Il futuro della fotografia digitale si chiama Light L16

Il nome è un po' criptico, fotografia multi apertura, ma promette di essere una rivoluzione: è la tecnologia usata nella fotocamera Light L16, la prima macchina fotografica al mondo che funziona sfruttando 16 obiettivi contemporaneamente. Le immagini vengono catturate da sensori con diversa apertura focale e le loro immagini vengono elaborate da un raffinato software di fotografia computazionale (vedi sotto), che mette assieme tutte le immagini acquisite per produrne una di altissima qualità e dettaglio.

Il video di presentazione della Light L16

L'idea di partenza sembra abbastanza semplice. Metterla in pratica ha richiesto, invece, di superare grandi sfide. Il risultato è una fotocamera dotata di 16 lenti e 16 sensori da 13 Mpixel l'uno, che scattano 10 foto contemporaneamente usando 10 obiettivi e sensori per catturare la scena a diverse focali. Subito dopo, gli algoritmi sviluppati da Light permettono alla L16 di combinare assieme fino a 130 Mpixel di dati grezzi per ottenere l'immagine finale, fondendo i 10 scatti in una sola grande e dettagliatissima immagine, che può arrivare fino a 52 Mpixel.

I VANTAGGI DI UN NUOVO SISTEMA
Il vantaggio di questo sistema è che si ottengono fotografie di qualità da fotocamera reflex usando un oggetto grande quanto uno smartphone
. Capace, però, di zoomare da 35 a 150 mm sfruttando opportunamente le immagini prodotte dagli obiettivi a focale fissa e senza alcuna interpolazione software: secondo il valore di zoom selezionato, il sistema di gestione sceglie e abilita il funzionamento di un sottoinsieme di lenti per catturare la foto con l'angolo di campo desiderato.

Con la fotocamera L16 è anche possibile cambiare la messa a fuoco e la profondità di campo alle foto già fatte (come fa la light field camera Lytro camera). Oppure, come se non bastasse, si possono ottenere straordinarie foto in condizioni di scarsa luminosità, grazie a una latitudine di posta incredibile e a un bassissimo rumore.

LUCI E OMBRE
Una delle maggiori limitazioni dei sensori di immagine è che sono incapaci di riprodurre fedelmente e con sufficienti particolari la grande variazione di energia luminosa che c'è tra il buio e la luce del sole a mezzogiorno. Questo fatto porta ad avere foto con delle zone completamente nere o completamente bianche anche se, nella realtà, i nostri occhi ne distinguono benissimo il contenuto.

 

Nella fotografia computazionale i classici processi ottici vengono, in parte, sostituiti da elaborazioni software innovative

La fotografia in hdr è nata per superare queste limitazioni e ci riesce benissimo. Tuttavia lo fa mettendo assieme varie foto scattate allo stesso soggetto in sequenza, con il risultato che, se questo si muove, si otterrà una foto bellissima ma mossa o poco nitida. La Light L16, invece, grazie ai suoi molteplici sensori ottiene le immagini multiple necessarie all'hdr scattando più foto esattamente nello stesso istante e con i diversi valori di esposizione necessari a ottenere uno scatto hdr del tutto privo di effetto mosso.

Come si vede, nella fotografia computazionale i classici processi ottici vengono, in parte, sostituiti da elaborazioni software innovative. Che nulla hanno a che vedere con i tradizionali sistemi di elaborazione digitale e che permettono, per esempio, di ottenere immagini diverse da quelle effettivamente e realmente possibili con i soliti sistemi fotocamera più obiettivo.

Il risultato, perciò, non sono solo funzioni impossibili alle tradizionali macchine fotografiche, come quelle presentate sopra, ma anche la possibilità - a parità di qualità delle foto - di ridurre le dimensioni della fotocamera. E, in prospettiva, di ridurre il prezzo (vedi sotto).

