Gamma Dinamica: Cos’è e perché è Importante conoscerla

Gamma dinamica è un termine molto utilizzato in fotografia. Sicuramente lo avrai sentito parecchie volte e ti sarai domandato che cos’è, a cosa serve.

La Gamma dinamica è un concetto importante perché fa riferimento alla specificità con cui i sensori reagiscono alla luce. E non solo: dipende infatti anche dal supporto di visualizzazione dell’immagine (monitor o carta).

Se vogliamo utilizzare l’istogramma, come rappresentazione grafica della gamma dinamica, possiamo dire che un istogramma che rappresenta la curva dei pixel tutti concentrati nella parte centrale, ha una gamma dinamica ridotta rispetto a uno con una curva che si estende lungo tutto l’asse orizzontale.

Gamma dinamica: che cos’è

Vediamo innanzitutto che cos’è la gamma dinamica.

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Per gamma dinamica si intende il rapporto tra la massima luminosità e la minima luminosità misurabile in un’immagine, cioè tra le parti illuminate con il massimo di luce e le parti in ombra.

Quando osservi un oggetto, puoi notare che è composto da punti massimi di luce, e punti massimi di scuro, ovvero di ombra. 

Questa differenza tra il massimo della luminosità e il massimo della mancanza di luminosità viene dato dall’intensità della luce che colpisce il soggetto. Ma non solo: dipende anche da un altro fattore, ovvero dal materiale di cui è composto l’oggetto e dal suo colore.

Quando osserviamo un oggetto, questo risulta illuminato dalla luce che lo colpisce (luce incidente, cioè quella che illumina tutta la scena), e dalla quantità di riflessione dell’oggetto stesso (luce riflettente, cioè riflessa dal materiale di cui è costituito l’oggetto) . Luce incidente e luce riflessa contribuiscono a creare la gamma dinamica.

Se è abbastanza facile comprendere cosa realmente è la gamma dinamica, non è così scontato comprendere che la gamma dinamica dipende dal dispositivo attraverso il quale l’immagine viene acquisita (sia esso l’occhio umano, una fotocamera, una stampante, un monitor). 

Il nostro occhio ad esempio è uno strumento perfetto: ha una gamma dinamica molto estesa. Ma se parliamo di una fotocamera, o di una stampante, dobbiamo parlare di una definita e limitata gamma dinamica, che non sarà mai estesa quanto la gamma di dinamica percepita dal nostro occhio. 

Molto spesso può capitare che in una scena un’immagine abbia una gamma dinamica molto più estesa di quella che può venire percepita dalla tua fotocamera. Che cosa significa questo? che l’immagine scattata con la fotocamera non riuscirà a rappresentare perfettamente tutte le varie sfumature di luminosità tra le sue parti.

Come si misura la gamma dinamica in fotografia

L’intensità della luce (luminanza) in una scena si misura in candele per metro quadro.

In fotografia, la gamma dinamica si misura in stop. Se vuoi approfondire il concetto di stop leggi qui.

A ogni stop corrisponde un raddoppio o un dimezzamento della quantità di luce. Questo significa che se aumenti l’esposizione di una fotografia di uno stop vuol dire che raddoppi la luce; se diminuisci di uno stop l’esposizione di una fotografia significa che dimezzi l’esposizione, ovvero la luce che illumina la scena.

Gamma dinamica misurata in stop; tabella scala stop fotografia
Questa tabella indica la scala degli stop in fotografia

Quindi ogni fotocamera ha la sua gamma dinamica indicata con gli stop. Cercherò di chiarire con un esempio: imposto sulla fotocamera una sensibilità di 100 ISO, e un tempo di esposizione di 1/100; se voglio alzare il tempo di scatto a 1/50 devo diminuire di 1 stop l’esposizione. Se al contrario voglio ridurre, ovvero allungare, il tempo di scatto da 1/200 a 1/500 significa che dovrò ridurre di uno stop.

