Grande guida agli smartphone fotografici | Il sensore

Il sensore di immagini e il processore sono il cuore del reparto fotografico degli smartphone. Ecco cosa si deve sapere in proposito per scegliere uno smartphone che faccia buone foto (e buoni video)

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Il sensore di immagini e il mito dei Megapixel
Anni fa, nel mondo dei pc, più il processore era veloce, migliore era il computer. Allo stesso modo, oggi, l'industria degli smartphone tende a dire che più sono i Mpixel del sensore di uno smartphone e migliori sono le foto che fa. Il che non è sempre vero: per fare una buona foto serve anche un buon obiettivo. E, anzi, dare tutta la responsabilità di una buona foto al sensore è proprio falso. Vediamo perché.

Una fotocamera compatta low cost, diciamo da 100 euro, di solito ha un sensore che misura circa 28 mm². Messo a confronto con il sensore di una fotocamera reflex (aps-c, 368, mm²) è circa 25 volte più piccolo: una pulce. Uno smartphone di alta gamma ha un sensore di circa 15 mm²: come si vede ben più piccolo anche rispetto a quello di una fotocamera compatta a basso prezzo.

La superficie del sensore di immagine determina la grandezza dei pixel sensibili alla luce e, in ultima analisi, la qualità reale (oltre che soggettiva) delle foto che fa. Appare dunque chiaro che, a parità di superficie, più pixel quasi sempre portano con sé foto più disturbate (specialmente in condizione di illuminazione critica) perché i fotodiodi che catturano la luce (chiamiamoli pure pixel) sono più piccoli.

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Da sinistra: sensore fotografico full frame (36 x 24 mm), un sensore aps-c (23,6 x 15,6)
e un sensore da 1/3.2" di uno smartphone (4,54 x 3,42 mm)  

Viceversa, un sensore con fotodiodi più grandi cattura meglio i dettagli dell'immagine perché riesce a elaborare luci più forti e neri più neri di un sensore più piccolo (si dice che ha una maggiore gamma dinamica). Inoltre semplifica il lavoro dell'autofocus.

Ecco perché i sensori delle fotocamere reflex (a parità di numero di pixel sono circa 25 volte più grandi di quelli degli smartphone), fanno belle foto dai colori fedeli anche con poca luce e anche se viste sul display al 100% di ingrandimento: il loro grande sensore contiene fotodiodi sensibili più grandi, che catturano più luce e creano immagini migliori.

Gli smartphone non hanno sensori della stessa grandezza. Facciamo un esempio: le fotocamere principali dell'iPhone 7 di Apple e del Samsung S7 sono entrambe da 12 Mpixel ma le dimensioni dei rispettivi sensori sono diverse. iPphone 7 lo ha da 1/3 di pollice, il Samsung S7 lo ha da 1/2.3 di pollice, ossia più grande (ma, a dirla tutta, non “abbastanza più grande” per produrre foto significativamente migliori per questa ragione).

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In una foto fatta con poca luce le aree più scure dell'immagine appaoino così: disturbate e sfocate 

A questo punto ci potremmo chiedere perché i produttori di smartphone fotografici non usino i grandi sensori delle fotocamere. Per una questione di costo, certamente, ma soprattutto per due altri motivi. Il primo è che un sensore più grande richiede più spazio (anche l'obiettivo sarebbe più ingombrante). Il secondo motivo è che un sensore più grande genera più calore: un grosso problema per gli smartphone che, così compatti come sono, non riuscirebbero a smaltirlo al meglio.

Alcuni recenti smartphone di alta gamma sfoggiano addirittura due sensori per fare una sola foto. È il caso di Apple, con il suo iPhone 7 Plus e di Huawei con il P9 e P9 Plus. Però lavorano in modo diverso. Apple ha due sensori uguali pilotati da due diverse lenti: una grandangolare e una teleobiettivo, scelta che permette, in pratica, di avere uno zoom ottico 2x passando dalla foto grandangolare a quella fatta col tele. Huawei sfrutta due sensori e due obiettivi identici per fare due tipi di foto: l'una in bianco e nero e l'altra a colori. La Casa dice che i due sensori lavorano assieme per produrre foto migliori ma non sembra che le cose stiano proprio così e, anzi, pare che i due sensori lavorino in modo indipendente. Il vantaggio di questo sistema è che il sensore in bianco e nero, che è privo del filtro per la cattura dei colori, ha una maggiore sensibilità e dunque, se c'è poca luce, fa foto migliori.

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Lo skyline di San Diego (Usa). A sinistra fotografato con fotocamera impostata su 100 iso. A destra su 400 iso.
Foto Good Free Photos - goodfreephotos.com

La sensibilità iso
Un altro numero importante per valutare la qualità della fotocamera di uno smartphone è la sensibilità iso. Si tratta di un numero che indica quanto è possibile aumentare la sensibilità alla luce del sensore. Per far sì che si possano scattare foto con tempi di esposizione brevi anche con luce fioca e dunque evitare l'effetto mosso. Il valore iso normale è 100, imigliori smartpthone fotografici hanno valori iso regolabili da 64 a 3.200 iso. Ma con lo svantaggio di fare foto sì più correttamente esposte anche se fatte con poca luce, ma di solito granulose, disturbate e con colori meno fedeli.

Il processore dello smartphone
Il processore è il cuore dello smartphone e, ormai, spesso è affiancato da un isp (image signal processor), un chip il cui compito è elaborare velocemente tutte le operazioni che riguardano le immagini. In particolare mantenendo bassi i disturbi dell'immagine, alta la fedeltà dei colori, pilotare il sistema di autofocus e lo stabilizzatore delle immagini (elaborando velocemente i dati di spostamento forniti dal giroscopio del telefonino).

Un altro importantissimo compito dell'isp riguarda la compressione dei dati generati dal sensore di immagine per creare una foto in formato jpg. Più è efficiente e potente l'isp, meglio lo fa. Giganti della telefonia quali Samsung e Apple mettono nei loro telefoni processori isp progettati ad hoc da loro stessi. La maggior parte degli altri produttori di smarpthone sfrutta l'isp incorporato nel processore principale che, detto per inciso, se ben integrato con gli altri componenti del telefono non funziona affatto male.

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I processori della serie Snapdragon di Qualcomm sono tra i più performanti e diffusi tra gli smartphone

Anche altri parametri, però, contribuiscono a fare una foto più o meno bella. Gli smartphone low cost, per esempio, a parità di Mpixel del sensore fanno foto di solito più compresse di un telefono top di gamma. E questo per semplificarne il lavoro del processore che le deve gestire. Il risultato sono foto meno belle.

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