Fotocamere e Obiettivi: ecco come cambiano i nostri test

Fotocamere e Obiettivi: ecco come cambiano i nostri test

di Alberto De Bernardi , pubblicato il

“In questa breve guida descriviamo la rinnovata metodologia di prova da noi adottata per fotocamere e obiettivi, spiegando come interpretare correttamente alcuni risultati proposti al'interno delle recensioni di prodotto che seguiranno”

Approfondimento: test MTF

Allo scopo di valutare il potere risolutivo di un certo oggetto (fotocamera, obiettivo, scanner ...), cioè la sua capacità di discriminare tra due punti separati, per quanto vicini essi siano, si supponga di fotografare una serie di linee nere, equidistanti, su sfondo bianco. Utilizzando un'ipotetica fotocamera ideale, l’immagine catturata presenterà contorni netti e perfettamente definiti, cioè transizioni brusche da nero a bianco e viceversa. In termini di livelli di grigio (si consideri per semplicità un’immagine b/n), questo significa una serie di "salti" dal valore 0 (nero) al valore 255 (bianco) e viceversa.
Nel caso reale, i contorni saranno in qualche sfumati; esisterà, cioè, una zona grigia più o meno ampia in corrispondenza di ogni transizione.


Tre esempi di target di frequenza spaziale crescente. L’istogramma mostra come, all’aumentare della frequenza spaziale, la differenza tra il livello massimo Lmax e quello minimo Lmin dell’immagine si riduca progressivamente.

Si immagini ora di fotografare diverse serie di linee sempre più ravvicinate tra loro, cioè di frequenza spaziale crescente. Si arriverà, presto o tardi a seconda della bontà del sistema in prova, al punto in cui le zone grigie in corrispondenza delle transizioni bianco/nero risulteranno parzialmente sovrapposte. In questa condizione, i livelli di grigio non raggiungeranno più i valori 0 (nero) e 255 (bianco), ma oscilleranno tra due valori intermedi. Questo equivale a dire che il contrasto, definito appunto come rapporto tra livello di bianco e di nero di un’immagine, è diminuito.
Proprio su questa considerazione si basano le prove di risoluzione condotte dalla maggior parte delle riviste di settore e dei laboratori di misura. La misura del potere risolutivo di un oggetto viene cioè ricondotta a una misura di contrasto dell’immagine prodotta.

È possibile definire allo scopo un valore di contrasto per la zona n-esima: (C)n = (Lmax-Lmin)n / (Lmax-Lmin)ref

Dove L rappresenta di livelli di grigio all'interno dell'immagine e "ref" indica semplicemente una zona di riferimento, cioè una zona di frequenza spaziale abbastanza bassa da assicurare la completa separazione bianco/nero.
La funzione così definita ha un valore massimo pari a 1 (viene infatti divisa per la differenza di livelli maggiore presente nell’immagine) e un valore minimo teorico pari a 0, che raggiungerebbe qualora la zona fotografata fosse di colore uniforme.
Rappresentando in grafico (C)n in funzione della frequenza spaziale dei target fotografati, si ottiene una curva che parte da 1 (o dal 100%, se si preferisce) e decresce più o meno linearmente fino a tendere a 0.


Un esempio di curva MTF, espressa in funzione di cicli per pixel. 0,5 cicli/pixel è, per cosiddetto "teorema del campionamento", il massimo valore misurabile.

Un simile grafico è tutto ciò che occorre per valutare in modo oggettivo il potere risolutivo di un oggetto in prova: basta infatti scegliere arbitrariamente un opportuno valore di caduta di contrasto, ad esempio pari al 50%, e leggere sul grafico il valore di frequenza spaziale corrispondente - maggiore è il valore di frequenza spaziale, migliore la risoluzione. Poco importa che tale grafico venga ottenuto in pratica con un procedimento manuale riconducibile a quello appena descritto (che per inciso, è rappresentativo di una metodologia realmente utilizzata, anche se obsoleta) oppure con metodi più analitici, che coinvolgono derivate e trasformate di Fourier.

Tali grafici prendono il nome di "MTF" (Modulated Transfer Function), essendo di fatto rappresentazioni di funzioni di trasferimento (cioè relazioni tra l'ingresso - l'immagine da fotografare - e l'uscita - l'immagine creata - del sistema fotocamera) "modulate", cioè attenuate. Nulla di esoterico, si tratta solo di gergo.

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