Di solito, la gamma dinamica delle fotocamere di fascia medio/alta hanno una gamma dinamica di 12 stop. Normalmente, più una fotocamera è professionale, più è ampia la sua gamma dinamica.  

Per farti qualche esempio: la Sony A7R IV (leggi la recensione qui) ha una gamma dinamica di 15 stop.

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Gamma dinamica e fotocamere digitali

Quando parliamo di gamma dinamica dobbiamo parlare del sensore fotografico di una fotocamera digitale, sia Reflex, mirrorless, o compatta, o smartphone. E’ il sensore che misura la luce.

Il sensore è costituito da tanti fotositi: puoi immaginare il fotosito come un contenitore che contiene dei fotodiodi che si caricano quando vengono colpiti dalla luce (dai fotoni). Più è alto il numero dei fotoni, più l’immagine è luminosa. Ovviamente, se i fotositi sono più grandi possono contenere un maggiore numero di fotoni; di conseguenza, la gamma dinamica risulta più alta.

Le misurazioni della luce vanno poi convertite in valori digitali attraverso un convertitore analogico digitale (convertitore A/D); questo convertitore definisce la gamma dinamica in termini di bit. La maggior parte delle fotocamere digitali utilizza un convertitore analogico digitale da 10 oppure 14 bit. Questo significa che la gamma dinamica varia tra i 10 e i 14 stop; però attenzione, perché quando siamo in presenza di rumore digitale, in immagini poco illuminate, la gamma dinamica precipita verso il basso (tra gli 8 e i 12 stop).

Le fotocamere digitali Reflex Full Frame hanno sensori di dimensioni più grandi, e di conseguenza anche fotositi più grandi. Parlo di fotositi, come luogo fisico; invece, quando parlo di pixel mi riferisco alla parte di raccolta dati, ovvero software.

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Per comprendere quanto sia importante la grandezza dei fotositi rifletti su questo: se abbiamo due sensori con la stessa dimensione, il sensore che contiene meno fotositi, e perciò fotositi più grandi, ha una gamma dinamica più ampia rispetto a un sensore delle stesse dimensioni che però ha più fotositi, ma più piccoli. 

Va da sé che le fotocamere con un sensore ridotto, APS-C, hanno una gamma dinamica più ristretta rispetto alle fotocamere full-frame.

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Gamma dinamica e occhio umano

 A questo punto ti starai domandando qual è la gamma dinamica dell’occhio umano. 

Prima abbiamo accennato al fatto che è molto più estesa di quella di una fotocamera digitale. Quando guardiamo un’immagine con i nostri occhi, possiamo vedere tutte le varie sfumature: dai colori più scuri ai colori più chiari. In effetti la gamma dinamica percepita dall’occhio umano è molto più ampia di tutti i dispositivi elettronici che conosciamo. Se dovessimo calcolarla in stop potremmo definire l’ampiezza della gamma dinamica dell’occhio umano di circa 24 stop.

Possiamo dire che la gamma dinamica è la capacità dell’occhio umano di vedere contemporaneamente diverse quantità di luminosità che illuminano una scena. 

Gamma dinamica e Fotografia di Paesaggio

La situazione più difficile (parlando di corretta esposizione) che una fotocamera possa fotografare avviene con la fotografia di paesaggio. Molto spesso, infatti ,all’interno di una stessa immagine o scena naturale c’è una grossa differenza di luminosità tra le parti della stessa immagine.      

Ti sarà capitato più volte di scattare una fotografia di paesaggio e ottenere un risultato ben diverso dalla realtà che avevi visto con i tuoi occhi. Immagina una foto di paesaggio come quella qui sotto: in cui hai in cui hai un cielo molto chiaro, e in primo piano, in basso a sinistra il muretto di un molo molto scuro.

