PPI e DPI

"The arts could no longer escape the influence of modern science and technologies. Great innovations would change all techniques of the arts influencing creativity and perhaps going so far in the end as to transform the concept of art itself."

Paul Valery, 1930

Forse una delle affermazioni maggiormente vere detta letteralmente in tempi non sospetti. L'avvento della fotografia tradizionale prima e del mondo del digitale poi, hanno reso possibile la produzione di immagini con tecniche e risultati assolutamente impensabili. Tecnologie nuove richiedono però nuove competenze e la familiarità con termini e concetti nuovi. Scopo di questo breve articolo è cercare di fare un minimo di luce su un alcuni termini, e le rispettive relazioni, "nati" contestualmente a queste nuove tecnologie che sono comunque in qualche misura correlati tra loro, ma sui quali c'è spesso confusione:

  • La risoluzione delle apparecchiature di acquisizione delle immagini (macchine fotografiche, scanner, ecc.)
  • La risoluzione dei dispositivi per la visualizzazione (monitor, display, ecc.)
  • La risoluzione delle macchine per la stampa delle immagini stesse

 

Cominciamo dalla definizione stessa di risoluzione

Risoluzione di immagine: quantità di elementi costitutivi di un'immagine per unità di misura.
Maggiore è la risoluzione, migliore è il dettaglio dell'immagine; questo già fornisce un primo inquadramento dell'aspetto della questione.

 

L'acquisizione dell'immagine

Con la fotografia a pellicola le cose erano semplici, il negativo era sempre di un formato noto (qualunque esso fosse) e la sua riproduzione su carta fotosensibile era fondamentalmente l'unico metodo per produrre un'immagine; la stampa veniva fatta mediante un ingranditore ottico che impressionava fogli più o meno grandi di carta fotosensibile.
Il concetto di risoluzione era di fatto già emerso sotto forma di "grana della pellicola", data dalla dimensione dei cristalli dei sali d'argento con i quali era realizzata l'emulsione fotosensibile. Presa spesso in considerazione per una sorta di "disturbo" presente sulla fotografia, la grana della pellicola non permette in realtà di distinguere dettagli sotto una certa dimensione, limitando di fatto la risoluzione della pellicola. La grana della pellicola, una volta stampata, produce sulle fotografie un effetto caratteristico che tutti abbiamo visto:

Grana ben visibile sulla stampa di un negativo


L'arrivo del digitale, che ha portato una generazione interamente nuova di apparecchi (come macchine fotografiche digitali e scanner), ha dato maggiore libertà per generare e riprodurre un'immagine, ma ha inevitabilmente avuto "l'effetto collaterale" di introdurre termini e concetti legati più al mondo dell'informatica che a quello della fotografia tradizionale, creando un bel po' di confusione.
Il primo termine con il quale si è venuti a contatto è il pixel (http://it.wikipedia.org/wiki/Pixel) o, per quanto riguarda le macchine fotografiche, il suo multiplo il megapixel; argomento di vendita con il quale si viene sistematicamente tartassati fin dalla nascita delle prime macchine digitali.

 

Che significato ha il termine megapixel? A cosa si riferisce?

Domanda alla quale ormai quasi tutti sono in grado di rispondere o almeno ne hanno un'idea; Il megapixel è la definizione mediante il prefisso mega di un milione di pixel. Il pixel quando si parla di immagini digitali, lo ricordiamo, è la più piccola porzione nella quale è suddivisa l'immagine stessa. Parlando di macchine fotografiche digitali, ogni sensore è suddiviso in un numero di porzioni minuscole (il singolo pixel appunto), ciascuna delle quali è in grado di registrare l'informazione relativa alla luce che lo colpisce. Maggiore è la quantità di pixel, più grande è la mole di informazioni (cioè quindi di dettagli) che il sensore è in grado di catturare.
Potremmo fare un parallelo (ben sapendo che sicuramente farà storcere il naso ai puristi) tra il singolo pixel di un sensore fotografico ed il singolo grano d'argento dell'emulsione della pellicola, affermando che costituiscono entrambi la singola unità più piccola che viene impressionata dalla luce incidente.

