Formati di Immagine Digitale

    Le fotocamere digitali permettono di salvare le foto in diversi formati, tra cui il TIFF, il JPEG il RAW. Ma quali sono le caratteristiche di ognuno di questi formati? Andiamo ad analizzarlo insieme.

TIFF: Tagged Image Format File
Il TIFF è un formato di immagine come si dice non compresso o lossless (senza perdita), questo significa che non viene fatta alcuna elaborazione per salvare la foto che ne possa determinare un calo di qualità. Il TIFF è cioè  un formato tra i migliori in termini di qualità, ma questa qualità ha un costo, che si paga in termini di dimensioni del file.
Una foto infatti in questo formato è una sorta di diario, infatti per ogni pixel sono descritti i valori delle 3 componenti di colore (per immagini a colori ovviamente). Ad esempio per il pixel in posizione 0,0 (coordinate x,y del pixel) i valori possono essere 255,0,0 dove il primo numero indica il valore del rosso, il secondo del verde, il terzo del blu.
In questo caso si avrebbe un punto rosso. Poi si deve passare al pixel vicino, quindi ad esempio al pixel in posizione 0,1 per il quale i valori possono essere 255,255,255 quindi un pixel bianco; poi ancora bisogna passare al successivo 0,2 dove si avranno altri valori e così via per tutti i pixel dell'immagine. Immaginate cosa può voler dire doverlo fare per 12 milioni di pixel ad esempio. Si avrebbe un elenco molto grande di valori e questo appunto determina un file di dimensioni piuttosto generose.

Una foto scattata in TIFF, qualora la macchina fotografica lo permetta, è quindi una foto che occuperò molto spazio sulla memoria, che avrà una qualità alta e sulla quale vengono applicati i settaggi che abbiamo scelto, ad esempio per contrasto e saturazione. Una volta cioè salvata la foto, se abbiamo impostato la saturazione ad un valore elevato, questo viene registrato su tutti i pixel della foto. Quando andremo quindi ad aprirla, vedremo l'effetto che questo parametro ha sulla foto stessa. E' quindi fortemente da considerare questo aspetto, unitamente, come già detto, alle dimensioni del file.

In aiuto delle dimensioni elevate del TIFF c'è la compressione. Questa operazione permette principalmente di ridurre lo spazio occupato dal file e può essere lossy o lossless, ovvero con perdita o senza perdita rispettivamente. Una compressione lossy determina un calo qualitativo nell'immagine, ovvero andandola a riguardare si potrebbe vedere qualcosa che non è "bello come prima della compressione"; mentre una compressione lossless permette di mantenere la stessa qualità. Va da sé che le compressioni lossless sono meno efficaci delle lossy che, tagliando opportunamente, permettono di risparmiare più spazio.

Un esempio di compressione lossless per le immagini TIFF è la cosiddetta LZW. Questo algoritmo è simile alla ZIP, ovvero permette di accorpare valori simili. Se ad esempio c'è una fascia di 180 pixel rossi, non scrivo 180 volte l'informazione ma dico che da questo pixel in poi, per questa riga, ci sono 180 pixel che hanno tutti lo stesso colore rosso (stessa terna R,G,B).
Ovviamente questa compressione permette di ottenere buoni risultati solamente dove ci siamo delle aree uniformi, perché se non ci sono pixel vicini che hanno colori simili, l'effetto può non essere così efficace. Tuttavia questa compressione riesce quasi sempre a ridurre notevolmente le foto e per chi lavora il TIFF è sicuramente uno strumento molto utile.

Un tipo di compressione lossy invece che si può applicare su un file .TIFF è la compressione JPEG, che dà anche il nome ad un preciso formato di immagine.

