Newsgroup: it.arti.fotografia
Titolo: Densità, bit e gamma dinamica

Per fortuna ho trovato una persona (d'altronde è un noto genio della gestione
del colore e soprattutto della sua didattica) che ha spiegato il tutto in poche
parole, in modo ordinato e meglio di quanto abbia saputo fare io. Le frasi che
dovrebbero chiarire il malinteso tra me e Arti sono esattamente la prima e
l'ultima. Anche la penultima non è da trascurare...
http://www.boscarol.com/pages/cg/070-scanner.html
** Densità e intervallo dinamico
Nessuno scanner arriva a leggere i valori estremi di 0% e 100% di nero. Ogni
scanner può leggere da un livello minimo a un livello massimo di nero.
Questi livelli di nero vengono indicati come densità (density), che è la
capacità di una superficie o materiale di assorbire la luce. In quanto tale
deriva direttamente dalla riflettanza (per i materiali opachi) o trasmittanza
(per i materiali trasparenti) della superficie in questione: minore è la
riflettanza maggiore è la densità.
Per esempio, se una pellicola trasmette il 60% della luce (e assorbe l'altro
40%) possiamo dire che la trasmittanza è 60% o 0,6. Analogamente se un'altra
pellicola trasmette 1/500 della luce che la colpisce, la sua trasmittanza sarà
0,002.
Lo standard di misura della densità prevede di considerare l'inverso della
riflettanza o trasmittanza (nei due casi precedenti 5/3 e 500) e prenderne il
logaritmo in base 10 (nei due casi precedenti 0,22 e 2,70); cioè, nel caso della
trasmittanza
      densità = log10 (1/trasmittanza)
e analogamente per la riflettanza.
Teoricamente i valori di densità vanno da 0 a infinito, ma una superficie non è
mai un assorbente perfetto e in pratica gli intervalli di densità che vengono
letti da uno scanner in riflessione vanno da 0,1 a 3,7.
L'intervallo dinamico (o intervallo di densità, dynamic range) è la differenza
tra due densità  estreme (massima e minima). Per esempio se la densità  minima
di uno scanner è 0,1 (quasi bianco o trasparente) e la massima è 3,4 (quasi nero
o totalmente opaco), l'intervallo dinamico dello scanner è 3,4 - 0,1 cioè 3,3.
** Intervallo dinamico dei materiali e degli strumenti
Una foto stampata su carta ha normalmente un intervallo dinamico di circa 2. Una
pellicola negativa ha un intervallo dinamico di circa 3. Una diapositiva ha un
intervallo dinamico fino a 4. In altre parole, una foto stampata permette una
variazione di chiari/scuri abbastanza povera, una foto su pellicola negativa è
meno limitata, una diapositiva ha una variazione di chiari/scuri molto
superiore.
La densità e l'intervallo dinamico si misurano con il densitometro.
Profondità di bit e intervallo dinamico possono essere immaginati come una
scala: l'intervallo dinamico descrive l'altezza della scala e la profondità di
bit descrive il numero di gradini.
Uno scanner con un ampio intervallo dinamico (in grado di catturare informazioni
da quelle molto chiare a quelle molto scure) con soli 256 gradini (8 bit) non è
molto utile, come non lo è uno con oltre 65000 gradini (16 bit) ma con un
intervallo dinamico ridotto.


Oro colato! Grande Harpo!

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Grande Boscarol, veramente... ha un vero talento per la didattica.

