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Schede monografiche

Tipi di files fotografici - quale utilizzare. A cura di Augusto Capra

Le immagini vengono memorizzate sul pc e visualizzate a schermo o stampate in files di dati con differenti formati. Anche nella fotografia le immagini sono un insieme di dati organizzati in un file; esistono tre principali tipi di files (in ognuno dei quali l'organizzazione dei dati è differente). Essi sono:

RAW
JPEG
TIFF

RAW: come abbiamo visto nella pagina dedicata al sensore, esso è costituito da un certo numero di pixel a cui corrisponde un photodiodo sensibile alla luce. Ogni photodiodo misura la quantità di luce che rileva, ma NON misura il colore dalla luce; per avere questa informazione la superficie del sensore è ricoperta dal Color Filter Array il quale ha il compito di separare e distribuire le tre componenti cromatiche sui diversi photodiaodi del sensore. Nel 50% dei photosite arriva la componente verde (G), nel 25% arriva la componente blu (B) e nella stessa quantità del 25% la componente rossa (R). In questo modo per ogni pixel ho la misura di una sola componente delle tre (RGB) che compongono il colore dell'iimmagine (da notare che i pixel che registrano il verde sono doppi rispetto al blu ed al rosso; e cioè: rosso 25% verde 50% blu 25%). Il valore di queste misurazioni può essere campionato (immagazzinato) in numeri di 10, 12, 14, 16 bit; così che questo valore descriva l’intera sua scala di luminosità dal nero al massimo consentito di rosso, verde, blu. Il volore massimo immagazzinabile per un numero a 16 bits è 65.535, per cui avremo 65.536 possibili varianti di un colore base (nel caso di 14 bits il valore sarà inferiore, etc...). Il colore finale sarà dato dalla somma dei tre colori fondamentali e nel caso di immagini a 16 bits avremo 65.536 x 65.536 x 65.536 sfumature di colori; ovviamente se l'immagine è formata con un numero di bits inferiori avremo una minor quantità di sfumature colore. Un files formato raw oltre a queste informazioni, relativamente ai colori di ogni pixel, contiene anche i codici di identificazione del file (header), con i parametri di scatto (informazioni necessarie per la trasformazione del file raw in altro formato visualizzabile).
Questo formato, pur non comprendendo tutte le informazioni atte a visualizzare/stampare una immagine, NON è un file compresso, in quanto contiene tutte i valori necessari a ricostrire i dati dell'immagine senza alcuna perdita; può essere sottoposta ad una leggera compressione, anche questa con algoritmi lossless cioè la successiva fase di decompressione è in grado di restituire l'immagine di partenza del file. Questo formato non è univoco, esistono per esso diverse specifiche, una per ogni casa costruttrice di fotocamere: Canon - CRW; Nikon - NEF; Pentax - PEF; Olympus - ORF;.... anche Adobe ha creato un suo formato raw: DNG, nelle intenzioni avrebbe dovuto diventare uno standard, ma purtroppo ad oggi solo Pentax lo offre nelle sue reflex in alternativa al suo formato (ed io uso il raw di Adobe).
I vantaggi: è più pesante del JPG ma meno del TIFF; permette di applicare all’immagine le correzioni più adeguate, decise dal fotografo invece che dalla fotocamera; consente una quantità di sfumature colori (12 _ 16 bits) molto maggiore rispetto al JPG (8 bits); eseguendo la conversione su pc sfrutto la maggior potenza di calcolo dello stesso PC e la maggior flessibilità/accuratezza dei software dedicati (ad esempio Adobe Camera Raw) rispetto alla trasformazione all'interno della fotocamera; consentono di lavorare con dati di luminanza (come si dice, lineari) permettendo di applicare algoritmi più efficaci: per esempio il bilanciamento del bianco, in Raw si può regolare perfettamente, in Jpeg è sempre problematico; l'output della trasformazione non ricopre l'immagine originale, per cui avrò sempre il negativo iniziale, dal quale ripartire per diverse altre elaborazioni, magari con un software di conversione migliore uscito nel frattempo.
Ad oggi stiamo assistendo ad una vera e propria “escalation” di manipolazioni digitali; il livello di tecnologia raggiunto da alcuni programmi di editing digitale è tale da rendere impossibile valutare quali e di che livello sono gli interventi effettuati in post-produzione sulle foto. Ora molti concorsi fotografici richiedono per le foto il formato raw, in quanto non manipolabile essendo lui solo l'input del processo di manipolazione digitale.
Algoritmo di demosaicizzazione: è un metodo matematico utilizzato per il calcolo dei due colori mancanti di ogni photodiodo. Ad esempio in un photodiodo blu si deve calcolare la componente verde e rossa: il processore d'immagine (interno alla fotocamera o un software esterno) calcola, per un determinato photodiodo, la media fra i valori di intensità del verde di 2 o più pixel adiacenti che hanno registrato il verde; uguale processo per il rosso. A questo punto per quel photosite si hanno a disposizione i dati numerici delle tre componenti RGB per quel photodiodo, che ora prende il nome di pixel.

