Acquisizione delle immagini: il triangolo dell’esposizione

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Prima di affrontare le regole da rispettare per creare immagini adatte alla fotogrammetria dobbiamo capire il funzionamento dello strumento che utilizzeremo per acquisire le immagini.

Per comprendere come utilizzare una macchina fotografica o un cellulare dobbiamo comprendere il disegno sottostante che indica i tre valori fondamentali per determinare la luce che entra nella videocamera e va ad “impressionare” il sensore o la pellicola nel caso delle macchine fotografiche a pellicola che non vengono utilizzate nel nostro caso.

I valori fondamentali sono l’apertura del diaframma indicato in valori f o f-stop, il tempo di esposizione (velocità di scatto nell’immagine sottostante) indicato in secondi (s) e la sensibilità alla luce del sensore o della pellicola indicata in ISO.

Il diaframma

Il diaframma è il dispositivo meccanico che permette di far passare più o meno luce nell’obiettivo e le impostazioni che lo controllano sono l’apertura del diaframma ed il tempo di esposizione.

Apertura del diaframma

Indicata con il valore f o f-stop. Gli stop sono dei valori f standardizzati per l’apertura del diaframma e comprendono una serie di intervalli predefiniti. I valori f vengono indicati nella seguente modalità f/1, f/1.4, f/2, etc.
Il valore f indica quanto è aperto il diaframma e passeremo da un valore 1 aperto al massimo, ovvero tutta la luce entra nell’obiettivo, a valori più alti che dipendono dalla tipologia dell’ottica. Per esempio l’ottica che ho utilizzato per scattare le foto del dataset che ho messo a disposizione ha un range di f-stop da f/4.0 a f/22. Altre ottiche sono più “luminose” come al 50mm che arriva a f/1.2.

L’apertura del diaframma va ad influire sulla profondità di campo (cioè la porzione di spazio che risulterà a fuoco). Più sarà aperta, meno profondità di campo avremo. Se torniamo al diagramma vediamo che lo sfondo ad un’apertura di f/1.2 sarà meno a fuoco rispetto all’immagine con apertura di f/32. Quando dobbiamo fare degli scatti per uso in fotogrammetria dobbiamo avere il più alto numero di dati possibili nella foto perciò lo sfondo dovrà essere il più a fuoco possibile, o in altri termini dovremo avere un’alta profondità di campo.

Visto che l’apertura del diaframma indica quanta luce entra se vogliamo fare degli scatti con uno sfondo a fuoco dovremo aumentare il numero f e questo richiederà più luminosità.

Velocità o tempo di apertura o di esposizione

Indicata in s (secondi) determina per quanto tempo rimarrà aperto il diaframma. Più tempo rimane aperto il diaframma più luce raggiungerà il sensore. In situazioni di alta luminosità i tempi saranno più veloci mentre in caso di scarsa luminosità i tempi andranno aumentati. Nella fotogrametria la luce è importantissima e per questo motivo sconsiglio di aumentare troppo il tempo di esposizione almenoché non si disponga di cavalletto o treppiede ed un controllo di scatto remoto.

Quando ho realizzato gli scatti fotografici per In the cave, che prevedevano la ricostruzione di una grotta, ho utilizzato la fotogrammetria nella situazione più estrema per questa tecnica in quanto bisognava illuminare il soggetto, concrezione, nel modo migliore possibile. Oltre al problema della luminosità, il buio in una grotta è in pratica assenza di luce totale, nemmeno nello spazio si ha questa sensazione di nulla, c’era il problema dell’uso del cavalletto. Le grotte non sono propriamente comode e spesso mi ritrovavo a fare gli scatti appeso ad una corda perché la colata calcitica giusta da riprendere stava a qualche metro di altezza o di profondità. Per questo motivo ho utilizzato dei flash per rendere l’immagine piatta.

ISO

Il valore ISO determina la sensibilità o la capacità del sensore di catturare la luce. Per aumentare la capacità si aumenta il valore ISO ma questo porta anche ad un aumento del rumore nell’immagine ovvero della grana che compare sull’immagine dovuta all’aumento della sensibilità. Per la fotogrammetria dovremmo evitare il più possibile il rumore nelle nostre immagini perché può creare falsi elementi di riconoscimento per al ricostruzione dell’immagine.

Questa lezione non vuole essere esaustiva sull’utilizzo della macchina fotografica e della fotografia in generale ma serve a darvi le informazioni base per permettervi di iniziare con la fotogrammetria.

Nella prossima lezione vedremo come scattare le immagini per la fotogrammetria.