La fotografia cristallizza un attimo facendolo diventare eterno.
Sensore
Il sensore è un dispositivo ottico/elettronico che converte l'energia luminosa dell'immagine ripresa in impulsi elettrici.
Vi sono due tipi di sensori:
I fotodiodi sono diodi al silicio otticamente attivi. Catturano la luce e variano la loro resistenza ad un segnale elettrico, tramite la loro proprietà di reagire all'esposizione dei raggi luminosi; in sostanza, quindi, il fotodiodo si comporta come una resistenza variabile o, meglio, come una fotoresistenza, il cui valore ohmico dipende da quello della luce che lo colpisce. Da ciò si evince che se applico una corrente ad un fotodiodo la tensione in uscita è proporzionale alla quantità di luce alla quale viene esposto. In campo fotografico ad ogni fotodiodo si intende che corrisponda un pixel, che in computer grafica indica ciascuno degli elementi puntiformi che compongono la rappresentazione di una immagine.
Per affollamento di un sensore si intende la quantità di pixel presenti sul sensore nell'unità di superfice (ad esempio: per cm2), questo numero indica la densità dei pixel sul sensore: densità basse sono indice di qualità d'immagine. Per meglio comprendere tutto ciò è necessario introdurre il concetto di rumore elettrico e fotografico. Ogni dispositivo elettrico/elettronico genera del rumore, cioè un segnale elettrico indesiderato che si crea per effetto dei meccanismi fisici di funzionamento del circuito stesso, e che tende a confondere/coprire il segnale desiderato. Questo rumore si trasforma in acustico nei dispositivi sonori (è sufficente accendere un impianto hi-fi ed in assenza di musica girare al max la manopola del volume, quello che esce dagli altoparlanti è il suono generato dal rumore dell'amplificatore, e più precisamente dai suoi componenti elettrici), e di immagine nelle fotografie. Le fotografie con bassi livelli di disturbo sono quelle che hanno fotodiodi con un rapporto segnale/rumore elevato: cioè il segnale copre l'interferenza del rumore. Fra diversi fotodiodi la corrente del rumore generato non varia sostanzialmente, mentre la corrente del segnale può essere molto diversa, e dipende sostanzialmente dalla quantità di luce che riceve, e di conseguenza dalla superfice del fotodiodo. Fotodiodi di grande dimensione hanno un rapporto segnale/rumore migliore di quello dei fotodiodi di piccola dimensione; da ciò l'importanza di avere un basso affollamento di pixel sul sensore. Vi è un'ulteriore complicazione: supponiamo di regolare la sensibilità della fotocamera su 100 ISO, e per una determinata inquadratura otteniamo dei parametri di scatto di f4 e un tempo di 1/30 sec; a fronte di ciò suppongo mi entri (nella fotocamera) una quantità di luce sul sensore tale da far generare ai fotodiodi una corrente pari a 80 a fronte di un rumore pari a 2 (i numeri ovviamente sono indicativi). In presenza di una quantità minore di luce, e volendo mantenere invariati i parametri di scatto, io ho la necessità di aumentare la sensibilità della fotocamera, ed ad esempio impostarla su 800 ISO; per cui la luce che mi entra nella fotocamera è un sedicesimo della luce precedente, ed avrò come risultato una corrente pari a 5, ma il rumore rimane invariato a 2. 
Ora per avere l'immagine correttamente esposta la fotocamera amplifica la corrente ad 80, ma così facendo amplificherà anche il rumore che da 2 passa a 32, ed allora in questo caso il rapporto segnale/rumore sarà di 80/32 nettamente peggiore di quello del primo caso esaminato.
A lato immagine di due foto scattate con fotocamera regolata su 100 ISO, quella sinistra, e su 1600 ISO quella a destra, in essa è perfettamente evidente la presenza del "rumore digitale".
ISO: nel mondo della fotografia tradizionale la sensibilità ISO (in passato ASA) rappresenta la velocità del negativo fotografico. Nel campo digitale il sensore nasce con una sua intrinseca sensibilità che non può essere variata, infatti dal sensore esce sempre un segnale di intensità proporzionale alla intensità della luce incidente. Con diversi valori ISO si determina il grado di amplificazione "a posteriori" del segnale in uscita dal sensore. La velocità ISO ha un effetto diretto sulla combinazione velocità di scatto/apertura del diaframma. Quando i parametri di scatto sono impostati su una velocità dell'otturatore troppo bassa, per poterla usare a mano libera, e l'apertura è già la massima, l'impiego di una alta velocità ISO permette di aumentare la velocità dello scatto quanto basta per catturare la scena senza mosso.
La gamma dinamica è il rapporto tra la luce più forte e quella più debole che può essere correttamente registrata: nel caso dell'occhio umano è di circa 12 stop, per i sensori fotografici molto meno. Da ciò deriva il perché della mancanza di dettaglio nelle ombre o nelle luci, nelle nostre foto, quando nella nostra memoria avevamo l'immagine della scena scattata, con dettagli visibili nelle zone d'ombra più scure, come nelle luci più alte. Anche in questo caso fotodiodi di piccola superfice avranno una gamma dinamica inferiore a quella di fotodiodi di maggior dimensione. Quando ci si accorge di avere problemi di sovraesposizione sulle alte luci e contemporaneamente sottoesposizioni nelle ombre si consiglia di impostare la sensibilità ISO al valore più basso; in tal modo si aumenta (anche se di poco) la gamma dinamica disponibile.
Risoluzione: la quantità di pixel sul sensore misura la risoluzione totale dello stesso, ma per quanto detto prima, un sensore con maggior risoluzione non necessariamente produrrà immagini di miglior qualità rispetto ad uno con risoluzione minore. Comunque, a parità di qualità del sensore, quelli con più alta risoluzione avranno una maggior capacità di rendere i dettagli di un'immagine. La risoluzione assume importanza nella stampa delle foto su grande formato, oppure per il ritaglio di particolare dell'immagine iniziale.