 profondità di bit descrive il numero di gradini.
Ecco qui l'errore grave!
Restando alla metafora della scala, la dinamica è completamente
indipendente dall'altezza della scala ma dipende solo dal rapporto delle
altezza fra la cima della scala ed il primo gradino e cioè, supponendo
che i gradini siano tutti uguali, dal numero di gradini nella scala e
quindi dal numero di bit.
L'immagine origianale (analogica) può anche avere una dinamica molto
elevata, il problema è che trasformandola in digitale andiamo ad imporre
alla dinamica un limite dato dal numero di gradini (o di bit) che
utilizziamo.
Indicativamente 6dB di dinamica per ogni bit.
Se usiamo molti bit e l'immagine originaria ha poca dinamica allora
stiamo sprecando risorse (nulla di grave, oggi le memorie costano poco e
la banda in rete è tanta), se abbiamo un'immagine con diamica molto
estesa e la rappresentiamo con pochi bit stiamo andando a degradarla
proprio perchè ne stiamo limitando/tagliando la dinamica (e questo è un
male). 
Segnala tu l'errore all'amico Boscarol.
Attendo, ancora, la foto oggetto della scommessa.
Un'altra spiegazione da 
photo.net
 che spesso è fatto molto bene:
http://www.photo.net/learn/drange/
Dynamic Range
Analog and Digital
Though we think of film scanners as digital devices, that only really
applies to their output. The actual sensor is an analog device. It sends
out a voltage or a current which is proportional to the intensity of the
light that falls on it. This analog signal is converted into a digital
signal by an analog to digital converter, also known as an A/D
converter.
Digital Basics
Digital signals are made up of "1"s and "0"s. If you have 1 digit - or 1
"bit", it can have a value of 0 or 1 and that's all. Two values, not
much of a range! If you have 2 digits - or 2 "bits" you can have values
of 00, 01, 10 or 11 so now you have 4 values instead of two. With 3 bits
you can have 000, 001, 010, 011, 100, 101,110 or 111 that's 8 values.
Obviously we can go on increasing the number of bits and so expanding
the range of values a digital number can represent.
With 8 bits there are 256 possible values corresponding to decimal
numbers from 0 to 255. So with an 8 bit A/D converter you can take a
range of analog numbers and convert them into a digital number with a
range from 0-255. Now let's ask the question "what's the dynamic range
of an 8 bit A/D converter?".
Well, it's the ratio of the smallest signal it can record to the largest
signal. The smallest signal is "1" and the largest signal is "255", so
the dynamic range is log(255/1) = 2.4.
Black and white images just need one signal channel (one A/D) but color
images use three channels (red, green and blue), so they use 3x the
number of bits that a B&W image does. However the dynamic range of a
color signal is that of each channel, so when you read about "24-bit"
color, it's really 3 "8-bit" channels not one "24-bit" channel and the
dynamic range is determined by those 8 bits.
Here's a table which shows the maximum theoretical dynamic range an
"n-bit" signal can have, where "n" is 8, 10, 12, 14 or 16 (the most
common values found in scanners).
Number of Bits (color)  Maximum dynamic range
8 (24)                  2.4
10 (30)                         3.0
12 (36)                         3.6
14 (42)                         4.2
16 (48)                         4.8
Something that's very important to note here is this is the maximum
theoretical dynamic range the A/D converters can output, assuming
perfect operation and no noise. If you feed them an analog signal with a
dynamic range of 2.0, each of them will output a digital signal with a
dynamic range of 2.0, no matter how many bits are involved. If you feed
an 8-bit A/D with a signal which has a dynamic range of 3.2, all you get
out is a signal with a dynamic range of 2.4, since that's the best an
8-bit A/D can do. However if you feed 16-bit A/D with a signal which has
a dynamic range of 3.2 all you get out is a digital signal with a
dynamic range of 3.2, not the 4.8 which the A/D is theoretically capable
of.

 Grande Boscarol, veramente... ha un vero talento per la didattica.
Su questo non ho elementi di giudizio, se invece fosse un po' piů
preparato su ciň che cerca di insegnare...
ciao
-R
PS: Come al solito non vedo tutti i vostri messaggi

preparato su ciň che cerca di insegnare...
Facciamo una cosa: quando ti renderai conto che tu e Boscarol dite le stesse
cose, ne riparliamo.