Secondo Rajiv Laroia (foto), che nel 2013 assieme a Dave Grannan ha fondato Light, la startup americana che ha inventato Light L16, il mondo degli smartphone è stato l'acceleratore che ha reso possibile la "rivoluzione silenziosa", così la chiama, di Light L16. Infatti, la grande richiesta di moduli fotografici per i telefonini di nuova generazione ha permesso di crearne di alta qualità. A prima vista la L16 è una via di mezzo tra una fotocamera compatta a saponetta, di quelle con l'obiettivo a scomparsa e un phablet dal grande display da 5 pollici (in effetti è motorizzata dal sistema operativo Android).

SEDICI LENTI PER SEDICI FOTO
A guardare con più attenzione, però, si scopre che la parte frontale è costellata di ben 16 lenti (più quella del sensore a infrarossi) tutte con apertura f/2,4 e divise in 3 gruppi funzionali. Il primo gruppo ha 5 obiettivi da 35 mm l'uno. Altri cinque obiettivi formano il gruppo delle lenti da 70 mm, gli ultimi 6 sono obiettivi da 150 mm. Non manca la funzione macro che, con le lenti in posizione grandangolo, permette di scattare fino a circa 10 cm dalle lenti.

La cosa forse più stupefacente è che sono tutte lenti asferiche fatte in plastica stampata, non in vetro ottico. Secondo Laroia, queste lenti danno risultati paragonabili a quelli delle migliori lenti costruite in vetro ottico, sono più facili da produrre e con maggior precisione. E, specie quelle da 150 mm, sono anche più sottili.

Come in alcune fotocamere compatte, anche nella Light L16 gli obiettivi da 70 e 150 mm hanno il sensore posto in posizione perpendicolare rispetto alla prima lente, quella frontale (vedi figura). Il sensore cmos viene raggiunto dalla luce grazie a uno specchio posto a 90 gradi. In questo modo i progettisti di Light sono riusciti a ridurre lo spessore della fotocamera e a mantenere completamente interno il gruppo ottico.

NESSUN OTTURATORE MECCANICO
Così come negli smartphone, anche nella fotocamera L16 gli obiettivi non hanno un vero otturatore meccanico. L'apertura è fissa su f/2,4 per tutte le lenti e il lavoro del diaframma viene fatto elettronicamente grazie a una mappatura elettronica della profondità di campo. In pratica, il soggetto viene mantenuto a fuoco e staccato dallo sfondo sfocando progressivamente, dopo lo scatto, lo sfondo dell'immagine così come gli oggetti posti prima del piano focale. La mappatura elettronica dell'immagine viene ottenuta sfruttando l'effetto parallasse, ossia il fatto che le molte lenti, poste in posizioni diverse, restituiscono un'inquadratura dell'immagine leggermente diversa l'una dall'altra. Da qui è possibile capire quali oggetti sono posti prima e quali dopo il piano di messa a fuoco.

È difficile che questa tecnica riesca a restituire esattamente gli stessi risultati di bokeh (è una parola giapponese che significa "sfocatura") che una fotocamera reflex ci dà variando davvero l'apertura del diaframma e contando su un sensore 12 volte più grande. Tuttavia i progettisti della L16 sono convinti di aver fatto un buon lavoro. Come in ogni fotocamera, computazionale o no, lenti e sensore di immagine sono il cuore pulsante. Nella L16 i 16 sensori cmos sono minuscoli (vedi foto), con una diagonale pari a 1/3,2 di pollice (circa 6 x 4,5 mm di lato), come quello dell'iPhone. Cosa che, a prima vista, farà storcere il naso ai puristi dell'immagine, dal momento che più è piccolo il sensore, maggiore è il rumore digitale delle foto prodotte (specialmente alle basse luci). Su questo fronte, tuttavia, il produttore afferma che l'uso innovativo dei 16 obiettivi e la potenza degli algoritmi computazionali sono in grado di dare ottimi risultati.

UN PO' DI MISTERO
Lo schema preciso di funzionamento dei sensori è ancora parzialmente avvolto dal mistero, tuttavia è già possibile intravedere una tecnologia raffinata. In pratica, la L16 inquadra la scena con i diversi angoli di campo forniti dalle lenti e dai sensori coinvolti mentre il software usa i pixel dell'uno o dell'altro obiettivo per costruire l'immagine finale.