JEPG: Joint Photographic Experts Group
Questo formato di immagine è quello che è maggiormente diffuso ad oggi nella fotografia digitale, infatti tutte le macchine fotografiche sono in grado di registrare immagini in questo formato.
E' stato detto che è un meccanismo di compressione di un'immagine TIFF, ma questo sarebbe restrittivo, nel senso che oltre ad essere questo è un vero e proprio formato di immagine. Le foto infatti vengono scritte sulla memoria proprio in JPEG.
Per la precisione bisogna anche dire che il JPEG esiste anche in versione lossless, ovvero senza perdita, ma quella più diffusa è la versione lossy.
Vediamo qual è il motivo di una così vasta diffusione. Il JPEG sfrutta le caratteristiche dell'occhio umano, ovvero taglia laddove l'occhio non vede. Il JPEG, parliamo del lossy, è basato proprio su questo comportamento ed è per questo che un'immagine compressa con perdita, tutto sommato ha una qualità che l'occhio reputa buona.
In particolare l'occhio umano non è una bellezza come strumento ottico, è molto sensibile ai bordi, quindi ad esempio le separazioni tra gli oggetti, ai cambi di colore, mentre siamo meno sensibili ad esempio a quelle che sono le aree uniformi.
Il JPEG quindi ha come obiettivo quello di lasciare il più possibile inalterati i bordi e di agire sul resto, su quello che cioè l'occhio percepisce meno, in modo tale che nel complesso il cervello riesca comunque a giudicare come buona l'immagine.
Gli step della compressione JPEG sono 3:
- DCT: trasformazione nel dominio della frequenza dei dati della foto
- Quantizzazione effettuata con matrici dedicate ed opportunamente scelte
- Codifica entropica  opportuna per l'eliminazione delle ridondanze di tipo statistico tramite codifica RLE e codici di Huffman; codifica DPCM della componente continua della DCT.

Non ho dubbi che ai più queste 3 fasi siano incomprensibili, ma senza dover necessariamente scendere nel dettaglio delle singole, basti sapere che il JPEG applica un taglio all'immagine, ovvero la compressione lossy determina la perdita di informazione. Se facciamo quindi il confronto di un file TIFF ed uno JPEG avremo molte più cose scritte all'interno del TIFF, mentre molte meno cose saranno scritte nel file JPEG e non a caso quest'utlimo è di molto più piccolo del primo.

Col JPEG possiamo scegliere quanto comprimere, ad esempio sulle fotocamere Nikon si può scegliere tra i livelli:
- FINE
- NORMAL
- BASIC

Che vuol dire? Beh sono 3 compressioni diverse, minime per il FINE, massime per il BASIC, cioè se si salva un file con qualità BASIC si eliminano dal file molte più informazioni rispetto a quante se ne levano salvandolo in qualità FINE. Si ottiene quindi un file più piccolo, ma una qualità più bassa, perché levando parecchie informazioni è più difficile ricostruire bene l'immagine.
Per fare un confronto, pensate ad un testo da cui eliminate ad esempio tutte le "a". Non è il testo originale, ma con un po' di impegno potete capirne ancora il significato, ma se ora levate tutte le vocali, non sareste ad esempio in grado di distinguere la parola "posto" dalla parola "pasta", se non dovendola dedurre dal contesto con un'attenta analisi.
Ecco allora che in una foto con qualità FINE i dettagli sono di più e quindi il cervello apprezza l'immagine perché riesce a capirla facilmente, senza starci troppo a pensare, cioè se la foto è fatta ad una casa, quello che gli occhi portano al cervello è qualcosa di molto simile all'idea che il cervello ha di una casa. Con un file invece salvato in qualità BASIC, magari i dettagli non sono così elevati e il cervello deve pensarci un attimo di più e questo "sforzo" ulteriore, non ci fa apprezzare allo stesso modo la foto scattata.

