I sensori delle macchine fotografiche digitali - Corsi di Fotografia

I sensori delle macchine fotografiche digitali si dividono principalmente in due grandi categorie: Full Frame e APS-C.

Acquistare una nuova fotocamera implica dover scegliere tra i diversi sensore della macchina fotografica digitale. Un sensore può essere di tipo APS-C (Advanced Photo System type-Co Full Frame, entrambi mutuati dal mondo della pellicola. Esistono altri tipi di sensore ma occupano una nicchia di mercato molto ristretta. 

Nel mondo analogico, il formato più comune e il cosiddetto 35 mm o “135”, introdotto da Kodak nel lontano 1934 mutuato dal mondo del cinema. In questo caso il segmento di pellicola impressionabile è alto 24 mm ed è lungo 36 mm (nella pellicola per fotografia sono presenti i fori per il trascinamento della stessa facendo ridurre l’area utile da 35mm a 24mm)

Fotogramma rullino

Negli anni 90, quando videro la luce le prime macchine fotografiche digitali, il primo problema che emerse evidente era l’elevato costo dovuto principalmente ai sensori digitali.

Ovviamente la possibilità di poter diminuire la grandezza dei sensori portava tutta una serie di vantaggi: costi più bassi di produzione e nel complesso occupare meno spazio e quindi utilizzare ottiche più compatte che riducono l’ingombro del corpo macchina e quindi una riduzione generale del suo peso e del suo costo.   

Ovviamente per le prime macchine reflex questa riduzione delle dimensioni del sensore consentiva la riduzione di tutti gli altri elementi aggiuntivi come prismi e specchi introducendo evidenti vantaggi pratici ed economici.

Il successo del formato 135 fu talmente elevato tanto da diventare uno standard di fatto anche per il mondo digitale cosi sono stati creati sensori grandi 36×24 mm, ma dati i costi, rilegavano le nuove macchine ad ambiti professionali, con un prezzo molto alto rispetto a tutte le fasce di mercato e un peso e un ingombro elevato. Tali macchine prendono il nome di Full Frame.

L’avvento della fotografia digitale ha permesso di introdurre sensori in qualsiasi dispositivo, dalle macchine reflex agli smartphone. Per questo motivo oltre ai sensori Full-Frame  sono presenti sul mercato moltissimi formati, che vanno dal formato APS-C (il più usato sulle reflex, appunto) ai piccolissimi sensori da un quarto di pollice.

Per quanto riguarda il sensore APS-C ne esistono due versioni ossia quella Canon da 22,2×14,8 mm o quella usata da Nikon, Sony e Pentax da 23,6×15,7 mm

ff-apsc

Cosa cambia tra un sensore e l’altro?

Scegliere una macchina fotografica con un sensore piuttosto che un altro non è una scelta neutra e ha sempre impatti positivi e negativi sulla fotografia che vogliamo scattare e su altri fattori molto importanti. 

Le ottiche

La fotografia è essenzialmente la proiezione della realtà catturata attraverso un obiettivo di una determinata lunghezza focale sulla superficie del sensore che è una superficie piana. 

Ovviamente sensori di dimensioni diverse produrrà immagine diverse: nello specifico un sensore più piccolo perderà una certa porzione d’immagine ai lati. 

Inoltre l’utilizzo di un sensore più piccolo ma con una maggiore densità di elementi sensibili (pixel) consente di ottenere un’immagine più dettagliata di quella parte di immagine, consentendo così di parlare di focale equivalente, in quanto quello che si ottiene a parità di risoluzione, è un’immagine più “ingrandita”, o, per essere più precisi, più ravvicinata.

Sul barilotto degli obiettivi è indicata tra le altre cose quella che è definita lunghezza focale o l’intervallo di lunghezze focali (per gli obiettivi zoom) e sono indicate in mm.

Questi valori sono, in base allo standard in uso, relative al formato 135, ossia se considero un obiettivo da 24mm o da 200mm queste sono effettivamente ottiche da 24 mm e da 200mm solo se usate su sensori da 36×24 mm.

I sensori più piccoli pertanto hanno sempre un fattore di “crop” (detto crop factor) che è relativo al formato 135 e che per i sensori delle macchine digitali Canon è di 1,6x mentre per quelli Nikon-Sony-Pentax è di 1,5x.

Questo “crop” è proprio dovuto al fatto che l’angolo di campo catturabile sul sensore in realtà è appunto 1,6 o 1,5 volte più piccolo rispetto a quello che si ottiene su un 135.

Se però proiettiamo un’immagine e ne catturiamo una porzione più piccola su un sensore con una maggior densità di pixel rispetto ad un Full Frame, riusciamo di fatto a fare quello che la stessa Full Frame potrebbe fare  solo con una focale più lunga.

