Correzioni dell'obiettivo all'interno della fotocamera

La tecnologia digitale consente di regolare le immagini direttamente nella fotocamera o successivamente con un computer. Ciò può rivelarsi particolarmente utile per ottimizzare le prestazioni ottiche degli obiettivi attraverso correzioni digitali.

Quando si progetta un obiettivo, è necessario trovare un equilibrio tra i materiali ottici disponibili e il design, considerando diverse soluzioni ottiche, meccaniche ed elettroniche. In ogni caso, è sostanzialmente impossibile realizzare un obiettivo perfetto. Pertanto, a seconda del design, ogni obiettivo presenterà un grado maggiore o minore di irregolarità ottiche. In genere, tali irregolarità si manifestano sotto forma di vignettatura, per cui gli angoli di un'immagine sono leggermente più scuri rispetto al centro a causa della sbavatura della luce, e di aberrazione cromatica o aloni colorati lungo i bordi ad alto contrasto, quando l'obiettivo non è in grado di mettere a fuoco diversi colori o lunghezze d'onda della luce esattamente nello stesso punto.

Le correzioni elettroniche possono risolvere questi problemi direttamente all'interno della camera. Più importante, però, è il loro impiego nel processo di progettazione degli obiettivi, che consente di ottenere una qualità dell'immagine ancora migliore.

Queste correzioni sono state introdotte per la prima volta con il software Digital Photo Professional (DPP) di Canon. Tuttavia, la maggiore potenza di elaborazione delle fotocamere ha reso possibile effettuare tali correzioni direttamente nella fotocamera, durante l'acquisizione delle immagini in formato JPEG o con l'elaborazione RAW integrata. Il menu Correzione aberrazione obiettivo della fotocamera consente di accedere alle correzioni applicabili all'obiettivo in uso.

Applicare correzioni digitali offre vantaggi significativi rispetto alla correzione puramente ottica. Permette agli ingegneri di progettare obiettivi più leggeri, compatti ed economici, senza sacrificare la qualità dell'immagine.

Correggere tutto otticamente, infatti, comporterebbe design più complessi, costosi e con il rischio di introdurre altre aberrazioni.

Le distorsioni degli obiettivi sono particolarmente visibili in presenza di linee rette nella scena. In base al tipo di obiettivo utilizzato, queste linee possono curvarsi verso l'esterno dal centro dell'immagine (distorsione a barilotto) oppure piegarsi verso l'interno al centro (distorsione a cuscino). Ogni obiettivo presenta un diverso livello di distorsione, ma gli ultragrandangolari tendono a mostrare una distorsione a barilotto molto pronunciata. Questo può far apparire le linee dell'orizzonte incurvate e gli edifici deformati, come se fossero avvolti intorno a un cilindro.

La correzione della distorsione digitale effettuata all'interno della fotocamera consente di eliminare queste problematiche. Gestendo la distorsione digitalmente, i progettisti Canon hanno la possibilità di sviluppare obiettivi più leggeri, compatti e con maggiore nitidezza su tutta la superficie dell'immagine.

Quando si attiva la correzione della distorsione, i bordi dell'immagine possono apparire leggermente ritagliati. Tuttavia, l'angolo di campo riportato nelle specifiche tecniche e nei grafici MTF dell'obiettivo tiene già conto dell'immagine corretta digitalmente. Di conseguenza, non bisogna preoccuparsi di perdere gradi significativi dell'angolo di campo visibile, poiché questo aspetto è già previsto durante la progettazione dell'obiettivo.

L'intero processo è reso completamente fluido quando si utilizzano fotocamere del sistema EOS R con obiettivi RF o RF-S, progettati per includere la correzione elettronica della distorsione direttamente nella fotocamera. Grazie alla velocità dell'innesto RF, l'anteprima visibile sul mirino elettronico (EVF) o sul display posteriore della fotocamera riflette già le correzioni applicate. In aggiunta, molte applicazioni di editing sono in grado di leggere i dati dell'obiettivo incorporati nei file immagine, applicando automaticamente le correzioni e garantendo un flusso di lavoro di editing altrettanto fluido.

Infine, va sottolineato che gli obiettivi anamorfici sono progettati per generare immagini che richiedono un allungamento digitale, ottenendo un'estetica cinematografica distintiva con rapporti d'aspetto ampi e maggiore profondità visiva. Questo li rende ideali per produzioni cinematografiche professionali. Anche per gli obiettivi RF, il design ottico viene integrato con correzioni elettroniche della distorsione, garantendo così prestazioni ottimali e immagini di altissima qualità.