 cose, ne riparliamo.
Boscarol dice: "Profondità di bit e intervallo dinamico possono essere
immaginati come una
scala: l'intervallo dinamico descrive l'altezza della scala e la
profondità di bit descrive il numero di gradini."
No, io non direi mai una boiata del genere.
Io vorrei farti capire che, restando alla metafora della scala, una
scala alta 100m con 50 gradoni di 2m l'uno ha dinamica inferiore ad una
scala alta solo 50m ma con 100 gradini di 0.5m l'uno.
Il primo gradino è alto altezza_scala/numero_gradini.
La dinamica è il rapporto fra l'altezza complessiva della scala ed
l'altezza del primo gradino.
questo rapporto, guardacaso, corrispendo al numero di gradini, cioè al
numero di bit usato per definire la scala.
Boscarol dice che "l'intervallo dinamico descrive l'altezza della
scala", io invece tento, invano, di spiegarti che la dinamica (del
segnale digitale rappresentato come una scala) è completamente
indipendente dall'altezza della scala ma dipende dal numero di gradini,
cioè dalla "profondità di bit" (cito Boscarol usando questa, non mia,
bruttissima definizione).
Tre giorni fa sostenevevi che:
"per inciso, lavoro con l'audio, e nell'audio nessuno si è mai sognato
di dire che il numero di bit influisce sulla dinamica. L'abc dell'audio
digitale dice che influisce sul rumore, e così è."
ed hai scommesso, nel caso ti avessi dimostrato il contrario, di
inviare una tua foto particolare.
Sostieni ancora, in tutta onestà, che il numero di bit utilizzati non
influisce sulla dinamica?
Sto aspettando la foto!
ciao
-R
PS: consulta pure, o invita ad Boscarol ad unirsi alla discussione, se
lo ritieni davvero questo genio indiscusso.

Indicativamente 6dB di dinamica per ogni bit.
Forse il problema che ci impedisce di capirci è il fatto che in grafica la
quantizzazione non introduce rumore, non nel senso usuale di roba random, dato
che siamo liberi di vedere nitidamente gli scalini. Diciamo che è più
appropriato il termine originale "disturbo", dato che comunque la percezione
dell'immagine è _disturbata_ dalla scalettatura delle tonalità (in fotografia si
chiama "posterizzazione").
Qui ci sono tre immagini. Adesso, se vuoi, puoi anche sostenere che hanno
dinamica diversa. Io so che la dinamica delle tre immagini è uguale, dato che le
ho fatte io :)
http://harpo.altervista.org/bit.html
Ciao


La dinamica delle tre immagini è radicalmente diversa! (la prima ha
dinamica (8bit) > della seconda () > della terza (3bit)) guarda come
sono sottili (in pixel) le aree uniformi nella prima immagine rispetto
alla seconda ed alla terza.
L'ampiezza del gradino che serve hai nostri conti è appunto correlata
alla dimensione della prima di queste aree. Ci da un'idea di quali
valori siamo in grado di discernere tra loro. Nell'ultima immagine il
primo grigio è molto distante dal bianco, nella prima hai un grigio
molto tenue.
Ergo la prima immagine ha dinamica superiore alla terza.
é così anche nell'audio. non è che un suono a 16 bit suoni più
forte di uno a 8, e solo che nel secondo siamo in grado di
rappresentare anche variazioni più sottili (o, paragonandolo alla tua
immagine, un grigio più vicino al bianco) di quanto non sia possibile
fare con 8 bit.
Ergo a 16 bit si ha dinamica maggiore proprio come, in una caso
diverso, appare evidente dalle tue immagini.
Attendo una foto vera e non queste immagini di test! ;-)
ciao
-R

 diverso, appare evidente dalle tue immagini.
Preciso meglio torando al mondo degli scanner.
Anche con uno scanner dalla scarsa dinamica, esasperando oltremisura il
contrasto, è comunque possibile ottenere sempre immagini dove
contemporaneamente il bianco è binchissimo ed il nero nerissimo, il
problema è in questo modo grigi molto tenui verrano bruciati nel
bianco e grigi moto intensi verrano non letti scadendo nel nero.
Il problema di uno scanner con scarsa dinamica non è mai forzare il
contrasto fino a leggere contemporaneamente un bianco ed un nero
purissimi, quanto la capacità di leggere qualcosa nelle alte luci e
nelle ombre senza ritrovarsi con zone completamente nere e altre
completamente bianche senza dettaglio. Questa caratteristica è appunto
la capacità di leggere una dinamica estesa.
Ed è proprio ciò che manca all'ultima delle tue immagini campione
dove la prima zona è completamente bianca (bruciando dettaglio) e
l'ultima completamente nera (hai perso altri dettagli nelle ombre). In
questa immagine hai una dinamica inferiore rispetto alla prima istanza
delle tre.
Spero di essere stato più chiaro.
Attendo la foto promessa ed con una buona dinamica ;-)
ciao
-R