Per quanto riguarda gli apparecchi per la scansione ci sono delle evidenti differenze date principalmente dal fatto che l'immagine è già piana e di dimensioni ben determinate. Cambia il sensore (nella maggioranza degli scanner ad esempio è lineare) e, come è ovvio che sia, cambia radicalmente tutto l'aspetto della messa a fuoco, ma in questa sede non ci interessa. Anche in questo caso, maggiore è la densità lineare dei pixel del sensore (si parla sempre di PPI, ma lineari nel caso di sensore lineare), maggiore è la risoluzione dello scanner.

Sensore lineare di uno scanner

Servono tutti questi milioni di pixel?

Contrariamente a quanto si potrebbe pensare la risposta è tutt'altro che univoca, ma dipende da un lato dalla destinazione delle immagini che produciamo con la nostra attrezzatura fotografica mentre, nel caso di apparecchiature da scansione la domanda da porsi non è la destinazione dell'immagine (quella viene successivamente), ma bensì se siamo in grado di riprodurre fedelmente il nostro originale senza perdere informazioni.
Il motivo di questa prima evidente distinzione è che, se nel primo caso riproduciamo la realtà (grado di dettaglio della sorgente virtualmente "infinito"), nel secondo caso (la scansione) avremo sempre un soggetto già con una risoluzione finita. Da un lato quindi dovremo tenere conto della destinazione dell'immagine prodotta, mentre dall'altro bisognerà "limitarsi" ad essere sicuri di non perdere informazioni rispetto all'immagine sorgente salvo poi decidere di ridimensionare l'immagine generata a seconda della sua destinazione finale.

Estremizzando il concetto, produrre una quantità spropositata di pixel per un'immagine destinata ad essere messa in un sito web con una bassa risoluzione (diciamo ad esempio 640x480) è ovvio anche ai non addetti ai lavori che è assolutamente inutile; questa risoluzione è infatti pari a circa 0,3 megapixel (infatti 640x480=307200)! Non 5, 10 o addirittura 20 ed oltre megapixel come le macchine fotografiche di ultima generazione, ma vediamo la cosa un pochino più nel dettaglio analizzando alcuni casi specifici:

Output dell'immagine

Non bisogna dimenticare che un'immagine è prodotta per essere comunque in qualche modo visualizzata! Per avere un'idea più precisa riguardo alla risoluzione da adottare per un'immagine vediamo quindi le caratteristiche del mezzo che utilizziamo per visualizzarla.

Visualizzazione a monitor

Gli schermi da computer hanno comunemente una risoluzione di 72 o 96 PPI (che significa Pixel Per Inch, cioè pixel per pollice), il ché significa che in un segmento lungo un pollice (25,4mmm n.d.r.) ci sono 72 o 96 distinti pixel. Nel caso dei monitor non dobbiamo dimenticare che il singolo pixel è in realtà costituito da tre distinti "puntini" ognuno dei quali riproduce un colore secondo il modello additivo RBG. I monitor di dimensioni generose (20, 24 pollici di diagonale o più) possono avere una risoluzione lungo i lati di circa 2000x1600 pixel che corrispondono a 3,2 megapixel parecchio per un monitor, nulla di eccezionale per una macchina fotografica!

Fotografia dei pixel di un monitor


Quindi se lo scopo è la visualizzazione dell'immagine a monitor, la risoluzione che possiamo utilizzare è generalmente piuttosto modesta, anche quando si visualizza l'immagine a tutto schermo.
Gli schermi dei tablet di ultima generazione, se confrontati con i monitor, sono ad altissima definizione (il valore dei PPI è decisamente più elevato), ma sono parimenti più piccoli (circa 10 pollici di diagonale), quindi la risoluzione complessiva è grosso modo la stessa di un monitor da PC di medie dimensioni (è generalmente corrispondente all'alta definizione televisiva cioè circa un megapixel).

