensore digitale analizza l'immagine tramite una moltitudine di punti (pixel) disposti in uno spazio rettangolare, ogni punto ha un preciso colore.

Fig 18.1

La zona ingrandita mostra i pixel, punti di colore quadrati che uno vicino all'altro formano l'immagine. Devono rimanere abbastanza piccoli da non essere notati

I pixel vengono memorizzati con dei numeri che rappresentano il colore di ogni pixel. Anzi il metodo più usato, detto RGB (Red-Green-Blu) usa tre numeri che misurano la luminosità delle tre componenti di colore (0=scurissimo, 255=luminosissimo). Quindi il sensore produce i numeri che identificano i colori di tutti i pixels dell'immagine. Ad esempio la terna 0-0-0 corrisponde ad un punto nero, 255-0-0 ad un rosso molto acceso, 120-0-0 un rosso scuro, 255-0-255 al viola (rosso+blu) e 255-255-255 al bianco.

Per poter rappresentare tutte le sfumature di colore basta rappresentare circa 10 milioni di colori, che sono le sfumature che l'occhio umano può distinguere. Usando 3 byte per ogni pixel, 256 gradazioni di colore per ognuna delle tre componenti, si possono rappresentare oltre 16 milioni di colori e per questo si parla di True color, cioè colore vero perché per l'occhio umano sono tutti i colori possibili.

Se supponiamo un'immagine da 18 megapixel, ed ogni pixel ha bisogno di 3 byte, si ottiene un file di memorizzazione dell'immagine di 18 milioni x 3 = 54 milioni di byte = 54 mega byte per una foto, cioè molto grande. Vi sono allora dei metodi di compressione delle immagini memorizzate, che riescono anche a preservare tutte le informazioni pur riducendo le dimensioni del file. Invece il formato più usato dalle fotocamere amatoriali è il .jpg che prevede una compressione più elevata ma con perdita di alcuni dati. L'effetto pratico di questa perdita di informazioni sono delle anomalie visibili in alcuni punti delle foto. Si tratta di chiazze nelle grandi superfici sfumate o di aloni intorno a contorni contrastati. Ad esempio una porzione di cielo sereno di fatto ha una serie omogenea di sfumature di celeste che con colori true color dovrebbero rimanere sfumati, mentre la compressione jpg può evidenziare delle chiazze. La compressione infatti altera di poco il colore per renderlo omogeneo e quindi divengono visibili dei "gradini" di sfumatura colore. Gli aloni invece si manifestano con pixel più scuri o più chiari in una zona di contorno tra due colori contrastanti, quasi come se il contorno fosse stato lievemente sdoppiato dall'ottica.

Fig 18.2

La foto .jpg è stata compressa molto, in modo da evidenziare i difetti prodotti dalla compressione:
- Le zone indicate dalla lettera A mostrano le sfumature a "gradino": il cielo invece di omogeneo è reso con 3 colori simili ma dai confini visibili. I quadrati di colore diverso non sono pixel (i pixel in questa foto sono più piccoli), ma dipendono dal metodo di compressione .jpg
- La zona B ingrandita mostra chiaramente l'effetto alone: vicino alle piume nere nel cielo azzurro di sfondo ci sono pixel più scuri e più chiari

La compressione jpg può essere impostata nella fotocamera, da una compressione elevata con effetti visibili sull'immagine, ad un compressione meno spinta con effetti praticamente invisibili.

Ad esempio nella Nikon P520 può scegliere tra 9 diverse dimensioni in pixel di immagini che vanno da 18 megapixel (4896x3672) fino a 0,3 megapixel (640x480) passando per formati 3:2, 4:3, 16:9 ed anche quadrati. Inoltre la dimensione del file jpg può essere variata usando l'impostazione Qualità immagine, che interviene sul livello di compressione jpg, cambiando il livello di compressione jpg da circa 1 a 8 (qualità standard) a circa 1 a 4 (qualità elevata). Usando immagini da 18 megapixel le dimensioni del file che contiene la foto variano da 3-4 MB in qualità standard a 6-7 MB in qualità elevata).

