Sensori d'immagine
Inviato: lunedì 8 aprile 2024, 11:58
Antefatto - data imprecisata estate-autunno 2005
Tre personaggi in cerca di qualcosa vengono messi a lavorare assieme nel tentativo di realizzare una fotocamera digitale da costruirsi in stile fai-da-te ed a basso costo (ovviamente) da utilizzarsi per riprese amatoriali in ambito astronomico.
Si parte con il piede giusto e tanto entusiasmo : nessuno dei tre sa realmente come funziona un sensore d’immagine CCD https://it.wikipedia.org/wiki/Dispositi ... _di_carica , il cuore di tutto il sistema (all’epoca). C’è da fare tutto da zero , scegliere il sensore , progettare l’elettronica di controllo del sensore , realizzare un programma per computer in grado di gestire l’elettronica del sensore ed acquisirne l’immagine catturata, varie ed eventuali .
Il grosso del lavoro comunque inizia e dopo quasi un anno di capocciate sulla scrivania , eureka , si capisce come funziona davvero il sensore d’immagine (va da sé che, beata ignoranza, avevamo scelto il meno semplice da gestire).
Seguirono prototipi , sviluppi , ecc…, ed anche la conferma della qualità della camera digitale https://web.archive.org/web/20090408221 ... 80606.html .
Io poi mi sfilai via , perché una volta compreso come funzionava il tutto, persi interesse e di conseguenza voglia. E’ rimasta comunque un’esperienza assolutamente affascinante !
Giorni nostri
Qualche giorno addietro sono stato tentato di acquistare una lente macro da applicare alla fotocamera del cellulare o dell’iPad che generalmente uso per realizzare le foto pennifere (purtroppo non ho nessuna macchina fotografica , vera, degna di questo nome) .
Poi mi sono ricordato che in qualche vecchio scatolone abbandonato dovevano esserci delle lenti varie che avrebbero potuto fare al caso . Ed in effetti qualcosa ho trovato, un doppietto acromatico da posizionarsi sull’obiettivo della fotocamera dell’iPad , che ha dato buoni risultati :
Con grande sorpresa c’era anche dell’altro in quello scatolone, un prototipo (funzionante all’epoca) nella versione quasi-finale della fotocamera digitale menzionata nell’antefatto , con tanto di computer portatile dove c’era il programma di controllo e cose varie.
La cosa interessante e che disponevo - e tuttora dispongo - di sue sensori ccd, uno a colori ed uno in bianco e nero.
I sensori , sia ccd che cmos , sono sostanzialmente sensori che restituiscono un’immagine in bianco e nero (toni di grigio) poiché catturano fotoni di qualunque lunghezza d’onda , cioè di qualunque colore , senza distinzione.
E’ poi la presenza sopra il sensore di uno strato di polimero con la serie dei tre colori rosso, verde e blu (RGB https://en.wikipedia.org/wiki/Bayer_filter ) oppure in alternativa una serie di quattro colori ciano, giallo, verde e magenta (CYGM https://en.wikipedia.org/wiki/CYGM_filter ) , che renderà il sensore d’immagine a colori . Per un sensore in bianco e nero non è necessaria la deposizione del polimero con i colori principali.
Sensore a colori - si può vedere il sottilissimo strato di polimero con il filtro , ben visibile e di colore verdognolo nella parte alta del sensore.
Sensore in bianco/nero - si nota, a differenza del sensore a colori, la mancanza del polimetro con il filtro per colori.
E fare delle foto alle penne con questa baracchetta ? Vero che risoluzione di 752 × 582 pixel è davvero misera per gli standard attuali, ma vent’anni fa era (appena appena) dignitosa .
Si inizia con il sensore a colori...
Insomma ... è quello che è ... ingrandendo l'immagine rimane comunque gradevole. Il sensore è dotato di un filtro CYGM.
La foto sopra tuttavia non rappresenta la "vera" immagine grezza che esce fuori da una fotocamera digitale a colori, ma bensì è questa :
immagine nella quale è possibile vedere una sorta di retinatura che null'altro è se non lo strato di polimetro a colori che renderà possibile trasformare l'immagine da toni di grigio (B/N) a colori reali. Un processo di trasformazione di cui generalmente l'utente di una macchina fotografica digitale non ne è a conoscenza, poiché vede solo il risalto finale di un'immagine a colori .
Se si vuole ancora giocare, è poi possibile trasformare una foto a colori in una foto in bianco e nero , ottenendo questo risultato :
Quindi queste che sembrano essere tre differenti fotografie , in realtà sono la stessa immagine solo processata in modo differente, dove l'immagine originale, primaria, è quella che presenta la retinatura.
Completamente differente invece è la generazione di una fotografia nativa in bianco e nero come questa :
che è esattamente ciò che esce allo stato grezzo da una fotocamera digitale con sensore d'immagine in bianco/nero.
Come si può notare, le foto soffrono di una marcata vignettatura e bassa profondità di campo, dovuto al fatto di non aver trovato un’ottica appropriata da installare sulla fotocamera (con attacco filettato T2 per l'uso con telescopi , se non ricordo male) . Non vi diro mai, neanche sotto tortura, di aver utilizzato un accrocchio (perdonate il termine strettamente tecnico) montandoci sopra un piccolissimo obbiettivo di una vecchia webcam con le lenti in plastica (tutto trovato nello scatolone di cui sopra, ovvio ) ….
Non c'è paragone con l'immagine del pennino mostrata ad inizio di questa discussione (con quelle di fufluns poi...) , ma alcuni dettagli come i graffi superficiali sono comunque ben visibili anche nelle foto più piccine prese con questa fotocamera digitale costruita in casa e nata per spaziare nel profondo cielo e che doveva quindi essere progettata con soluzioni tecniche diverse rispetto alle normali fotocamere si uso comune .
