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2003
25
Dic

Aiutare l'autofocus

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Aiutare l'autofocus

Come testimonia il boom di vendite degli ultimi anni, il momento della fotografia digitale è arrivato. Ormai i prezzi sono in fase calante (anche se una buona macchina fotografica digitale costa ancora parecchio rispetto ad una tradizionale) e la fotografia è tornata "di moda".
Il magico mondo dell'immagine mi ha sempre affascinato, anche se ammetto che ho cominciato ad addentrarmi nei suoi meravigliosi reami solamente da poco. La fotografia digitale consente infatti al principiante di sperimentare all'infinito con costi pressochè nulli (la possibilità di esaminare le foto a video e di stampare effettivamente solo quelle meglio riuscite è un grande vantaggio in questo senso).
Nonostante l'inesperienza, la voglia di sperimentare e la curiosità mi hanno consentito di accumulare alcune conoscenze che ritengo possano interessare anche altri, che come me si accostano alla fotografia digitale (e non).
In questo primo articolo parleremo di autofocus nelle macchine digitali e di alcuni problemi che possono sorgere col suo utilizzo.
Col termine "Autofocus", spesso abbreviato in AF, si intende un meccanismo automatico di regolazione delle lenti della fotocamera per effetto del quale l'immagine inquadrata viene messa "a fuoco" sul sensore, in modo da risultare nitida una volta effettuata la ripresa.
Per i tipi di fotocamera che interessano a noi, esistono due fondamentali tipologie di sistemi autofocus: quelli attivi e quelli passivi.
Il sistema di AF attivo viene perlopiù impiegato su fotocamere economiche e compatte. Esso funziona grazie ad un emettitore a raggi infrarossi (simile a quello di un telecomando) che proietta un fascio invisibile all'occhio umano verso il soggetto da fotografare. Un particolare sensore "sente" l'eco di questo raggio e determina così la distanza del soggetto. L'elettronica della macchina fa il resto, spostando le lenti in accordo con la distanza rilevata.
Questo sistema ha il vantaggio di essere indipendente dalla luce presente sulla scena (in effetti funziona anche nella totale oscurità) e dalla tonalità cromatica del soggetto. Gli svantaggi sono la sua dipendenza dalla distanza (per soggetti lontani il sistema perde di precisione) e la sua tendenza all'errore in situazioni particolari, ad esempio quando si fotografa qualcosa attraverso il vetro di una finestra. In questo caso il raggio infrarosso potrebbe essere riflesso dal vetro e ingannare così la fotocamera con una distanza che non è quella del soggetto, che sta invece al di là del vetro.
Il sistema AF passivo utilizza un approccio completamente diverso. L'immagine registrata dall'obiettivo viene analizzata tramite un algoritmo di calcolo che misura il contrasto. Per fare questo viene preso un campione dell'immagine stessa e viene applicato l'algoritmo molte volte, una per ogni posizione di messa a fuoco delle lenti. La fotocamera si ferma quando trova la posizione di messa a fuoco che massimizza il contrasto nell'immagine.
Questo secondo tipo di sistema AF trova impiego in moltissime fotocamere evolute (la cosiddetta fascia "prosumer" ovvero professional consumer).
Il punto interessante è la forma dell'area campione dell'immagine che viene presa in considerazione dall'algoritmo di calcolo del contrasto. Nella stragrande maggioranza delle fotocamere di questa fascia, il campione è una striscia orizzontale di pixel adiacenti e dalla lunghezza abbastanza contenuta (sta dentro il mirino di messa a fuoco).
L'autofocus passivo ha il vantaggio di non essere limitato a distanze brevi, inoltre non viene ingannato da vetri e finestre. Tuttavia, proprio per il suo principio di funzionamento, si trova in difficoltà in particolari situazioni.
Dal momento che l'elettronica di massimizzare contrasto per mettere a fuoco, è evidente che se il soggetto è caratterizzato da un basso contrasto (ad esempio con poca luce, oppure con soggetti privi di dettagli e di colore uniforme) il sistema AF entrerà in crisi.
In secondo luogo, dato che nella stragrande maggioranza degli apparecchi l'area campione è una striscia orizzontale di pixel, se il soggetto manifesta una prevalenza di linee orizzontali, ovvero non ha dettagli verticali che "stacchino", l'autofocus si troverà in seria difficoltà anche in scene ben illuminate e contrastate. Un classico esempio è la foto del mare con l'orizzonte che attraversa il mirino.
Vediamo ora come i costruttori cercano di ovviare almeno in parte a questi limiti, e cosa possiamo fare noi per migliorare ulteriormente le cose.