JPEG: o JPG è l'acronimo di Joint Photographic Experts Group, un comitato che ha definito il primo standard internazionale di compressione per immagini a tono continuo (senza salti di colore nelle sfumature), sia a livelli di grigio che a colori. Attualmente è il formato di compressione immagini più utilizzato. E' un file compresso, ma contrariamente al RAW, la sua è una compressione con perdita di dati; è possibile stabilire il livello di compressione. Se si è scelto un livello di compressione basso la perdita di qualità rispetto, ad esempio, al TIFF (formato per eccellenza non compresso), è minima e difficilmente visibile (solo stampe di qualità la possono evidenziare); alti livelli di compressione producono perdite di informazioni tali che anche a video è possibile riscontrare il decadimento qualitativo dell'immagine (per approfondire le nozioni sulla compressione JPG click quì). Un ulteriore inconveniete di questo formato è la perdita di informazioni (per cui di qualità) ad ogni salvataggio. Il formato JPG supporta una profondità colore di soli 8 bits, per cui avremo 8 x 3 = 24 bits = 16,8 miglioni di colori. Un'altra limitazione è che non supporta la trasparenza.
Un nuovo formato è nato o sta ancora nascendo (o forse è già morto): Il formato JPEG 2000 consente di comprimere immagini in modo molto efficiente con una minima perdita di qualità ed offre inoltre la possibilità di applicare alla stessa immagine compressioni diverse da una zona all'altra, ad esempio più accurata nei punti d'interesse, più grossolana per le parti circostanti. È inoltre possibile associare metadati ad un'immagine. Nonostante queste caratteristiche conferiscano al formato JPEG 2000 un chiaro vantaggio rispetto agli altri formati immagine, la sua diffusione è tutt'oggi relativamente limitata perché non viene supportato dalla maggior parte dei browser.

TIFF: (Tagged Image File Format) è il formato principe per la qualità dell'immagine Le specifiche del formato TIFF permettono una notevole flessibilità; questo è un vantaggio di per sé, ma rende difficile scrivere un interprete pienamente conforme alle specifiche; ciò comporta che una stessa immagine può essere visualizzata con colori differenti a seconda dell'interprete che si utilizza.. Può supportare salvataggi a milioni di colori, il supporto del canale Alpha per la trasparenza ed i vantaggi della compressione LOSSLESS "senza perdita": per approfondire click quì).
Negli anni scorsi era molto utilizzato nelle fotocamere di un certo livello: oltre al compresso JPG veniva offerto il file TIFF per avere foto di miglior qualità; ora per questa funzione è sostituito dal RAW (anche lui lossless) ma con, a parità di immagine, dimensioni alquanto inferiori; ed inoltre offre nel fotoritocco una maggior flessibilità/accuratezza. Ma poichè il raw non è un file che possiamo visualizzare a video/stampare, si consiglia sempre la trasformazione dello stesso in tiff al fine di non perdere informazioni. Delle mie foto scattate in raw ho sempre anche la versione tiff e se necessario anche quella jpg quando mi serve anche una immagine compressa.