Fine, non sto ad annoiarvi oltre, ma mi sembrava - o almeno per me lo è - una discussione che può suscitare un certo interesse .
Tre personaggi in cerca di qualcosa vengono messi a lavorare assieme nel tentativo di realizzare una fotocamera digitale da costruirsi in stile fai-da-te ed a basso costo (ovviamente) da utilizzarsi per riprese amatoriali in ambito astronomico.
Si parte con il piede giusto e tanto entusiasmo : nessuno dei tre sa realmente come funziona un sensore d’immagine CCD https://it.wikipedia.org/wiki/Dispositi ... _di_carica , il cuore di tutto il sistema (all’epoca). C’è da fare tutto da zero , scegliere il sensore , progettare l’elettronica di controllo del sensore , realizzare un programma per computer in grado di gestire l’elettronica del sensore ed acquisirne l’immagine catturata, varie ed eventuali .
Il grosso del lavoro comunque inizia e dopo quasi un anno di capocciate sulla scrivania , eureka , si capisce come funziona davvero il sensore d’immagine (va da sé che, beata ignoranza, avevamo scelto il meno semplice da gestire).
Seguirono prototipi , sviluppi , ecc…, ed anche la conferma della qualità della camera digitale https://web.archive.org/web/20090408221 ... 80606.html .
Io poi mi sfilai via , perché una volta compreso come funzionava il tutto, persi interesse e di conseguenza voglia. E’ rimasta comunque un’esperienza assolutamente affascinante !
Giorni nostri
Qualche giorno addietro sono stato tentato di acquistare una lente macro da applicare alla fotocamera del cellulare o dell’iPad che generalmente uso per realizzare le foto pennifere (purtroppo non ho nessuna macchina fotografica , vera, degna di questo nome) .
Poi mi sono ricordato che in qualche vecchio scatolone abbandonato dovevano esserci delle lenti varie che avrebbero potuto fare al caso . Ed in effetti qualcosa ho trovato, un doppietto acromatico da posizionarsi sull’obiettivo della fotocamera dell’iPad , che ha dato buoni risultati :
Con grande sorpresa c’era anche dell’altro in quello scatolone, un prototipo (funzionante all’epoca) nella versione quasi-finale della fotocamera digitale menzionata nell’antefatto , con tanto di computer portatile dove c’era il programma di controllo e cose varie.
La cosa interessante e che disponevo - e tuttora dispongo - di sue sensori ccd, uno a colori ed uno in bianco e nero.
I sensori , sia ccd che cmos , sono sostanzialmente sensori che restituiscono un’immagine in bianco e nero (toni di grigio) poiché catturano fotoni di qualunque lunghezza d’onda , cioè di qualunque colore , senza distinzione.
E’ poi la presenza sopra il sensore di uno strato di polimero con la serie dei tre colori rosso, verde e blu (RGB https://en.wikipedia.org/wiki/Bayer_filter ) oppure in alternativa una serie di quattro colori ciano, giallo, verde e magenta (CYGM https://en.wikipedia.org/wiki/CYGM_filter ) , che renderà il sensore d’immagine a colori . Per un sensore in bianco e nero non è necessaria la deposizione del polimero con i colori principali.
E fare delle foto alle penne con questa baracchetta ? Vero che risoluzione di 752 × 582 pixel è davvero misera per gli standard attuali, ma vent’anni fa era (appena appena) dignitosa .
Si inizia con il sensore a colori...
Insomma ... è quello che è ... ingrandendo l'immagine rimane comunque gradevole. Il sensore è dotato di un filtro CYGM.
La foto sopra tuttavia non rappresenta la "vera" immagine grezza che esce fuori da una fotocamera digitale a colori, ma bensì è questa :
immagine nella quale è possibile vedere una sorta di retinatura che null'altro è se non lo strato di polimetro a colori che renderà possibile trasformare l'immagine da toni di grigio (B/N) a colori reali. Un processo di trasformazione di cui generalmente l'utente di una macchina fotografica digitale non ne è a conoscenza, poiché vede solo il risalto finale di un'immagine a colori .
Se si vuole ancora giocare, è poi possibile trasformare una foto a colori in una foto in bianco e nero , ottenendo questo risultato :
Quindi queste che sembrano essere tre differenti fotografie , in realtà sono la stessa immagine solo processata in modo differente, dove l'immagine originale, primaria, è quella che presenta la retinatura.
Completamente differente invece è la generazione di una fotografia nativa in bianco e nero come questa :
che è esattamente ciò che esce allo stato grezzo da una fotocamera digitale con sensore d'immagine in bianco/nero.
Come si può notare, le foto soffrono di una marcata vignettatura e bassa profondità di campo, dovuto al fatto di non aver trovato un’ottica appropriata da installare sulla fotocamera (con attacco filettato T2 per l'uso con telescopi , se non ricordo male) . Non vi diro mai, neanche sotto tortura, di aver utilizzato un accrocchio (perdonate il termine strettamente tecnico) montandoci sopra un piccolissimo obbiettivo di una vecchia webcam con le lenti in plastica (tutto trovato nello scatolone di cui sopra, ovvio ) ….
Non c'è paragone con l'immagine del pennino mostrata ad inizio di questa discussione (con quelle di fufluns poi...) , ma alcuni dettagli come i graffi superficiali sono comunque ben visibili anche nelle foto più piccine prese con questa fotocamera digitale costruita in casa e nata per spaziare nel profondo cielo e che doveva quindi essere progettata con soluzioni tecniche diverse rispetto alle normali fotocamere si uso comune .
Fine, non sto ad annoiarvi oltre, ma mi sembrava - o almeno per me lo è - una discussione che può suscitare un certo interesse .