Pixel di un display da cellulare

Stampa cartacea

In questo caso le cose cambiano e non di poco; nella stampa infatti si parla comunemente di DPI (che significa Dots Per Inch, cioè punti per pollice) anziché di PPI per il semplice motivo che il processo di stampa utilizza punti di inchiostro per la resa dei colori (generalmente la grande maggioranza delle stampanti utilizza la tecnica di sintesi sottrattiva (http://it.wikipedia.org/wiki/Mescolanza_sottrattiva) applicata ad un sistema a quadricromia CYMK con 3 colori base più il nero); per questo quindi la risoluzione di una stampante è indicata in DPI. Per rendere il colore di un singolo pixel infatti la stampante deve utilizzare fino al massimo di 4 punti di inchiostro (si parla infatti di stampanti in "quadricromia") parzialmente o totalmente sovrapposti, questo è il motivo per il quale le stampanti arrivano ad avere delle risoluzioni in DPI apparentemente "spropositate"; usano più punti per rappresentare un singolo pixel! Il valore di DPI dipende molto da parametri tecnici legati alla stampante stessa (es. volume delle goccioline d'inchiostro, dal numero degli ugelli etc.) e, contrariamente a quanto si trova scritto in alcuni articoli reperibili online, è decisamente fuorviante fare un parallelo preciso e diretto tra DPI e PPI secondo un semplice legame proporzionale.

Gocce di inchiostro su un foglio

In realtà la risoluzione di una stampante perché sia paragonabile a quella dell'immagine andrebbe in primissima approssimazione divisa per 4 (se la stampante lavora in quadricromia), o addirittura per 6 se la stampante lavora in esacromia (cioè con i 4 colori del sistema CYMK più il Light Ciano ed il Light Magenta se usa il sistema CcMmYK oppure, sempre in aggiunta ai 4 colori CYMK, il verde e l'arancione se viene usato il sistema CMYKOG) anche se in realtà \il discorso è decisamente più complesso (includerebbe algoritmi di retinatura ecc.), esula lo scopo di questo articolo, e comunque dipende dalla stampante specifica.

Retinatura di una stampa

Una rivista di qualità (beninteso non stiamo parlando di un quotidiano, la cui risoluzione di stampa è decisamente inferiore), stampa a 300 DPI; un file per stampare con questa qualità una fotografia a piena pagina (supponiamo un foglio formato A4 297x210mm per comodità) è generalmente richiesto che abbia una risoluzione pari a circa 300 PPI quindi con lati di 2400x3300 pixel, il ché significa approssimativamente 8 megapixel; decisamente una buona risoluzione, ma oggi alla portata di quasi qualunque macchina fotografica (anche le ultime compatte!).

L'occhio umano

Fino a che punto ha senso spingere la densità di stampa?
Fatto salvo che la tecnologia progredisce sempre a grandi passi, a buon senso si può tranquillamente affermare che quando i nostri occhi non sono sono più in grado di distinguere ulteriori dettagli in una stampa, l'obbiettivo è stato raggiunto e non avrebbe senso spingersi oltre...
Difetti di vista a parte, l'occhio umano è generalmente in grado di distinguere dettagli di un decimo di millimetro, che per rendere i conti più semplici si può dire che una stampa fatta a 250 PPI è la massima risoluzione perché il nostro occhio sia in grado di apprezzarne i dettagli, spingersi oltre avrebbe poco senso.

Le stampanti a getto d'inchiostro di alta qualità (quelle denominate "fotografiche") hanno una risoluzione dichiarata che può arrivare fino a 4800 DPI in esacromia, che probabilmente può essere assimilata alla capacità di stampare correttamente un'immagine a 300 PPI senza perdere informazioni, è chiaro che spingersi oltre non avrebbe senso ed infatti stampanti con una risoluzione superiore non se ne trovano.

 

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