Esistono anche altri formati fotografici, non direttamente utilizzate nelle fotocamere digitali. Di seguito un breve illustrazione dei principali:

GIF: Graphics Interchange Format, È stato introdotto nel 1987 da CompuServe per fornire un formato adatto alle immagini a colori, rimpiazzando il precedente formato RLE solo in bianco e nero. Il formato GIF si diffuse perché utilizzava l'algoritmo non distruttivo di compressione LZW, molto più efficiente dell'RLE adottato da altri formati immagine come il PCX e MacPaint. Il formato GIF prevede l'utilizzo di un numero massimo di 256 colori essendo basato sull'uso della tavolozza (palette) VGA, poichè ogni singolo pixel è rappresentato con un solo byte. Esiste una tecnica per simulare un numero maggiore di colori contemporanei (dithering), accostando pixel di colore diverso, simile alla retinatura della stampa in quadricromia, ma i risultati sono a volte pessimi. Con questo formato è possibile avere animazioni, cioè visualizzazione di più immagini a cadenza temporale prestabilita. Un singolo colore della tavolozza può essere, opzionalmente, definito come trasparente e quindi, in fase di visualizzazione, viene sostituito con il colore di sfondo o con l'immagine sottostante. Questa caratteristica differisce dal (canale alfa) in quanto non permette di rappresentare la semitrasparenza.
PNG: Portable Network Graphics, è stato sviluppato appositamente per il Web. Il formato PNG è superficialmente simile al GIF, in quanto è capace di immagazzinare immagini in modo lossless, ossia senza perdere alcuna informazione, ed è più efficiente con immagini non fotorealistiche (che contengono troppi dettagli per essere compresse in poco spazio), infatti la trasformazione di una foto da jpg a png porta ad un forte incremento di dimensione. Essendo stato sviluppato molto tempo dopo, non ha molte delle limitazioni tecniche del formato GIF: può memorizzare immagini in colori reali (mentre il GIF era limitato a 256 colori), ha un canale dedicato per la trasparenza (canale alfa), estremamente comodo per effetti fotografici.
PSD: PhotoShop Document, è il formato predefinito e il solo che supporta tutte le caratteristiche di Photoshop. E' usato principalmente come formato di lavoro e come "master" da cui esportare a tutti gli altri formati secondo necessità; quando viene salvato mantiene, oltre alle informazioni dell'immagine, anche altre informazione tipo: i livelli, le maschere, la separazione dei canali, etc. Lo svantaggio è dato dalle dimensioni eccessive che non rende agevole la sua lavorazione, ma è un formato particolarmente ricco di dettagli e informazioni sull'immagine; rappresenta per la sua completezza un buon punto di partenza per i professionisti della grafica.
BMP: sta per Bitmap ed è il formato originale di Windows per le immagini. Possono avere una profondità di 1, 4, 8, 16, 24 o 32 bit per pixel; le bitmap con 1, 4 e 8 bit contengono una tavolozza per la conversione dei (rispettivamente 2, 16 e 256) possibili indici numerici nei rispettivi colori. Nelle immagini con profondità più alta il colore non è indicizzato bensì codificato direttamente nelle sue componenti cromatiche RGB; con 16 o 32 bit per pixel alcuni bit possono rimanere inutilizzati. Questo formato supporta la trasparenza sul canale alfa (vers. 4 e 5)

NOTA: nella descrizione sopra sono stati elencati e spiegati i formati d'immagine bitmap (dette anche immagini raster): si tratta di immagini pixelizzate, cioè un insieme di punti (pixel) contenuti in una tabella, ciascuno di questi punti ha uno o più valori che ne descrivono il colore. Esitono poi anche le immagini vettoriali utilizzate in computer grafica; quì un'immagine è descritta mediante un insieme di formule matematiche che definiscono punti, linee, curve e poligoni ai quali possono essere attribuiti colori e anche sfumature. È radicalmente diversa dalla grafica raster, ed assolutamente inadatta a rappresentare immagini di tipo fotografico. La grafica vettoriale, essendo definita attraverso equazioni matematiche, è indipendente dalla risoluzione; Per spiegarsi meglio, prendendo un'immagine vettoriale grande 20x20 pixel e aumentando la risoluzione fino a 1000x1000 si otterrà una immagine che ha la stessa definizione di quando era 20x20. Tale sistema di descrizione delle informazioni grafiche presenta inoltre l'indubbio vantaggio di una maggiore compressione dei dati: in pratica una immagine vettoriale occuperà molto meno spazio rispetto ad una corrispondente raster. La grafica vettoriale ha un notevole utilizzo nell'editoria, nell'architettura, nell'ingegneria e nella grafica realizzata al computer. Tutti i programmi di grafica tridimensionale salvano i lavori definendo gli oggetti come aggregati di formule matematiche. Nei personal computer l'uso più evidente è la definizione dei font. Quasi tutti i font utilizzati dai personal computer vengono realizzati in modo vettoriale, per consentire all'utente di variare la dimensione dei caratteri senza perdita di definizione.