Effetti Narciso e Gain nelle Fotocamere a Infrarossi e DSLR
Sia i sistemi ottici a infrarossi (IR) che le fotocamere reflex digitali (DSLR) usano la luce per creare immagini. I sistemi IR catturano immagini usando energia elettromagnetica radiata nelle bande infrarosse, non visibili all'occhio umano, mentre le DSLR catturano immagini nelle bande della luce visibile. L'effetto Narciso è un problema da controllare nei sistemi IR. Il Gain nella fotografia DSLR non è un problema, ma va comunque controllato. Il controllo di entrambi influenza la qualità delle immagini prodotte.
Infrarossi ed Effetto Narciso
Registrando un'immagine con una camera a infrarossi, riflessi parassiti e variazioni di temperatura possono causare distorsioni. Un riflesso da una finestra, superficie interna dell'obiettivo o altro oggetto riflettente può far sì che la camera rilevi e registri la propria immagine. Il risultato è una macchia scura (fredda) o chiara (calda) sull'immagine, a seconda di come la camera rileva la temperatura dell'oggetto catturato. L'effetto Narciso si elimina cambiando l'angolo di visuale per evitare riflessi parassiti, usando rivestimenti antiriflesso sugli elementi ottici e assicurando che qualsiasi superficie riflettente interna sia fuori fuoco e non rilevata dalla camera.
Sensori DSLR
Per spiegare il concetto di Gain in una DSLR, servono le basi del sistema DSLR. Le DSLR usano sensori al silicio per campionare la luce diretta attraverso l'obiettivo. Un sensore comune è il CCD (Charge Coupled Device). Un sensore CCD è una griglia di elementi d'immagine, detti pixel. Un sensore DSLR ha milioni di pixel.
Formazione e Immagazzinamento Elettroni
Quando l'otturatore dell'obiettivo di una DSLR si apre, la luce (fotoni) entra e colpisce il sensore CCD. Questi fotoni vengono assorbiti dalla griglia di pixel al silicio e rilasciati, tramite effetto fotoelettrico, come elettroni, che vengono immagazzinati in un "pozzo di potenziale". Il pozzo ha una capacità, oltre la quale non può riempirsi ulteriormente, chiamata "capacità di pozzo pieno" (full-well capacity). La "gamma dinamica" del sensore è determinata dalla dimensione della sua capacità di pozzo pieno e influenza la quantità di dettaglio che la camera può catturare.
Conversione Elettroni in Tensione
Completata l'esposizione, gli elettroni nel pozzo vengono convertiti in una piccola tensione analogica. Questa tensione deve essere amplificata per diventare abbastanza forte per il passo successivo: la conversione tramite convertitore analogico-digitale (A/D). Il convertitore A/D trasforma i dati analogici in una serie di numeri binari.
Gain e ISO
Il convertitore A/D genera "unità analogico-digitali" (ADU), note anche come "numeri digitali" (DN). Il "gain" del sistema è il rapporto tra elettroni per pixel e numero di ADU per pixel. Questo influisce sulla sensibilità alla luce, o rating ISO, di un'esposizione. Quando si cambia l'impostazione ISO su una DSLR, si cambia il gain. Aumentando l'ISO, il gain aumenta e il numero di elettroni convertiti in ADU diminuisce. Meno della capacità di pozzo pieno del sensore viene usata, riducendo gamma dinamica e dettaglio nell'immagine finale. La relazione tra ISO e gain non è standardizzata; ogni produttore usa le proprie impostazioni di gain.