Il termine "focus breathing" si riferisce a un cambiamento evidente nell'angolo di campo che avviene quando si regola la messa a fuoco di un obiettivo. Quando la posizione di messa a fuoco cambia, l'angolo di campo si espande e si restringe, da cui il termine "breathing" (respirazione). Questo effetto è particolarmente visibile con gli obiettivi teleobiettivi, dove la compressione dello sfondo rende il fenomeno ancora più evidente, e può risultare fastidioso quando l'inquadratura cambia mentre si mette a fuoco durante la registrazione di video. Il focus breathing è meno marcato nella fotografia, ma i fotografi possono comunque notarlo, soprattutto quando utilizzano tecniche di focus stacking, che sono tipicamente usate per aumentare la profondità di campo nella fotografia macro.

Per ridurre il focus breathing, ci sono tre metodi principali: agire meccanicamente o elettronicamente sull'obiettivo oppure correggerlo digitalmente nella fotocamera.

Gli obiettivi cinematografici sono progettati appositamente per ridurre il focus breathing fin dal principio. Gli elementi di messa a fuoco sono meccanicamente interconnessi, riducendo i movimenti interni per ottenere risultati ottimali. Tuttavia, questo design rende gli obiettivi più grandi, pesanti e costosi.

Diversi obiettivi RF sono dotati di due motori di messa a fuoco che contribuiscono a ridurre il focus breathing muovendo in modo indipendente due gruppi di elementi ottici. Questo sistema elettronico è basato su una tecnologia "focus by wire", anziché su una soluzione meccanica, ma consente di realizzare obiettivi più piccoli, leggeri e meno costosi.

Sempre più fotocamere del sistema EOS R offrono la correzione elettronica del focus breathing durante le riprese video, una funzione disponibile nel menu Correzione aberrazione obiettivo quando la fotocamera è impostata su Video. Questa correzione può essere applicata non solo agli obiettivi fotografici compatibili, ma anche a quelli che supportano la riduzione elettronica/ottica del focus breathing. Quando viene utilizzata con obiettivi fotografici, la correzione comporta un leggero ritaglio dell'immagine, ma offre un aspetto più cinematografico a un costo inferiore.

Il primo video mostrato illustra chiaramente il cambiamento nell'inquadratura dovuto alla variazione del punto di messa a fuoco su una fotocamera EOS R8 senza l'attivazione della correzione del focus breathing, mentre il secondo video evidenzia la significativa riduzione di questo effetto con la correzione attivata.

Nel 2008, le fotocamere EOS 5D Mark II e EOS 50D hanno introdotto la correzione dell'illuminazione periferica. Questa funzione consente di regolare le immagini mentre vengono acquisite dalla fotocamera, per correggere la vignettatura o le ombre presenti negli angoli e rendere la luminosità più uniforme in tutta l'inquadratura.

Tale correzione è progettata per funzionare con gli obiettivi Canon. I progettisti Canon comprendono le capacità ottiche di un obiettivo in base al suo design e, grazie a questa conoscenza, sono in grado di applicare in modo preciso i dati di correzione. Questo processo è stato ulteriormente ottimizzato con gli obiettivi RF, poiché le informazioni di correzione sono memorizzate direttamente in ciascun obiettivo. La velocità di comunicazione superiore e la maggiore larghezza di banda dell'innesto RF permettono di inviare più dati alla fotocamera, rendendo così il processo di correzione elettronica del tutto fluido.

Nel caso in cui venga utilizzato un obiettivo di marca diversa da Canon, la correzione dell'illuminazione periferica potrebbe causare artefatti indesiderati, ed è quindi consigliabile disattivarla.

Nel 2012, le fotocamere EOS-1D X e EOS 5D Mark III hanno introdotto la correzione dell'aberrazione cromatica per rimuovere le frange e gli aloni colorati intorno ai bordi ad alto contrasto. Questa funzione migliora la qualità complessiva dell'immagine e ottimizza le prestazioni degli obiettivi Canon.

Le aberrazioni cromatiche vengono parzialmente corrette tramite l'uso di materiali avanzati, come il vetro UD e gli elementi ottici Blue Spectrum Refractive (BR). Tuttavia, nell'ambito del design degli obiettivi RF, vengono anche applicate correzioni elettroniche in-camera per ottimizzare ulteriormente la qualità dell'immagine.

