Pellicole e sensori a confronto: la dimensione del fotogramma
Comparing Films and Sensors: the Image Size

Scritto a gennaio 2007

For foreign visitors: The following picture shows the sizes of traditional film formats (120, 135 and 110) compared with 8 mm and Super 8 movie film and with the most common sensors for digital cameras.
As you can see, all point-and-shot digital cameras have very small sensors, similar to the Super 8 format. Smaller sensors require high quality lenses, as the magnification needed for the same printing size is proportionally much higher.
Furthermore, smaller sensors mean smaller size for each pixel, and this increases the "digital noise" of the image.
These are the reasons why a SLR digital camera can reach an higher quality more easily than a point-and-shot digital camera.


Chi ha acquistato una reflex digitale sa che il suo sensore è più piccolo del formato classico 24x36, tanto che gli obiettivi tradizionali, se usati su una reflex digitale, si "spostano" tutti verso una focale più da teleobiettivo, secondo un fattore intorno a 1.5: un 50 mm diventa quindi un 75 mm e così via.
Probabilmente anche chi si ritrova in mano una minuscola compatta digitale immagina che il suo sensore sia piuttosto piccolo. Ma quanto piccolo?

Guardate un disegno in scala:

La dimensione dei sensori
Sensor Sizes

Confronto fra i fotogrammi di pellicola dei formati più diffusi e i sensori di macchine reflex digitali (da Nikon a FourThirds) e compatte digitali (da 2/3" in giù).

Comparison of image size on traditional films and digital cameras (SLR from Nikon to FourThirds, Point & Shot from 2/3" to 1/3.2")

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La maggior parte delle compatte digitali di fascia alta ha il sensore da 1/1.8". Avreste mai detto che è così piccolo?!
Solo poche macchine di prestigio, qualche anno fa, avevano il sensore da 2/3", ad esempio la Minolta Dimage 7, che poi si è evoluta nella A200, prima che Minolta abbandonasse la produzione fotografica.
Adesso addirittura pressoché tutte le compatte fino a 6-7 Megapixel (nel 2009 anche 10) hanno il sensore da 1/2.5": praticamente la dimensione della vecchia pellicola Super 8, che, da buon nostalgico, ho aggiunto per confronto.
Infine le compatte di classe super-economica di solito sfruttano il veramente minuscolo sensore da 1/3.2", analogo al vecchio 8 mm (che era appunto più piccolo del Super 8).

Qual è il problema?
Non è elettronico, ma prima di tutto fisico, cioè ottico. Provate a calcolare il numero di ingrandimenti necessari per stampare una foto in formato 20x30 cm.
Su pellicola 24x36 sono 8 ingrandimenti. Su digitale reflex sono già 12. Con le compatte si parte da 34 e si arriva fino a 66. Cioè le compatte devono avere (dovrebbero avere!) un obiettivo di qualità assai migliore, rispetto a quello di una reflex, perché esso deve "reggere" un numero di ingrandimenti enormemente superiore, a pari risultato finale. In termini tecnici, deve avere un potere risolvente superiore, per non perdere dettagli minuscoli che, ingranditi nel rapporto che abbiamo visto, diventano tutt'altro che trascurabili.

Il tutto è riepilogato nella tabella:

Gli stessi dati come tabella in formato Excel / The same data as Excel table, with additional information.

Nel foglio Excel ho messo anche qualche dato in più, che permette di vedere ulteriori aspetti. Ad esempio l'altro problema, questa volta elettronico, è quello della dimensione dei pixel. Se aumento i Megapixel, la dimensione unitaria dei pixel ovviamente diminuisce, e più i pixel sono piccoli, più è difficile non avere rumore. Quindi passare da 6 a 8 Megapixel a pari dimensione del sensore (come è stato fatto di recente da quasi tutte le macchine) spesso significa perdere in rumore quello che si guadagnerebbe teoricamente in risoluzione.
Dal foglio Excel si vede ad esempio che se uso pixel della stessa grandezza di quelli della 350D e li piazzo su un sensore da 1/1.8", ce ne stanno appena 1100 sul lato maggiore, cioè ho una risoluzione di neanche 1 MP. Ovvero i pixel di una compatta sono enormemente più piccoli di quelli di una reflex.

Tutto questo, naturalmente, non vuole essere una "bocciatura" per tutte le compatte digitali. Le mie prime due digitali (Dimage 7 e Canon A200) hanno rispettivamente sensori da 2/3" e da 1/3.2" e la qualità di entrambe mi appare molto buona, ognuna nel proprio campo d'azione. E analogamente le classiche Powershot di Canon (A710, A720, A590), con cui è stata scattata quasi la totalità delle foto attuali che vedete su questo sito, hanno il sensore da 1/2.5", e una qualità encomiabile, naturalmente se rapportata al prezzo (rispettivamente 260, 190 e 110 Euro al momento del mio acquisto).

Tuttavia è evidente che una reflex digitale parte fortemente avvantaggiata, in primo luogo proprio per il suo sensore, che ha una dimensione molto più favorevole da un punto di vista sia ottico, sia elettronico.
Infine il QuattroTerzi si piazza poco sotto le reflex Canon e Nikon e - da questo punto di vista - dovrebbe essere comunque superiore a qualunque compatta.


Aggiornamento ottobre 2007 / Oct 2007 Update

A completamento dell'argomento mi sembra interessante questo trafiletto ripreso dalla recensione della nuova Canon G9 apparsa sul celebre sito www.dpreview.com:

"E' la più grande ironia nel mercato delle compatte digitali: dal momento che tutte le fotocamere usano sensori molto simili (spesso esattamente lo stesso sensore) e molte condividono anche il medesimo obiettivo, la differenza tra i modelli economici e le macchine al top quali la G9 semplicemente non si riflette in una corrispondente differenza nella qualità dell'immagine. Non importa quanto si sia disposti a spendere; non si riesce ad uscire dal 'problema della compatta': un sensore piccolo e rumoroso è sempre un sensore piccolo e rumoroso, indipendentemente da tutto quello che gli venga costruito intorno o da quante caratteristiche 'professionali' vengano incluse nel corpo macchina."

The following text, from the review of Canon G9 on www.dpreview.com well illustrates the typical problem of small-size sensors:

"It's the biggest irony of the compact digital camera market: since the cameras all use very similar sensors (often the exact same sensor) and many even share the same lens assembly, the price difference between the entry-level models and range-toppers such as the G9 simply isn't reflected in a commensurate difference in output quality. And it doesn't matter how much you are prepared to spend; you can't buy your way out of the 'compact camera problem' - a small, noisy sensor is a small noisy sensor no matter what kind of tank you build around it or how many 'professional' features you build into the body."


Aggiornamento settembre 2009

Un lettore mi fa notare che "non gli tornano i conti". Se calcola i cateti di un triangolo che ha l'ipotenusa lunga 1/2.5 pollici, gli vengono dei valori sensibilmente maggiori di quello che trovate in tabella. Come mai? Il problema è che le dimensioni dei sensori (1/2.5" ecc.) sono grandezze convenzionali. In pratica non sono la diagonale effettiva ma un valore maggiore, legato (con molta fantasia) al fatto che anche le vecchie misure dei tubi catodici delle televisioni usavano una convenzione simile.

Lo si trova spiegato ad esempio qui: www.dpreview.com/learn/?/Glossary/Camera_System/sensor_sizes_01.htm e anche i tecnici di DPReview sono dubbiosi sull'intelligenza della cosa... ma tant'è!


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