POLLICI, PIXEL, KILOBYTE...
Una piccola guida per chiarirsi le idee su alcuni problemi tipici della fotografia digitale

Agostino Maiello, luglio 2004

"Perché ho stampato la foto che vi allego su un modesto 10x15, ed è venuta una schifezza inguardabile?", ci chiede un lettore inviandoci, per e-mail, un file JPEG di poche decine di KB. La risposta dovrebbe essere: perché il file non contiene sufficienti informazioni per una stampa 10x15cm. Ma nello scriverla ci rendiamo conto di due cose:

1) Non è certo la prima volta che ci capita di affrontare la questione;
2) Il lettore rilancerà chiedendoci "E allora come devo fare?", e noi ci saremo impelagati in un discorso lungo ed articolato.

Ecco dunque un piccolo vademecum, che sia d'aiuto sopratutto a coloro che hanno scoperto o stanno scoprendo la fotografia digitale ma non sono sufficientemente pratici con il computer per evitare problemi come quello sopra menzionato.

SEI GRANDE, GRANDE, GRANDE...
Iniziamo col definire le grandezze in gioco. Una fotografia digitale non è altro che un file, spesso in formato JPEG, e come tale ha una sua dimensione, che si esprime in Kilobyte o Megabyte. Questo numero (100K, o un mega e mezzo, o quel che è) esprime il "peso" del file, cioè lo spazio che tale file occupa sulla nostra scheda di memoria, e/o sul nostro hard disk. Ai fini strettamente fotografici (cioè, per sapere "quanto grande la posso stampare") non ci serve a molto, però è importante fissare fin d'ora il concetto che una foto digitale è solo un file, cioè un insieme di bit, che per comodità vengono espressi in Kilobyte o Megabyte - così come noi al mercato non diciamo "Mi dia mille grammi di pane" ma "Mi dia un chilo di pane".

Molto più importante è la dimensione della foto (non del file!), che si esprime in pixel. "Pixel" è una parola che deriva dall'unione di "picture element", e genericamente si traduce con "punto". Perché è esattamente di questo che si tratta: di quanti punti è costituita l'immagine. Abbiamo dunque foto grandi 640x480 punti, 1024x768 punti, e così via (chiaramente, una foto quadrata avrà una dimensione del tipo 500x500, dato che i lati hanno uguale lunghezza).

Questa è la prima fonte di equivoci quando si parla di immagini digitali, perché sempre di "dimensioni", e dunque di "grandezza" si tratta; solo che in un caso ci si riferisce alle dimensioni del file, nell'altro a quelle della foto vera e propria. Per esempio, la foto del gatto è un file JPEG grande 56K, e le dimensioni della foto (della foto!) sono di 640x480 punti; ovvero la base, il lato lungo, è composta da 640 punti, e l'altezza, il lato corto, da 480.

Compreso questo, ci viene più naturale capire come funzionano i sensori delle fotocamere digitali. Se prendiamo la scheda tecnica di una digicamera da 3,2 megapixel notiamo che il suo sensore produce immagini grandi 2048x1536 pixel. Se si moltiplica 2048 per 1536 si ottiene poco meno di 3,2 milioni (di pixel): il conto torna.

A questo punto un lettore smaliziato potrebbe chiedersi se non vi sia una qualche relazione tra i pixel ed il peso (in KB) del file. Certo che c'è; ed anche se non ci è di fondamentale utilità in ambito fotografico, è interessante comprenderla.
Premettiamo che, per ogni pixel costituente l'immagine, si usa un certo numero di bit per descrivere il colore che quel pixel può assumere. Questo vale per i sensori delle fotocamere digitali come per quelli degli scanner come per i circuiti della scheda video del nostro computer.
Se si usa un solo bit, si possono indicare solo due colori (un bit può infatti assumere solo due valori: 0 o 1). Se se ne usano due, i colori possibili diventano 4. In generale, la regola è che con n bit si possono rappresentare 2n colori. Con 24 bit per pixel si possono rappresentare 16,7 milioni di colori (cioè due alla ventiquattresima potenza).
Ora, prendiamo ad esempio una foto composta da 1600x1200 pixel: essa è grande 1.920.000 pixel (praticamente due megapixel: 1600x1200=1.920.000).
Se il sensore della digicamera lavora a 24 bit, abbiamo:

1.920.000 x (24/8) = 5.760.000 bytes

Il valore della profondità di colore, in questo esempio 24, è diviso per 8 perché otto bit equivalgono ad un byte, e noi stiamo cercando di arrivare ad un indicatore delle dimensioni del file, che si esprimono per l'appunto in byte (o multipli di byte; 1024 bytes = 1 KB; 1024 KB = 1 MB).
In pratica la formula si potrebbe leggere così: "ho 1.920.000 punti, ognuno dei quali viene descritto con tre bytes; quindi in totale mi ritrovo 5,7 milioni di bytes".