La qualità del JPEG dipende tantissimo dall'elettronica di bordo, cioè se si scatta un JPEG FINE con una compatta entry level o con una reflex professionale, non ci si aspetti di avere lo stesso risultato e ancora se si scatta una foto con qualità BASIC su una professionale, questa sarà sicuramente migliore di una FINE su una compatta entry level.
L'avere una compressione maggiore o minore e quindi avere una foto migliore o no, non è un valore assoluto ma relativo. Vale a dire che per quella macchina fotografica FINE, comprimendo meno il JPEG, dà delle foto qualitativamente migliori, ma come detto il BASIC di una macchina più performante può dare risultati assolutamente migliori.
Negli anni le macchine fotografiche si sono evolute tantissimo ed oggi la qualità del JPEG che si ottiene è veramente molto elevata.

Da ultimo va specificato che la compressione JPEG è un'operazione irreversibile, ovvero una volta che le info nell'immagine sono state tolte, non è possibile recuperarle. Chiariamo con un esempio: se zippate un file, questo si riduce di dimensione, ma facendo la decodifica, lo riportate esattamente a com'era prima che venisse compresso. Col JPEG non esiste il tornare indietro, cioè se salvate un file in JPEG e vi accorgete che avete compresso troppo, non potete tornare indietro e salvare con una compressione minore.
Questo deve far pensare molto attentamente allo scegliere il grado di compressione, perché una volta che le informazioni sono state tolte da uno scatto, sono perse. Ok quindi da un lato il risparmio di spazio, ma dall'altro si ottiene un calo, che può essere anche notevole, della qualità della foto.


Come per il TIFF occorre specificare che quando viene salvata un'immagine in JPEG, si applicano tutte le impostazioni che sono state scelte su macchina. Ad esempio la saturazione e il contrasto vengono applicati in modo irreversibile sull'immagine, che può essere modificata in Photoshop o simili, ma comunque con dei limiti.
Occorre quindi prestare attenzione a cosa si sceglie di impostare quando si scatta in JPEG. Ad esempio potrebbe essere utile aumentare la saturazione dei colori in caso di giornate nuvolose, in cui questi non brillano, o magari aumentare il contrasto in scene che non ne abbiano. In ogni caso è fondamentale pensare sempre ai parametri di scatto prima di premere il pulsante, perché poi eventuali loro modifiche avranno un impatto ulteriore sulla qualità della foto.

Senza voler creare il terrore, si sappia che il JPEG è il formato forse più usato e che molto professionisti vi si affidano. Il vantaggio infatti massimo del JPEG è che oltre a dare una qualità buona, permette di avere subito la foto disponibile, senza doverla post produrre (se in fase di scatto si è stati bravi ed attenti). Chi gestisce oltre 100.000 immagini all'anno magari non può pensare di doverle lavorare una per una e visto che il JPEG delle reflex attuali è molto valido, "ci si accontenta". Spesso infatti si suol dire che l'ottimo è nemico del buono.

RAW
Un altro formato che è disponibile nelle macchina fotografiche digitali è il RAW. Questa parola si traduce in italiano con "grezzo" ovvero è un formato di immagine non lavorato, su cui non è stato fatto granché da parte della macchina fotografica.
Per capire cosa sia, facciamo un piccolo accenno ai componenti della macchina fotografica digitale. Abbiamo un sensore che cattura la luce, poi c'è un amplificatore per motivi di gestione del segnale (che corrisponde alla sensibilità, più si amplifica maggiore è la sensibilità impostata) e poi ci sono dei componenti che lavorano i dati della luce catturata ed amplificata. Nel caso del JPEG e del TIFF questi componenti applicano dei parametri ben precisi (saturazione ecc) , operano delle compressioni e salvano poi sulla memoria, come nel caso del JPEG. Nel caso del RAW invece non si fa granché, cioè si prende il contenuto del sensore a valle dell'amplificazione e lo si registra su un file che è una sorta di diario, simile al TIFF. Ovvero si scrive qual è il valore di luce registrato dai pixel e non si fa altro. Il TIFF applica ad esempio la saturazione, mentre il RAW no, non imprime alcunché alla foto e scrive un file parallelo i cosiddetti metadati, che sono l'unione dei parametri di scatto. Ad esempio nei metadati è riportato il tempo di scatto, o il diaframma o la sensibilità, ma anche la saturazione, il contrasto ecc che non vengono applicati subito, come nel caso di TIFF e JPEG. Scritti quindi in questo "diario" i metadati restano in attesa di essere lavorati.
Quando andiamo ad aprire la foto al pc il programma specifico che usiamo ci permette di applicare i valori di saturazione o contrasto così come li avevamo impostati al momento dello scatto.
Si badi bene però al fatto che possiamo modificarli, ovvero grazie al RAW editor se ci accorgiamo di aver esagerato con il contrasto, lo possiamo ridurre e il tutto senza inficiare la qualità della foto, come se lo dovessimo correggere per un TIFF o un JPEG, in cui il valore viene applicato al momento del salvataggio.