Quanta lunghezza focale abbiamo guadagnato, dunque, con l’utilizzo di un sensore più piccolo? Esattamente il rapporto di crop, ossia il crop factor! Quindi un 200mm su sensore APS-C Nikon ha un angolo di campo equivalente a quello che si ottiene con un’ottica da 200×1.5 = 300mm su Full Frame.

differenza ff-apsc

Per i fotografi naturalistici questo rappresenta un vantaggio notevole perché un aumento della lunghezza focale permette di rimanere lontani dai soggetti e soprattutto utilizzare ottiche più corte riducendo così costi e ingombro. 

Chi invece utilizza focali corte, con grandangolari molto spinti, si vedrà aumentare la lunghezza focale relativa perdendo di fatto i bordi dell’immagine. 

Altre differeze

I sensori Full Frame, hanno generalmente una concentrazione di pixel inferiore rispetto agli APS-C e questo gli consente di avere un vantaggio per quanto riguarda il rumore che si manifesta nelle fotografie quando scattate ad alte sensibilità.

Infatti, una minore densità dei componenti elettronici consente di ridurre le interferenze che questi percepiscono, e quindi permettono ai fotografi di scattare ad alti ISO con disturbi inferiori.

Dall’altro lato, però, ricordiamo che le ottiche hanno una qualità migliore al centro che degrada verso i bordi. I sensori APS-C, come abbiamo detto, catturano la parte centrale dell’immagine restituita dalla lente e pertanto ne usano la parte migliore.

E’ luogo comune pensare che i sensori APS-C siano considerati i frtelli minori dei più blasonati full-frame, m in realtà allo stato attuale molte macchine APS-C sono equipaggiate con sensori che non hanno nulla di invidiare alle macchine fotografiche in pieno formato.

Anche dal punto di vista del rumore ISO pur rimanendo un limite per ciò che riguarda la riduzione dell’angolo di acquisizione per via del fattore di crop anche se iniziano ad essere prodotte ottiche grandangolari per macchine APS-C che garantiscono angoli di acquisizione notevoli. 

Autofocus

Osservando la griglia dell’autofocus di una macchina APS-C e di una Full-Frame, ci si può rendere conto di come per i primi c’è una notevole densità e questo è dovuto al fatto che il sensore APS-C è più piccolo. Nelle macchine full-frame poiché il sensore è più grande i bordi esterni non risulteranno coperti dai punti di messa a fuoco.

Autofocus apsc

Questa differenza tra i due sensori trova significativa importanza nella fotografia sportiva o naturalistica.

Gamma dinamica

La gamma dinamica è la capacità dei sensori di catturare dettagli nelle zone in ombra e nelle zone molto luminose.

I dettagli risultano sempre migliori su una fotocamera full frame, perché, di solito, i neri delle reflex APS-c annullano un po’ i particolari.

Le reflex full frame,  avendo dunque una gamma dinamica più estesa, garantiscono di solito fotografie più incise.

La profondità di campo

Un sensore piccolo però fa un crop dell’immagine, ovvero ritaglia l’immagine rispetto ad un sensore di formato più grande. Nell’immagine seguente puoi vedere le sezioni di ritaglio dei vari sensori.

pdc-apsc

Un’ottica montata su una fotocamera full frame produrrà un’immagine diversa che se montata su una APS-C o micro 4/3 ecc. Per ottenere la stessa immagine di una full frame, mantenendo la distanza dal soggetto, una APS-C dovrebbe ridurre la lunghezza focale di un fattore pari a 1,5. Una 4/3 dovrebbe ridurla di un fattore pari a 2 e così via fino ai sensori più piccoli.

Ne consegue che se con la full frame scatti con una lunghezza focale di 100 mm, su una APS-C dovrai scattare a circa 70 mm per ottenere la stessa immagine, mantenendo la stessa distanza dal soggetto.

Quindi si può fare un confronto a parità di immagine prodotta. Utilizzando la stessa lente, ma con lunghezze focali diverse, a seconda delle dimensioni del sensore, possiamo vedere le differenze sulla profondità di campo. In questo caso una caratteristica ottica degli obiettivi è che per lunghezze focali minori, a parità di apertura e di distanza dal soggetto, producono una profondità di campo maggiore.

A questo punto, tenendo in considerazione che non è possibile fare un confronto a parità di lunghezza focale a causa del crop dei sensori più piccoli, dobbiamo effettuare il confronto a parità di immagine (o a parità di angolo di campo restituito sui diversi formati di sensore).

Quindi, a parità di immagine prodotta, di apertura e di distanza dal soggetto, più si usa un sensore grande, maggiore sarà la lunghezza focale della lente utilizzata per produrre lo stesso ingrandimento, e quindi minore sarà la profondità di campo.

Maximiliano Fagioli

Maximiliano Fagioli

Fotografo

Fondatore e docente di Corsi di Fotografia, da circa 10 anni si occupa di formazione nel campo della fotografia con all’attivo più di 30 corsi con oltre 500 studenti. Ritrattista e fotografo di matrimonio fa della fotografia un prezioso strumento artistico e di comunicazione.