La qualità dell’immagine si riferisce a vari aspetti di una immagine in relazione alla sua nitidezza e alla sua chiarezza in un determinato contesto. Se ci riferiamo a una fotografia, la qualità è determinata essenzialmente dall’attrezzatura utilizzata per scattare l’immagine. Vero è che molti fattori possono essere controllati e modificati dopo lo scatto di una foto in post-elaborazione, tra cui contrasto, bilanciamento del colore e rimozione o correzione degli errori acquisiti in un’immagine, tuttavia la fotocamera e attrezzature utilizzate hanno spesso un impatto enorme sulla qualità dell’immagine, in quanto influiscono direttamente sulla nitidezza, sul colore e sulla dimensione delle foto.

Dimensione e risoluzione dell’immagine

La qualità dell’immagine è direttamente influenzata dal numero di pixel che il sensore della fotocamera digitale riesce a catturare. La risoluzione dell’immagine viene generalmente misurata in Pixel Per Pollice (PPI o nel suo equivalente inglese Dot Per Inch: DPI). Una fotografia che è di 8 pollici (20,32 centimetri) di 10 pollici (25,4 centimetri) di dimensioni con una risoluzione di 300 DPI, comunemente usata nelle stampe tipografiche, avrebbe 7,2 milioni di pixel o 7,2 megapixel (MP).

Compressione

La qualità dell’immagine è quindi strettamente collegata alla sua dimensione nonché la sua risoluzione. Più alta è la risoluzione dell’immagine, più pixel ci vorranno per rappresentarla e più grande sarà il file. Per ridurre le dimensioni di un file tutte le fotocamere producono immagini in un formato chiamato JPEG (Joint Photographic Experts Group), che implementa un algoritmo di compressione lossy (con perdita di dati). Il formato JPEG permette pure di scegliere il livello di compressione e quindi il peso finale del file. L’algoritmo di JPEG, lavora andando a comprimere l’immagine eliminando esclusivamente le informazioni superflue e poco rilevanti, senza andare a toccare quelle essenziali. Però, una volta compresso il file con questo metodo, non sarà più possibile recuperare le informazioni iniziali se non dal file originale.

Minore compressione significa migliore qualità ma più spazio occupato in memoria poichè il file sarà di dimensioni più grandi; viceversa, maggiore compressione permette di avere più immagini a disposizione a parità di memoria disponibile, poichè il file risulterà più “leggero”. Le immagini molto compresse sono particolarmente adatte alla pubblicazione su internet e per l’invio tramite e-mail perchè occupano relativamente poco spazio. Le immagini con una compressione bassa invece vengono usate per ottenere stampe tipografiche di buona qualità.

Post-produzione

Esistono poi altri fattori che influiscono sulla qualità dell’immagine, che possono essere controllati o modificati dopo lo scatto di una foto. Tali fattori possono essere regolati tramite degli appositi programmi di fotoritocco e post-produzione: esempio sono la luminosità e il contrasto, la saturazione dei colori, il bilanciamento del bianco e tanti altri. La post-elaborazione può anche essere utilizzata per rimuovere errori o difetti nell’immagine, come ad esempio dei punti lasciati dall’obiettivo sporco, uno strano oggetto in un’immagine o altre condizioni ambientali che potrebbero aver prodotto risultati indesiderati in una foto.

Difetti dell’immagine

Se da un lato la qualità dell’immagine dipende dalla dimensione del file, quindi dalla quantità di pixel presenti per pollice, dall’altro lato la qualità è determinata dal numero di difetti e di aberrazioni ottiche che vengono causate dall’attrezzatura utilizzata.

Aberrazione sferica

Le lenti sferiche utilizzate negli obiettivi fotografici sono molto comuni perché relativamente facili da produrre. Tuttavia, la forma sferica non è l’ideale per un’immagine perfetta: infatti, i fasci di luce che entrano nell’obiettivo a distanze diverse dall’asse ottico convergeranno in punti diversi, causando una perdita complessiva di messa a fuoco. Come molte aberrazioni ottiche, l’effetto sfocato aumenta verso il bordo dell’obiettivo.

Aberrazione cromatica

L’aberrazione cromatica provoca la comparsa di frange di colore sull’immagine, con conseguente sfocatura dei bordi che rende impossibile la corretta rappresentazione delle caratteristiche dell’oggetto. Sebbene sia possibile utilizzare un apposito dispositivo “acromatico” per ridurre questo tipo di aberrazione, una soluzione semplice quando non sono necessarie informazioni sul colore è utilizzare la luce monocromatica. L’aberrazione cromatica può essere di due tipi: longitudinale (figura 1) e laterale (figura 2), a seconda della direzione dei raggi paralleli in arrivo.

 

Distorsione

Con una lente perfetta, un quadrato verrebbe riprodotto cosi com’è senza intaccarne le proprietà geometriche. Al contrario, una lente reale introduce sempre una certa distorsione geometrica, per lo più radialmente simmetrica (come riflesso della simmetria radiale dell’ottica). Questa distorsione radiale può essere di due tipi: distorsione a barilotto e a cuscinetto. Con la distorsione a barilotto, l’ingrandimento dell’immagine diminuisce con la distanza dall’asse ottico, dando l’effetto apparente dell’immagine avvolta attorno a una sfera. Con la distorsione a cuscinetto l’ingrandimento dell’immagine aumenta con la distanza dall’asse ottico. Le linee che non passano per il centro dell’immagine sono piegate verso l’interno, come i bordi di un puntaspilli.

Vignettatura

La vignettatura si verifica quando la luce è fisicamente bloccata nel suo percorso verso il sensore. Tipicamente questo accade quando il cerchio dell’immagine dell’obiettivo (sezione trasversale del cono di luce proiettato dall’obiettivo) è più piccolo della dimensione del sensore in modo che un numero di pixel non venga colpito dalla luce, apparendo così nero nell’immagine. Ciò può essere evitato abbinando correttamente l’ottica ai sensori: ad esempio, un sensore da 2/3″ (8,45 x 7,07 mm, dimensione pixel 3,45 µm) con diagonale di 11 mm richiederebbe un obiettivo con un cerchio dell’immagine (minimo) di 11 mm di diametro.