I colori della luce: il termine luce (dal latino, lux, lucis) si riferisce alla porzione dello spettro elettromagnetico visibile dall'occhio umano, ed è approssimativamente compresa tra 400 e 700 nanometri di lunghezza d'onda. La presenza contemporanea di tutte le lunghezze d'onda visibili in uguale quantità forma la luce bianca. In fotografia (ma non nella stampa fotografica) si usa la rappresentazione dei colori secondo il modello RGB, tale modello di colori è di tipo additivo e si basa sui tre colori rosso (Red), verde (Green) e blu (Blue). L'RGB è un modello additivo: unendo i tre colori con la loro intensità massima si ottiene il bianco (tutta la luce viene riflessa); la combinazione delle coppie di colori dà il cìano, il magenta e il giallo. Ogni colore può essere scomposto in questi tre fondamentali. Nell'immagine sotto la foto di un fiore e la sua scomposizione nei tre colori fondamentali. 
Come il sensore/fotodiodo legge la luce/colori: i fotodiodi generano una corrente proporzionale alla quantità di luce che ricevono, ma NON sono in grado di determinare il colore della stessa. Per ovviare a questo inconveniente è necessario che il fotodiodo riceva solo uno dei tre colori fondamentali e misuri solo questo. 
Ciò viene realizzato tramite il filtro Bayer, il cosiddetto C.F.A. (Color Filter Array): davanti ai fotodiodi è posizionata una griglia composta di tanti piccoli filtri colorati, ognuno di uno dei tre colori primari; si noti che i filtri verdi sono più numerosi di quelli degli altri due colori; questo avviene perché l'occhio umano è più sensibile al verde, rispetto al rosso ed al blu, quindi il filtro tende a replicare questa sensibilità. Ogni singolo filtro lascia passare solo la luce del suo colore, quindi un fotodiodo che ha davanti un filtro blu leggerà solo la luce blu, e così via per gli altri due colori. Quando il sensore ha completato la raccolta dei dati sulla luce segue l'amplificazione del segnale elettrico ed il suo arrivo al processore della fotocamera. A questo punto abbiamo una immagine RAW (cioè grezza), ogni pixel ha l'informazione relativa ad uno dei tre colori fondamentali (oltre ad altre info relative allo scatto. bilanciamento del bianco, parametri dell'esposizione, etc.). E' possibile scegliere di registrare l'immagine grezza (per elaborarla successivamente con un software ad hoc: tipo ACR adobe camera raw) oppure fare elaborare il calcolo dei colori mancanti al software della fotocamera. Questa operazione si chiama demosaicizzazione e con essa si calcola quale sia il valore dei due colori fondamentali mancanti di ogni singolo punto, prevalentemente grazie al confronto tra i pixel vicini. In pratica, prendendo i pixel a gruppi – ad esempio – di quattro alla volta, a seconda della distribuzione dei tre colori primari il software della fotocamera ricostruisce il vero colore della scena ripresa, e via via ripete questo processo per tutti i gruppi di pixel dell'immagine. Alcuni software effettuano questo calcolo più volte combinando i gruppo di pixel in modi via via differenti.
L’unico sensore che non funziona secondo questi principi è il sensore Foveon, utilizzato dalle fotocamere Sigma. Questo sensore è composto da tre strati sovrapposti sensibili rispettivamente al blu, al verde ed al rosso. Ogni pixel ha quindi leinformazioni relative ai tre colori e restituisce un’informazione completa.
Interpolazione: è una tecnica matematica che permette di generare informazioni di pixel oltre a quelli catturati dal sensore. Nelle fotocamere digitali ha due possibili utilizzi:
- il primo lo abbiamo già visto e serve per generare in ogni pixel le due componenti cromatiche mancanti, in questo caso si tratta propriamente di interpolazione cromatica.
- il secondo è utilizzato (anche se ormai raramente) nelle fotocamere a bassa risoluzione per generare dei pixel ulteriori a quelli catturati dal sensore generandone il valore di cromia per portare ad esempio una risoluzione di una fotocamera da 3 Mpixel a 4 Mpixel. Un utilizzo frequente è invece quello presente nelle fotocamere (in quelle a focale fissa, ma spesso anche in quelle con obiettivi zoom) per generare uno zoom digitale: si raddoppia, triplica, etc. la quantità di pixel del sensore generandoli tramite l'interpolazione e poi si ritaglia la parte centrale della foto alla dimensione teorica della risoluzione del sensore, ottenendo in tal modo un ingrandimento. La qualità delle foto ottenute con questa operazione è scadente, e dobbiamo ritenere tutto ciò un'operazione di marketing a costo zero per dichiarare la presenza nella fotocamera di una feature che in realtà non è MAI utilizzabile. Per una miglior comprensione di questi concetti ho fatto una prova pratica utilizzando la mia reflex, due immagini di un particolare di due libri, quella di sinistra è stata ripresa a tutto grandangolo e poi ho applicato una interpolazione per ingrandirla alla stessa dimensione di quella di destra ripresa a tutto tele. Clicca su di esse per ingrandire; i parametri di scatto sono indicati nelle foto ingrandite.
E' necessario fare una ulteriore importante considerazione, questa operazione l'ho simulata utilizzando per l'interpolazione PHOTOSHOP, e questo è in assoluto il miglior software di editing fotografico, per cui ha al suo interno accuratissimi algoritmi di calcolo dei pixel mancanti. Nelle fotocamere, specialmente se economiche, è presente un software che non è assolutamente paragonabile a quello di photoshop, per cui i risultati saranno persino peggiori!