Diversi apparecchi della fascia "prosumer" adottano un qualche tipo di "assist light" per aiutare l'autofocus a compiere il proprio lavoro. Sostanzialmente si tratta di una lampada che si accende e proietta una qualche tipo di luce sul soggetto: può trattarsi di una luce azzurrina come sulla mia Canon Powershot G3, oppure di un reticolo laser di linee rosse come fanno alcuni modelli della Sony (ad esempio la DSC-F717). Lo scopo resta lo stesso: alterare la luminosità del soggetto in modo non uniforme, per creare delle zone a maggior contrasto che aiutino il sistema AF a funzionare meglio.
Questi sistemi funzionano al meglio per distanze abbastanza ridotte e con scarsa luminosità. Cosa fare per la famosa foto dell'orizzonte di cui abbiamo parlato prima?
Innanzitutto possiamo controllare se nella scena esiste un soggetto con contrasto verticale posto alla stessa distanza del soggetto che vogliamo realmente fotografare. In questo caso possiamo mettere a fuoco sul soggetto "di appoggio" e poi, bloccando la messa a fuoco, ricomporre l'immagine nel mirino puntando al soggetto vero. Questo metodo richiede la presenza del soggetto "d'appoggio" e potrebbe portare ad errori di esposizione, in quanto l'immagine inquadrata per mettere a fuoco potrebbe avere caratteristiche tonali diverse da quella definitiva. Conviene pertanto usare questo trucco solo se il soggetto d'appoggio è appena fuori dalla scena che ci interessa.
Un secondo sistema che non ha questo svantaggio è talmente semplice da far sorridere, ma vi garantisco che... funziona! é sufficiente inclinare la fotocamera di 90° (tenendola in verticale se la fotografia che prenderemo sarà orizzontale e viceversa) sempre puntando al soggetto, premere a metà corsa il pulsante di scatto (come di consueto) per mettere a fuoco e quindi tornare nella posizione iniziale avendo cura di tenere bloccata la messa a fuoco (normalmente per fare questo si mantiene la pressione sul pulsante). Una volta ricomposta l'immagine si potrà premere sino in fondo il pulsante di scatto per effettuare la ripresa. Il trucco sta nel far diventare verticale la striscia di pixel campione su cui si basa il sistema AF per rilevare il contrasto e quindi mettere a fuoco. In questo modo, poichè il soggetto era composto da linee prevalentemente orizzontali, con la macchina girata di 90° la striscia campione sarà perpendicolare ad esse, e cioè nella migliore posizione per il corretto funzionamento dell'autofocus.
Ovviamente quanto detto vale nei due sensi: il sistema AF avrà difficoltà con immagini composte da linee verticali se tenete la fotocamera in verticale. In questo caso occorrerà mettere a fuoco con la macchina in orizzontale, bloccare la messa a fuoco e riportare la fotocamera in verticale, quindi scattare.
Con questo sistema la fotocamera rileva i dati esposimetrici direttamente sul soggetto finale, quindi non dovrebbero esserci problemi di esposizione.
Ho effettuato una prova ad una distanza di 2 metri circa da una tapparella di colore uniforme composta da listelle orizzontali, in modo che l'intero fotogramma venisse riempito da questo soggetto. Il sistema AF della mia G3 è subito andato in crisi; ma ruotando la macchina è riuscito a mettere a fuoco immediatamente senza problemi! L'uovo di Colombo...

Massimo Borri
 
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:: Massimo Borri
Massimo Borri, nato il 6 marzo 1971, diplomato alla Scuola di Informatica dell’Università di Modena, attualmente lavora come referente informatico per la stessa università, presso il Dipartimento di Chirurgia della facoltà di Medicina. Si occupa principalmente di fotografia, video editing e grafica 2D e 3D (con Blender 3D), oltre che di consulenza informatica a tutto campo. Innamorato profondamente del Giappone e di tutti gli aspetti della sua cultura, ha come hobby lo studio della lingua giapponese. Adora il gioco del Go con cui cimenta regolarmente assieme agli amici del Go Club del Tortellino. Ama il blues e il rock anni ’70, leggere e disegnare fumetti, il cinema e la letteratura di fantascienza, i giochi di ruolo. Ha scoperto nei libri di Thich Nhat Hanh il volto umano del buddhismo. Si interessa di filosofie orientali, arti marziali (ha praticato karate, taijiquan, kali) e in generale di tutto ciò che porta equilibrio e serenità. Per KULT ha curato in passato le sezioni dedicate a fumetti e animazione giapponesi e alla lingua del sol levante; attualmente scrive recensioni di applicazioni per Ipad.
 
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