La diffrazione è la piegatura del percorso della luce che passa attraverso l'obiettivo. Rappresenta un problema soprattutto con le aperture più piccole, in quanto viene piegata una percentuale maggiore della luce (rispetto alle grandi aperture), con una conseguente riduzione della nitidezza dell'immagine. Questo difetto è particolarmente frustrante, perché in genere si seleziona una piccola apertura per ampliare la profondità di campo e ottenere la massima nitidezza in tutta l'immagine; e invece, iniquamente, la diffrazione riduce la nitidezza. I fotografi paesaggisti spesso devono trovare un compromesso tra questi due fenomeni ottici contrastanti.

Nel 2016, la fotocamera EOS-1D X Mark II ha introdotto la correzione della diffrazione, che compensa la perdita di nitidezza ad aperture ridotte. Questa funzione compensa anche la leggera riduzione della risoluzione che può verificarsi a causa della presenza di un filtro passa-basso nel sensore. Il filtro passa-basso è importante per evitare l'interferenza dell'effetto moiré nelle immagini con motivi sottili e ripetuti.

Inizialmente, per alcuni obiettivi, i dati di correzione della distorsione venivano memorizzati sulla fotocamera. Se si desiderava utilizzare altri obiettivi, era necessario scaricare i dati di correzione ottica tramite il software EOS Utility e registrarli nella fotocamera. Tuttavia, dal lancio della fotocamera EOS 5DS e dell'obiettivo EF 11-24mm f/4L USM nel 2015, questi dati sono stati memorizzati all'interno dello stesso obiettivo. In questo modo, la fotocamera può accedere ai dati dell'obiettivo e applicarli durante l'elaborazione dei file JPEG nella fotocamera. Scattando in formato RAW, invece, sarà ancora necessario scaricare il profilo dell'obiettivo appropriato sul proprio computer.

Con le più recenti fotocamere del sistema EOS R, i dati relativi all'obiettivo sono incorporati automaticamente in ogni immagine acquisita. Questo permette a molte applicazioni di editing di leggere direttamente i dati di correzione dal file e applicarli all'immagine, senza bisogno di modificare alcuna impostazione. Anche utilizzando obiettivi più datati, i software di editing sono solitamente dotati di dati di correzione specifici per ciascun obiettivo, che possono essere applicati con un singolo clic durante il processo di post-produzione, evitando così di dover intervenire manualmente per correggere la distorsione.

Canon ha introdotto per la prima volta il Digital Lens Optimizer (DLO) come funzione in Digital Photo Professional (DPP). Questa tecnologia è in grado di correggere un'ampia varietà di aberrazioni, tra cui coma, astigmatismo, "sagittal halo", curvatura di campo e curvatura sferica, che normalmente non sarebbe possibile eliminare.

Il modello EOS-1D X Mark II disponeva del Digital Lens Optimizer come funzione di editing post-scatto integrata nella fotocamera. Tuttavia, nel 2016, il DLO è stato presentato come funzione di scatto con il lancio della fotocamera EOS 5D Mark IV.

Il DLO integrato nella fotocamera corregge i file JPEG. Se attivato, la correzione dell'aberrazione cromatica e quella della diffrazione non sono selezionabili nel menu principale, ma fanno parte delle correzioni della tecnologia DLO. È inoltre possibile disattivare la correzione dell'illuminazione periferica se, per esempio, desideri ottenere una vignettatura nell'inquadratura di un ritratto.

Tutte le fotocamere del sistema EOS R sfruttano i dati di correzione dell'obiettivo (e altri) memorizzati nell'obiettivo. Grazie alla velocità di comunicazione ultra rapida dell'innesto RF, in particolare quando si utilizzano obiettivi RF, l'acquisizione delle immagini con il DLO attivato non riduce la velocità massima di scatto continuo, come invece accadeva con le fotocamere precedenti (ad es. EOS 5D Mark IV).



Le correzioni dell'obiettivo in-camera hanno rivoluzionato il design degli obiettivi moderni. Un tempo, venivano usate principalmente come una funzione di correzione e miglioramento, ma oggi la correzione digitale delle distorsioni è una componente essenziale del processo di sviluppo degli obiettivi. Gli strumenti digitali, proprio come le scelte ottiche e meccaniche fatte dai progettisti, vengono ora utilizzati per migliorare ulteriormente le prestazioni e la facilità d'uso delle fotocamere e degli obiettivi Canon.