I limiti del RAW sono dati solamente dal programma che si sceglie per svilupparlo, ovvero per decidere quali valori di quali parametri applicare. Ogni casa costruttrice fornisce generalmente un suo software di raw editing, ma ne esistono di commerciali come quello Adobe: Lightroom o Adobe Camera Raw. Ce ne sono in commercio veramente tanti, basta scegliere quello con cui si riesce a lavorare meglio per i propri scopi.

Tornando al confronto tra RAW e JPEG/TIFF parliamo di dimensioni. Il RAW piccolo non è, dal momento che prende tutti i dati del sensore, ma certo è meno pesante del TIFF. Sbilanciato quindi verso quest'ultimo, si inserisce tra JPEG e TIFF.
Molte macchine fotografiche permettono poi di scattare nella modalità RAW+JPEG, per avere entrame le possibilità o per avere facile consultazione degli scatti immediatamente e poi eventualmente elaborare solo alcune foto.

La cosa che deve essere chiara è che il RAW è quindi una sorta di scatto "finto" ovvero si cattura l'immagine ma la si può elaborare in modo molto ampio. Alcune cose ovviamente non possono essere cambiate, come ad esempio la sensibilità (vedi sopra per l'amplificatore), il diaframma e il tempo usato e l'angolo di campo inquadrato. Il bilanciamento del bianco, la saturazione, il contrasto, la nitidezza, la vividezza e tanto altro invece può essere modificato a seconda dell'editor che si sta usando.

Un altro aspetto che deve essere compreso è che tutti questi vantaggi hanno un costo, in termini di tempo. Infatti il RAW da solo NON ESISTE, non è una foto, non è niente, va per forza elaborato. Non si deve cadere infatti nella "trappola" di molti visualizzatori di immagini che permettono comunque di aprire file RAW e di vederli. In quel caso infatti sono loro che applicano una elaborazione sul RAW che potrebbe essere completamente diversa da quella che intendete voi. Se quindi scattate in RAW senza farne il relativo sviluppo (l'editing di cui sopra) e li aprite con un visualizzatore di immagini per rivedere le foto, la cosa è perfettamente inutile, perdete tutti i vantaggi del RAW e quindi se non avete tempo o se non conoscete i programmi di editing o se semplicemente non vi va di stare dietro all'editing dei RAW, risparmiate spazio sulle memorie e scattate in JPEG.

Un RAW elaborato, sviluppato, deve essere necessariamente salvato in un altro formato, JPEG, TIFF o altro per applicare le impostazioni che abbiamo deciso in fase di sviluppo. Ancora una volta, se scattate in RAW e non fate niente in fase di sviluppo, cioè se applicate i parametri direttamente suggeriti dal programma, tanto vale scattare in JPEG. Il RAW permette di avere risultati incredibili, molto superiori al JPEG ma a patto che il fotografo lo sviluppi opportunamente. Scattare in RAW per moda o per sentito dire che è meglio non ha senso: il RAW deve essere sviluppato opportunamente per ottenere risultati di rilievo.

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