Inoltre, come già accade in alcuni smartphone, l'elevato numero di pixel del sensore permette di avere uno zoom di almeno 2x senza un vero zoom ottico e senza degradare in alcun modo l'immagine con la classica interpolazione software, bensì variando la superficie dei pixel attivi a una certa focale. Per questa ragione, nella L16 le lenti da 35 mm funzionano anche come lenti da 70 mm.

Le lenti da 70 e 150 mm usano gli specchi di cui sono dotate (vedi sopra) non solo per ridurre la lunghezza del gruppo ottico, bensì per concentrare la loro attenzione su differenti parti dell'immagine inquadrata: si tratta di specchi mobili! Per fare una foto alla focale di 25 mm, per esempio, 4 obiettivi da 70 mm vengono usati per inquadrare gli angoli del fotogramma mentre un quinto riprende la parte centrale: 13 Mpixel moltiplicato per 5 fa esattamente 52 Mpixel. Ma non è solo questo, il segreto. Infatti, contemporaneamente, la fotocamera mette in azione anche gli altri 5 obiettivi da 70 mm e solo dopo produce l'immagine finale.

A lunghezze focali superiori, per esempio a 150 mm, il funzionamento è simile con, in più, il movimento degli specchi che si inclinano automaticamente e sommano le loro immagini a quelle prodotte dalle 5 lenti da 70 mm.
 

Gli specchi mobili di cui sono dotati gli obiettivi concentrano la loro attenzione su differenti parti dell'immagine inquadrata

Da queste considerazioni deriva che alle focali intermedie tra i 35 mm, i 70 e i 150 mm non è possibile arrivare ai 52 Mpixel di risoluzione. Tuttavia si avranno delle buone immagini da 13 Mpixel. Osservate voi stessi la fotogallery campione alla fine dell'articolo per farvi un'idea.

PUNTI FERMI
I dati tecnici completi non sono stati comunicati perché la fotocamera è ancora allo stadio di prototipo. Non è noto, per esempio, quale processore verrà usato. Tuttavia alcuni punti fermi si possono già mettere:

- la messa a fuoco è affidata a un sistema laser come quello usato in alcuni smartphone (il 17esimo obiettivo sul frontale della fotocamera è quello per la messa fuoco)
- è possibile filmare in 4k sfruttando una delle tre lunghezze focali predefinite: 35 mm, 70 mm o 150 mm
- gps e accelerometro sono incorporati
- L16 ha uno schermo touch con il quale, oltre a controllare la fotocamera, è possibile ritoccare le foto o condividerle sui social via wifi
- la fotocamera ha 128 GB di memoria on board per archiviare le foto nei formati jpg e raw dng
- resiste all'acqua e alla polvere

Secondo Dave Grannan (foto sopra), ceo e co fondatore di Light, «prima di L16, saper fotografare richiedeva conoscenze tecniche, esperienza, equipaggiamenti pesanti e costosi. Light vuole dare a tutti la possibilità di scattare fotografie fantastiche, senza necessità di dover fare lunghi corsi di fotografia, senza spendere molto e senza la necessità di accessori ingombranti».

Riguardo alla prima parte dell'affermazione siamo senz'altro d'accordo con Mr. Grannan. Quanto al costo giudicate voi: la Light L16 sarà in vendita entro l'estate 2016 a un prezzo di lancio di 1.699 euro. Chi la prenota online entro il 4 gennaio prossimo avrà uno sconto di 200 euro (alla consegna la pagherà 1.499 euro). Affinché le meraviglie della fotografia computazionale entrino in tutte le tasche dovremo senz'altro aspettare un po'!

 

CHIUDIAMO CON UNA FOTOGALLERY DI FOTO FATTE CON LA LIGHT L16
Per non peggiorare la qualità abbiamo compresso le foto il minimo indispensabile, il caricamento potrebbe richiedere più tempo del solito, specie su tablet e smartphone.

Cliccate sul simbolo a X nella barra di controllo della fotogallery per vedere le foto a tutto schermo

Foto di apertura Wikimedia Commons