Ergo la prima immagine ha dinamica superiore alla terza.
Parlando (di nuovo) con un mio amico che insegna queste materie, è venuto fuori
che è un problema di gerghi professionali. In pratica, anche loro (come te)
chiamano familiarmente "dinamica" di un apparato la prontezza di quell'apparato
a rispondere alle variazioni di segnale. Solo che, come tu m'insegni, quella
"prontezza" si chiama "risposta in frequenza".
Nelle frasi che riporto qui sopra, tu chiami appunto "dinamica" l'esattezza con
cui il segnale in uscita (il file) corrisponde al segnale in ingresso (il
soggetto della foto). Ecco, nel mio vocabolario quella non si chiama "dinamica".
Al momento, non so nemmeno se ha un nome.
Nel frattempo ho letto anche il tuo ultimo messaggio e parlato con il mio amico
ingegnere, e siamo arrivati alla conclusione che quella che tu chiami
semplicemente "dinamica" è la "dinamica a parità di rapporto s/n". Mi ha
spiegato la storia dei 6 db per bit, che dice appunto questo. A questo punto
come vedi è solo questione di terminologia. Io continuo a preferire la
terminologia classica, quella dell'analogico, in cui la gamma dinamica è
l'escursione in intensità del segnale utile. 

 ciao
"massivan"
Ha uno stile generico, da divulgatore.

 dinamica è l'escursione in intensità del segnale utile.
No, altra boiata clamorosa; a questo punto è palese che sei un troll e
ti impegni ad inventarle!
Anche nell'analogico la dinamica è il rapporto tra l'intesità massima
riproducibile e l'intensità minima rilevabile.
Come ti ho già detto ormai N grande volte (ma o non ci senti, o non ci
vuoi sentire) presi due segnali, essendo il secondo di intensità massima
10 volte il primo (e quindi di escursione 10 volte superiore), se del
secondo sei in grado di rilevare solo variazioni di intensità 10 volte
superiori al primo caso allora la dinamica dei due segnali è la
medesima!
La dinamica non dipende dall'intensità massima ma da un rapporto!!!
Ti ricordo che hai scommesso che: 
"nessuno si è mai sognato di dire che il numero di bit influisce sulla
dinamica." ... "Se poi riesci a dimostrare che sbaglio io, ti mando una
mia foto con la testa piena di cenere."
Sto ancora aspettando questa foto!
ciao
-R

prontezza a rispondere alle variazioni del segnale!!!.
Cerca di restare calmo e di capire quello che leggi.
Stavo parlando in termini discorsivi, solo per farti capire la questione dei
gerghi professionali.
Come tu stesso implichi nel tuo secondo paragrafo, la risposta in frequenza (che
tu definisci in modo un po' arruffato (*) ma più o meno correttamente, sia
chiaro, e ci mancherebbe - è una definizione che conosco dal 1970, più o meno) è
condizionata dalla prontezza con cui l'apparato risponde alle variazioni di
segnale. È il teorema del campionamento, in pratica. Che poi la risposta in
frequenza abbia ben altri motivi per non essere lineare, o comunque per non
corrispondere al 100 per cento alla curva desiderata, è il paragrafo successivo
:)
A proposito, non si dice "non centra nulla" ma "non c'entra nulla". 
(*) "la risposta in frequenza è un'analisi" non è esattamente quello che volevi
dire. La risposta in frequenza è una caratteristica. L'analisi è, appunto,
l'analisi della risposta in frequenza.

nelle ombre e nelle alte luci.
Ah, ho capito. Puoi dimostrare che le due frasi qui sopra non sono equivalenti?