Dunque una foto di 1600x1200 punti dovrebbe essere grande circa 5,7 megabyte. Diciamo "dovrebbe" perché poi la dimensione effettiva del file dipende dal formato in cui lo si salva (e dal rapporto di compressione utilizzato dal programma utilizzato per il fotoritocco, o dal produttore della digicamera).
Tanto per fare un esempio, i file di 2560x1920 punti (5 megapixel) delle Sony DSC 707 e 717 sono grandi all'incirca due megabyte, mentre in teoria dovrebbero occupare circa 14 MB l'uno (2560x1920= 4.915.200, che moltiplicato per tre dà 14.745.600 bytes). Da ciò si deduce che l'algoritmo di Sony per la conversione in JPEG delle immagini scattate con queste due fotocamere mediamente comprime i file con un rapporto 7:1. Se si imposta la fotocamera per scattare non in formato JPEG, ma TIFF (non compresso), ecco che ogni foto occupa 14 megabyte. Anche qui, il conto torna.

DAL VIDEO ALLA CARTA
A questo punto ne sappiamo abbastanza per andare oltre. Immaginiamo che un amico vi invii la foto del gatto di cui sopra, e che desideriate stamparla. Aprendola in un programma di fotoritocco o in un qualunque visualizzatore grafico decente dovreste poter scoprire facilmente informazioni come quelle mostrate in figura. L'esempio che segue si riferisce ad Adobe Photoshop 7, ma la logica è la stessa per qualunque programma.
Apprendiamo così che la foto è grande 640x480 punti e che se non fosse compressa occuperebbe 900 KB. Guarda caso, 640x480=307.200, e 307.200x3=921.600 byte; 921.600/1024= 900 KB precisi. Il conto torna.

Photoshop ci dice anche che le "dimensioni documento" sono, in cm, di 22,58x16,93 centimetri. Da dove saltano fuori questi numeri? Sono il risultato della divisione tra larghezza in pixel (640) e risoluzione (72).
Se la risoluzione è di 72 punti per pollice (i famosi dpi), convertendola in pixel/cm abbiamo 28,346 (un pollice è 2,54 cm; 72/2,54=28,346). E 640/28,346=22,58. Il conto torna.
Che significa tutto questo? Significa, in parole povere, che "se prendo i 640 punti dell'immagine e li stampo su carta piazzando, in ogni centimetro, 28,346 punti, alla fine riesco a coprire 22,58 centimetri di lato di stampa". Il discorso è analogo, ovviamente, per il lato corto di 480 pixel.
In conclusione, stampando questo file a 72 dpi (o 28,346 pixel/cm) abbiamo una stampa di 22,58x16,93cm.

Si dà il caso, però, che 72 dpi siano una risoluzione ottima per la visualizzazione delle immagini a monitor, ma insufficiente per una stampa di qualità fotografica. Senza addentrarci in lunghe ed elaborate dissertazioni su cosa sia la qualità fotografica, sul potere risolvente dell'occhio umano, ecc., ci limitiamo a richiamare una regoletta generale secondo la quale la risoluzione di stampa ideale per ottenere stampe di qualità fotografica è 300 dpi (300 punti per pollice, ovvero 118 punti/cm).
Ritorniamo dunque in Photoshop ed inseriamo 300 nel campo "Risoluzione".
Tutto risolto? No, perché il file è diventato grande 2667x2000 pixel. Ovviamente è un ingrandimento che viene fatto via software; il programma si deve "inventare" le informazioni che non ci sono per coprire i 22,58x16,93cm della carta usando 300 punti per ogni pollice. Se stampiamo concretamente questo file così com'è, otteniamo una pessima stampa di 22,58x16,93cm, poco definita e probabilmente sgranatissima, o meglio "pixellosa" visto che non di grana si tratta, ma di pixel inventati di sana pianta da Photoshop per "spalmare" il file su un foglio di carta troppo grande per esso.

In pratica, inserendo la risoluzione desiderata ci facciamo dire da Photoshop "quanto dovrebbe essere grande la foto" per poter essere stampata, alle dimensioni indicate, alla risoluzione da noi inserita.
Se però eliminiamo il segno di spunta alla casella "Ricampiona Immagine", Photoshop non altera le dimensioni della foto in termini di pixel, e ci mostra semplicemente "quanto verrà grande" la stampa, alla risoluzione da noi indicata, tenendo fisso il numero di pixel.

Scopriamo così, con un certo raccapriccio, che questo benedetto gatto, stampato a 300 punti per pollice, produrrà nientepopodimeno che una stampa di 5,4x4 cm. I calcoli li fa sempre Photoshop, ma tanto per essere sicuri di aver compreso il meccanismo facciamoli pure noi: 640 punti a 118 punti per centimetro ci danno 5,42cm. E 480/118=4,06. Il conto torna.

E allora, per concludere, quanto dev'essere grande una foto per essere stampata decentemente, poniamo, su un 10x15? Basta applicare le formule usate finora, partendo però dai dati che sappiamo: 10cm a 118 punti per centimetro sono 1180 pixel. E 15 per 118 fa 1770. Quindi per stampare una foto sul 10x15 a 300 punti per pollice (o 118 per centimetro, il che è lo stesso) bisogna avere un file di partenza che sia di 1770x1180 pixel. In pratica, considerando le risoluzioni tipiche delle fotocamere digitali, un file di 1600x1200 pixel, scattato quindi da una fotocamera da almeno 2 megapixel.

Agostino Maiello © 07/2004
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