Visualizzazione e stampa di immagini

Facciamo ora qualche considerazione su come utlizzare o semplicemente come vedere le foto fatte. Diciamo che le possibilità sono le seguenti:
- monitor del PC
- cellulare
- tablet
- televisore
- videoproiettore
- stampa

Le caratteristiche da tenere presente sono le seguenti: la definizione, il rapporto dell'immagine, la resa cromatica.

Definizione e rapporto

L'immagine memorizzata dalla fotocamera come abbiamo visto ha un certo formato (ad es. jpg) e delle caratteristiche. Come prima cosa il numero di pixel in larghezza ed in altezza. La dimensione in pixel determina anche il rapporto tra larghezza ed altezza, in quanto i pixel si suppongono sempre quadrati. Così ad esempio per le impostazioni che uso normalmente ottengo foto di 4896x3672 pixel (18 Megapixel), cioè con un rapporto 4:3.

Il rapporto è importante perché i monitor, i visori ed i televisori possono avere rapporti diversi. Ad esempio il televisore HD ha spesso un rapporto 16:9 e quindi per vedere una foto 4:3 con le proprozioni giuste si devono avere due bande nere laterali sullo schermo, oppure l'immagine deve essere tagliata sopra e sotto. Se invece l'immagine viene visualizzata in mdo che combacia con lo schermo allora risulterà schiacciata in altezza. Questo problema si ritrova anche nei tablet, cellulari ecc. anche se spesso viene data la possibilità di scegliere come visualizzare l'immagine per adattare un rapporto non uguale.

Anche la definizione è da tenere sotto controllo. Un moderno TV da 42 pollici full HD ha una definizione in pixel di 1920x1080 (16:9), quindi circa 2 Megapixel, una definizione molto inferiore alle foto, che quindi visualizzate sul TV perderanno di qualità. Se invece avete un televisore Ultra HD (4K) allora la definizione è di 3840 x 2160 cioè quasi 8 Megapixel e la qualità è migliore. Ricordate che se usate un collegamento tra la fotocamera o il PC ed il televisore con cavo Scart o con cavo di antenna la definizione viene ridotta a quella della vecchia TV analogica e quindi molto scarsa (768 x 576 = 0,4 Megapixel). Usando invece collegamenti con cavi HDMI la definizione viene mantenuta.

Se usate uno schermo da PC la definizione dipende dal modello di monitor o dallo schermo del portatile. In genere si hanno definizioni a partire da 1 Megapixel in su. Naturalmente se avete una definzione dello schermo inferiore alla definizione della foto vuol dire che potete ingrandire la foto senza perdere di definizione. Per questi motivi oggi per le fotocamere si ritiene che definizioni di 12 Megapixel siano sufficienti per tutti gli usi amatoriali. Nel caso di video proiettore la situazione è analoga, anche se in genere le dimensioni in pixel e le rese cromatiche dei videoproiettori non professionali sono inferiori ad una TV HD.

Resa cromatica

Quando guardo una foto su uno schermo i colori sono riprodotti per somma di delle tre componenti di luce (rosso, verde, blu), ma la riproduzione del colore può variare di molto a seconda dello schermo. Regolare contrasto, luminosità e saturazione può migliorare le cose, ma è molto difficile ottenere gli stessi risultati su schermi diversi.

Stampa

Per la stampa non si parla di pixel ma di punti per pollice. Una normale stampante a getto d'inchiostro casalinga o le foto stampate su una rivista hanno una definizione di 300 dpi (dots per inch = punti per pollice), cioè oltre 10 punti a millimetro. Se si stampa una foto da 18 Megapixel facendo coincidere ogni pixel con un punto di stampa si otterrebbe un'immagine di circa 16 x 12 pollici cioè circa 40 x 30 cm ovvero il doppio di un foglio A4. In effetti un'immagine da 12 Megapixel si può stampare tranquillamente anche in formati abbastanza grandi. Se avete una foto con un numero di pixel elevato potete anche stampare in formato standard 10x15 un particolare ingrandito della foto senza perdita di definizione.