riproducibile e l'intensità minima rilevabile.
Puoi spiegare anche questa? In particolare, la differenza tra i seguenti due
concetti:
1. la gamma dinamica è l'escursione in intensità del segnale utile.
2. la dinamica è il rapporto tra l'intensità massima riproducibile e l'intensità
minima rilevabile.
(ps. immagino che tu stia usando "riproducibile" e "rilevabile" come sinonimi.
Sarebbe meglio non variare la terminologia all'interno dello stesso concetto.)

 appunto, l'analisi della risposta in frequenza.
Ok, la risposta in frequenza è una caratteristica, il diagramma già
dell'analisi, comunque nulla toglie che c'entri poco con la rapidità di
un dispositivo nel rispondere agli ingressi. 
Ti ricordo la tua scommessa: 


 equivalenti?
L'esattezza con il segnale digitale corrisponde all'ingresso comprende
diversi fenomeni distinti. Ad esempio:
1. L'estensione tonale
2. La corretta corrispondenza tonale
3. La presenza di rumore bianco e quindi il rapporto segnale rumore
4. La dinamica.
Quello che volevo dirti è che la dinamica è solo una delle
caratteristiche che determinano "l'esattezza con cui il segnale in
uscita (il file) corrisponde in ingresso (il soggetto della foto)". Cioè
se mi usi anche 24 bit garantendomi 120dB di dinamica (su 144 massimi
teorici) ma poi mi fai vedere rosso quello che era verde... beh la
dinamica è buona, "l'esattezza con cui il segnale in uscita (il file)
corrisponde al segnale in ingresso (il soggetto della foto)" non molto.
Ti ricordo cla tua scommessa: 


 l'intensità minima rilevabile.
La gamma dinamica non corrisponde all'estensione in intensità.
Hai due segnali:
1. il primo varia da 1V a 10V
2. il secondo da 10V a 100V.
Valutiamo, nei due casi, escursione in intensità e dinamica
                        Segnale 1               Segnale 2
Escursione in intensità 10V-1V=9V       100V-10V=90V
Dinamica                        10V/1V=10       100V/10V=10
I due segnali hanno medesima dinamica ma diversa estensione in
intensità. 


intensità. 
Ottima spiegazione. Immagino che il fatto che io abbia sottinteso (da profano)
che per "escursione" intendevo "rapporto" ti lasci convinto che io mi stia
arrampicando sugli specchi. E invece è andata proprio così: dato che in tutta
questa discussione abbiamo sempre avuto ben presente che si parlava di rapporti,
mi è scappato il termine sbagliato.

 mi è scappato il termine sbagliato.
Ti ricordo la tua scommessa: 
"nessuno si è mai sognato di dire che il numero di bit influisce sulla


dinamica."
Eccheppalle. Va bene, l'hanno detto eccome, ma non è che adesso possiamo
ricominciare da capo. È una questione di contesti, e di assunzioni di base. In
finlandese "Vide 'o mare" si dice "Cazzo merda", ma questo non significa che i
finlandesi siano avvezzi al turpiloquio in italiano.
Se ti limiti al puro significato letterale inteso in senso stretto della mia
frase tra virgolette, hai avuto pienamente ragione. Quindi io mi limiterò a
mandarti "una mia foto con la testa piena di cenere" in senso stretto. Per
esempio, potrei mandarti la foto nulla (visto che una mia foto con la testa
piena di cenere non esiste, finora). Oppure una foto qualsiasi, fatta da me,
ritagliata a forma di bambolina, e con la testa a sacchetto riempita di cenere
di sigaro toscano. O chissà quali altre varianti che verrebbero facilmente in
mente a qualsiasi filosofo.

hai avuto pienamente ragione. 
mettiti questa cazzo di cenere sulla tua bella testona di granito, e
non parliamone più.
Lo Stilita
http://pietropesaresi.altervista.org

 non parliamone più.
Q U O T O
Fra
P.s. non voglio dimostrare niente.
-- 
"Quando un acquazzone ci sorprende, cerchiamo di non bagnarci 
affrettando il passo, ma anche tentando di ripararci ci inzuppiamo 
ugualmente. Se sin dal principio, accettiamo di bagnarci eviteremo ogni 
incertezza e non per questo ci bagneremo di più. Tale consapevolezza si 
applica a tutte le cose." Yamamoto Tsunemoto
--
www.iwamaryunapoli.tk
http://www.usefilm.com/photographer/76598.html