Foto di paesaggio con differenti luminosità
La gamma dinamica di questa immagine è molto estesa e la fotocamera non è riuscita a esporla correttamente

In questa situazione ci troviamo a dover trovare una via di mezzo tra i punti molto scuri e i punti molto chiari dell’immagine. 

Se esponiamo sul muretto, il risultato potrebbe essere un cielo troppo chiaro. Se esponiamo sul cielo, il risultato che otteniamo è un paesaggio in primo piano (il muretto del molo) troppo scuro. Tutto questo accade perché il sensore della fotocamera non è riuscito a catturare tutta la gamma dinamica presente nell’immagine.

Ripeto: la gamma dinamica definisce la differenza tra il minimo e il massimo valore di luminosità presente su una scena e che quindi la nostra fotocamera può registrare.  La gamma dinamica di una fotocamera reflex o mirrorless di buon livello è di circa 12 stop. 

Diamo per acquisito che una fotocamera non riesca a catturare la stessa gamma dinamica che vede il nostro occhio. Immagino che a questo punto ti starai domandando come è possibile scattare una corretta fotografia di paesaggio con una buona gamma dinamica.

Le opzioni a tua disposizione sono diverse:

  • puoi utilizzare dei filtri fotografici durante lo scatto dell’immagine della fotografia; l’utilizzo dei filtri ti permette di avere in partenza un’immagine più bilanciata nelle sue parti più illuminate e quelle più in ombra; di conseguenza con una buona gamma dinamica di partenza. Puoi usare filtri graduati a densità neutra (GND) per recuperare da 2 a 5 stop di gamma dinamica.
  • oppure puoi lavorare in post-produzione attraverso programmi di sviluppo dei file per correggere “gli errori” (a tal proposito ricordati che il risultato sarà migliore se scatti in RAW, perché questo file contiene più informazioni. Vuoi saperne di più? leggi qui).
  • oppure puoi utilizzare tecniche quali ad esempio l’HDR (High Dynamic Range), per ampliare la gamma dinamica di una immagine. In cosa consiste la tecnica HDR? consiste nello scattare più immagini identiche tra di loro, ma con diversi valori di esposizione. (Se vuoi sapere qualcosa di più sulla fotografia HDR, puoi approfondire qui). La prima fotografia si scatta con esposizione normale; dopo si scattano altre due fotografie una sottoesposta e l’altra sovraesposta. In questo modo avremo a disposizione tre fotografie con differenti valori di esposizione e potremo combinarle insieme utilizzando dei programmi di fotoritocco, ottenendo una fotografia HDR. Ci sono numerosi software, tra cui Photoshop, che uniscono e combinano insieme le varie fotografie per ottenere una gamma dinamica molto più estesa di quanto sarebbe possibile con una sola singola esposizione.

Importanza della gamma dinamica

Perché la gamma dinamica è di una macchina fotografica digitale è così importante?

Perché dalla gamma dinamica dipende la buona resa di una fotografia. Per buona resa intendo una fotografia che riesca a rispecchiare il più possibile la reale luminosità presente sulla scena, ovvero che rispetti le zone più luminose e quelle meno luminose, anche se non sarà mai uguale all’immagine che vedi con i tuoi occhi.
Fai un piccolo esperimento: osserva una scena con differenti zone di luminosità. Il tuo occhio, che è una macchina perfetta, e sembra immobile, non lo è; si sposta impercettibilmente nella scena andando a compensare le differenti luminosità tra le varie parti della scena stessa. E’ questo movimento che permette di avere una gamma dinamica così ampia. La nostra fotocamera, per quanto tecnologica, non lo può fare. E infatti, se scatti la fotografia della stessa scena, ti accorgerai che il risultato sarà diverso da come l’avevi vista.

Se conosci la gamma dinamica della tua fotocamera, conosci nella realtà le sue capacità.

Considerazioni finali

E’ davvero molto importante conoscere la gamma dinamica della tua fotocamera o del mezzo che utilizzi, perché ti può aiutare a capire, durante lo scatto di determinate immagini con un’ampia differenza di gamma dinamica, come devi comportarti.