Nel caso della stampa i colori sono ottenuti sovrapponendo l'inchiostro invece che mescolando raggi di luce dei tre colori come sugli schermi. Questo cambia la resa cromatica, perché sommando l'inchiostro il colore diviene più scuro, mentre negli schermi la somma di luce schiarisce. L'effetto pratico è che i colori stampati sono meno vivi dei colori su schermo, ed in generale alcune tonalità di colore sono impossibili da riprodurre in stampa. Per questo motivo vi sono delle carte, dette fotografiche, appositamente studiate per a stampa di foto, in modo da rendere al meglio i colori. Sono carte più spesse e con superficie bianca lucida o satinata.

Oggi su internet vi sono molti siti che permettono delle stampe particolari, ad esempio la stampa in grande formato su pellicola flessibile adesiva per decorare autovetture, oppure su pannelli di forex o di polionda (supporti plastici semirigidi spessi qualche millimetro) ad esempio di cm. 100x70 o anche più grandi. Si ottengono dei pannelli decorativi da parete di grande effetto, a patto che la foto sia ben a fuoco ed ad alta definizione.

Su internet si trovano anche dei siti che stampano foto libri, calendari ed altro. Un foto libro è un libro sulle cui pagine vengono stampate una o più foto. Si tratta di selezionare le foto da includere e poi procedere on-line alla preparazione ed impaginazione del fotolibro, disponendo le foto, inserendo testi ed elementi grafici. Il libro stampato sarà poi consegnato tramite corriere.

Per i fotolibri ed i calendari potete usare www.photosi.it, mentre per le stampe di pannelli ed altro guardate su www.pixartprinting.com

Prima di terminare questo capitolo aggiungiamo delle informazioni sui formati dei file immagini e di quelli video.

Formati immagine

Come abbiamo detto le immagini fotografiche, o anche i disegni digitali, sono rappresentati da un elevato numero di punti (pixel) disposti in una matrice rettangolare. Quando vengono memorizzate in una memoria divengono un file che contiene i pixel come una serie di numeri che corrispondono ai colori, ma contengono anche delle informazioni aggiuntive sulla codifica dei pixel oltre ad informazioni sulla fotocamera e sullo scatto.

I numeri che rappresentano i pixel vanno interpretati secondo la codifica adottata, ad esempio occorre sapere:
- dimensioni dell'immagine, cioè numero di pixel in orizzontale ed in verticale. Per immagini da usare su internet bastano basse definizioni, come 800x600 o 640x480 (VGA), mentre per la stampa occorre più dfinizione, ad esempio 4608x3456 (16 megapixel)
- codifica del colore, ad esempio bianco e nero, scala di 256 grigi, scala di 16 colori (adatta a disegni), scala di 256 colori scelti da una palette, scala di 16 milioni di colori (true color). La palette è un sottoinsieme di 256 colori tra quelli possibili, scelto in modo da rappresentare al meglio una certa foto. Ad esempio se nella foto c'è molto mare e cielo vi saranno nella palette molti blu e pochi rossi, così da ridurre di molto le dimensioni del file senza una grave perdita di qualità
- tipo di compressione, cioè eventuale tecnica usata per ridurre lo spazio occupato dal file, con o senza perdita di dati. Per capire come è possibile ridurre lo spazio occupato possiamo immaginare una foto con diverse porzioni completamente nere, cioè vi sono molti pixel uno di seguito all'altro con lo stesso colore. Per ridurre lo spazio si registrerà un solo pixel nero ma preceduto da un moltiplicatore che indica il numero di pixel successivi dello stesso colore. In questo modo, senza perdere informazioni dell'immagine, lo spazio occupato dal file è minore. Per ottenere una compressione maggiore si possono alterare di poco i colori dei pixel, ma come visto nella figura 18.2 si possono avere effetti indesiderati.