Harpo <e...@beh.invalid> wrote:

Ok, mi piace la risposta.
Considero la discussione chiusa.
Alla prossima, e sarà comunque un piacere. :-)
ciao
-R
PS: non volevo offendere nessuno, chiedo venia per le parole pesanti che
ho, controvoglia e contro il mio stile, usato.
Non era, in alcul modo, una questione personale o privata.
Spero che, da questa lunga e noiosissima discussione qualcuno abbia
appreso qualche competenza tecnica.
Io purtroppo ho completamente peccato in stile e me ne pento. Da questo
punto di vista ho però imparato anche io qualcosa.

 ha scritto nel messaggio
news:1h5msh7.hi17yz98ycmcN%ar...@email.it...


 cinerei.
Chiedo ancora scusa a tutti gli offesi dal mio triste e vergognoso
turpiloquio. Mi sono lasciato trascinare e, in una futile discussione,
ho perso le redini quando non aveva alcun senso farlo.
ciao
-R

beh, non chiedevo le tue scuse, certo che per me quanto detto nei post a
proposito di dinamiche è proprio una dinamica sterile tra due persone che
usano un po' di banda su iaf, cioè non aumenta le nostre capacità di
comprensione, ci comprime la dinamica del neurone!
il linguaggio veicola informazione, se però lo si usa confusivamente genera
solo rumore di fondo.
invece il mio intento è sfruttare l'informazione abbondante che traggo con
un mezzo casualmente definito analogico e plasmarla in un senso estetico
valido, ciè tecnicamente e artisticamente è difficile, ma gratificante
quando si riesce a conciliare i due versanti.
il campionamento della dinamica di una scoreggia non è quella della nona di
beethoven, tanto per dirlo con parole fatue.


valido, cič tecnicamente e artisticamente č difficile, ma gratificante
Gelly sei ubriaco, vai a nanna.
Lo Stilita
http://pietropesaresi.altervista.org

 >valido, ciè tecnicamente e artisticamente è difficile, ma gratificante


dico sul serio
tu sei SEMPRE serio, è questo il tuo bello.
Lo Stilita
http://pietropesaresi.altervista.org

noblex oblige
--
Gelatina
at:
www.gelatina.altervista.org


 ha scritto nel messaggio
news:7fovm19qrsg63ii88...@4ax.com...


cinerei.
Hai fatto benissimo, hai usato una 0 o hai dovuto mascherare?

con le tecnologie digitali odierne.
Tu lo fai apposta. Ma stavolta non parlo nemmeno sotto tortura.

comprensione
La storia è molto semplice. Lo scanner deve andare a 16 bit e riuscire a
produrre un istogramma "pulito" (senza perdite agli estremi). Se l'istogramma
non è pulito, è meglio che cambi negativo (o scanner).
Io poi seguo la regola d'oro di esporre a destra, più che altro per scaramanzia.
Qualsiasi pellicola va scansionata come diapositiva colore. Per motivi che
ignoro, il mio scanner tira fuori tutta la sua gamma dinamica solo in quel caso.
In stampa chimica, invece, fai come dice il libro di Adams. Ma questa parte già
la sai :)

> Hai fatto benissimo, hai usato una 0 o hai dovuto mascherare?
no, semplicemente ho esposto per le ombre adeguatamente e sviluppato per le
luci, nel mio metodo collaudato di sviluppo di quel film, si chiama sviluppo
compensatore, poi in stampa ho fatto piccoli ritocchi di bruciatura facili
facili lasciando la gradazione di carta su livelli normali.
(stampo a luce diffusa, come ben saprete, soprattutto le piane)
g
una volta in questi frangenti si usava lo sviluppo in due bagni, o in bagno
d'acqua, ma secondo me non ha più senso con le attuali pellicole sottili di
nuova generazione, ho usato una filosofia antica un secolo con materiali
modernissimi, senza stravolgere la sensitometria, d'aiuto c'è il trattamento
singolo delle lastre ad hoc per quei negativi esposti in quella situazione
luce.