Una precisazione: parlare di gamma dinamica di una scena guardata con gli occhi sta a indicare che si fa riferimento all’intervallo di intensità di luce presente sulla scena, cioè dalla parte più scura (le ombre) a quella più chiara (le Alte Luci). Quando invece parliamo di gamma dinamica di una fotocamera digitale facciamo riferimento all’intervallo di intensità della luce che il sensore può catturare in un’unica esposizione.

E’ nelle scene ad alto contrasto che si vede quanto è ampia la gamma dinamica della tua fotocamera. La gamma dinamica di un sensore è quella che fa riferimento all’intensità di luce che un sensore può catturare in una singola esposizione.

Se voglio fotografare una una scena con una gamma dinamica che supera quella della fotocamera il risultato sarà una fotografia in cui una parte sarà sottoesposta e l’altra sovraesposta, ovvero non riuscirò a esporre correttamente sia le parti chiare che le parti scure dell’immagine, anche se avrò utilizzato la misurazione dell’esposizione Matrix (leggi di più sulle modalità di misurazione dell’esposizione).

Per questo motivo, quando scattiamo una fotografia, è importante considerare la luce presente nell’immagine: se la gamma dinamica della scena supera la gamma dinamica percepibile dalla tua fotocamera digitale, la fotografia che otterrai non corrisponderà a quello che hanno visto i tuoi occhi. 

Un primo aiuto in queste situazioni puoi averlo dall’analisi dell’istogramma. Lo spazio totale del grafico dell’istogramma indica l’ampiezza massima dell’intervallo di luminosità che la tua fotocamera può registrare e va da 0 a 255. Invece, la curva indica l’ampiezza dell’intervallo di luminosità che è presente nella scena che stai fotografando. Se la curva dell’istogramma è in mezzo nell’area del grafico, ma non copre tutta l’asse delle ascisse, vuol dire che la gamma dinamica della scena è inferiore a quella che il sensore della fotocamera è in grado di catturare. Se è così non ci sono problemi: riuscirai a esporre correttamente la tua immagine. Ma se invece la curva dell’istogramma si estende per tutta l’area del grafico, e va a scontrarsi con le estremità e sembra tagliato all’estremità, significa che la gamma dinamica della scena che vuoi fotografare è superiore a quella della fotocamera. In questo caso avrai dei problemi, perché non riuscirai a esporre correttamente tutte le parti dell’immagine, perché la differenza di luminosità tra le luci e le ombre sarà superiore a quella percepibile dal tuo sensore.

L’unica cosa che puoi fare in questi casi è cercare un compromesso: puoi decidere di esporre sulle luci oppure sulle ombre, e poi in post-produzione cercare di andare a recuperare un po’ di luminosità persa durante lo scatto. Normalmente si preferisce utilizzare la tecnica dell’ETTR, ovvero Expose To The Right (esporre a destra), cioè per le alte luci, in modo che si riescano a recuperare anche in post-produzione i dettagli nelle ombre, evitando perciò che le ombre diventino delle macchie nere senza dettagli.

Ovviamente sta al tuo buon senso valutare di volta in volta la scena e decidere cosa è meglio fare per risolvere i problemi di sovraesposizione o di sottoesposizione dati da una scena con gamma dinamica troppo elevata.

Molto spesso non ci pensiamo, e al momento dell’acquisto di una nuova fotocamera pensiamo solo a guardare i suoi megapixel. Quando invece esistono molti altri fattori come ad esempio la gamma dinamica che sono molto più importanti; perciò non scartiamo una fotocamera con “solo” 20 o 24 megapixel perché sono più che sufficienti.

Negli ultimi anni infatti la tecnologia sta andando in questa direzione: produrre sensori sempre più performanti dal punto di vista della gamma dinamica.

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Last update was on: 22 Giugno 2021 12:31
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