Vi sono diverse maniere di fornire queste informazioni, e queste determinano il formato del file, che viene identificato dal suffisso che segue il nome. Elenchiamo alcuni dei suffissi (formati) più usati:
- .jpg o .jpeg il formato più usato, comprime i dati con poca perdita di informazioni
- .raw il formato professionale, che mantiene i dati in forma "grezza", cioè come vengono prodotti dal sensore della fotocamera, sono file abbastanza voluminosi. Purtroppo, dato che tali dati sono legati al tipo di sensore, il formato .raw dipende dalla fotocamera e quindi non sempre è letto da programmi diversi da quelli forniti con la fotocamera.
- .png altro formato abbastanza usato per foto
- .bmp il formato bitmap è quello usato da Windows, non ha compressione e quindi nel caso di foto genera file di grandi dimensioni
- .gif altro formato usato per immagini e foto. Permette la trasparenza, cioè definire un colore trasperente, che serve a fare in modo che delle zone dell'immagine lascino vedere l'immagine sottostante; permette anche la memorizzazione di più immagini in un solo file, che vengono mostrate in sequenza a ciclo continuo (cosiddette gif animate).

Quasi tutti i programmi di editor grafico, come Paint e Gimp (vedi ritocco fotografico), permettono di leggere le immagini in molti formati e salvarle in formato diverso. Per cui ad esempio non troverete fotocamere che producono formati .bmp o .gif, ma potrete trasformare le voste foto in questi formati.

Formati video

Anche per i video vengono memorizzati i pixel dei singoli fotogrammi, ed anche in questo caso tra le informazioni aggiuntive contenute nel file vi sono quelle per interpretare la codifica. Nel caso dei filmati si parla di formati, ma dato che essi possono avere molteplici varianti si parla anche di codec. Elenchiamo qui alcune caratteristiche:
- dimensioni dell'immagine: il numero di pixel del singolo fotogramma, tenendo presente che in genere le fotografie vengono fatte con un rapporto 4:3 mentre i filmati hanno un rapporto 16:9, più panoramico ma conforme ai moderni televisori. Anche qui si misura in pixel di altezza e di larghezza, ma in alcuni casi si usa l'immagine interlacciata. In pratica ogni fotogramma ha solo i pixel sulle righe pari ed il successivo le righe dispari, questo diminuisce le dimensioni del file del filmato senza diminuire di molto la qualità del video. Alcune definizioni di filmato hanno dei nomi commerciali:
Ultra HD: 3840x2160 detto anche 4k perché la larghezza è di circa 4000 pixel
Full HD 1080p: 1920x1080 progressivo detto anche 2k perché la larghezza è di circa 2000 pixel
Full HD 1080i: 1920x1080 interlacciato, cioè per ogni fotogramma vengono registrati solo metà dei pixel, una volta quelli delle righe pari ed una volta quelli delle righe dispari.
HD ready: 1280x720
iFrame: 960x540 è un formato usato dalla Apple
Nelle fotocamere si trova facilmente la possibilità di usare formati diversi, a partire dal Full HD.
- numero di fotogrammi al secondo (fps), tipicamente 25 fps o 30 fps
- tipo di traccia audio: stereo, mono, surround ecc.
- metodo di compressione che nel caso di filmati sfrutta anche il fatto che un pixel spesso rimane invariato in molti fotogrammi successivi.

Anche per i filmati il file ha un suffisso che identifica il formato, ma occorre tenere presente che vi possono essere molte differenze di formato anche tra file che usano lo stesso suffisso. Insomma ancora non c'è uno standard accettato da tutti sui filmati, anche se i software cercano di visualizzare molti formati diversi, si potrebbero incontrare problemi di compatibilità che impediscono la visione del filmato con certi browser o in certi televisori. Esistono comunque dei programmi di conversione per passare da un formato ad un altro.

Elenchiamo i suffissi dei formati video più usati dalle fotocamere:
- .mpeg
- .avi
- .mov
- .mp4

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