I grandi registi sanno che in realtà non si occupano di fotografare gli attori, ma di registrare la luce. Alla fine, negli anni '60 e '70, iniziarono a capitalizzare su questo, girando occasionalmente direttamente nelle luci dei loro set, che divennero un marchio di fabbrica per registi come Stanley Kubrick e Steven Spielberg.
La videografia è il fratello minore della cinematografia cinematografica e comprendere il ruolo svolto dalla luce nella videografia è la chiave per comprendere la differenza tra la tecnologia CCD e quella CMOS.
CCD sta per dispositivo ad accoppiamento di carica; CMOS sta per semiconduttore di ossido di metallo gratuito. Questi sono i chip su cui viene focalizzata la luce catturata dall'obiettivo di una videocamera. Questi segnali vengono elaborati ulteriormente all'interno della videocamera e, infine, l'immagine viene registrata sul supporto di memorizzazione della videocamera, che si tratti di nastro, DVD o disco rigido interno o esterno. Le telecamere con più sensori di immagine utilizzano un chip per colore primario della luce (rosso, verde e blu) e utilizzano un processore di immagini separato per combinare i tre segnali in un'immagine video a colori. I chip CMOS più nuovi ed economici raggruppano sia un sensore di immagine che un processore di immagine in un unico chip. Tutti i modelli CCD utilizzano un processore di immagini separato dal sensore di cattura della luce effettivo.
La prima grande differenza tra i due è che i chip CMOS sono prodotti in modo molto simile ai microchip tradizionali, mentre i CCD, utilizzando una tecnologia che risale a un'invenzione del 1969 dei Bell Labs, utilizzano il proprio processo di produzione proprietario.
Per comprendere il loro ruolo nella registrazione di video, è utile tornare a una tecnologia secolare, la cinepresa basata su pellicola. Su una fotocamera a pellicola, una volta che un'immagine passa attraverso l'obiettivo e l'apertura, la registra su una striscia di pellicola di plastica contenente sostanze chimiche sensibili alla luce e al colore per un successivo sviluppo. In una videocamera, un sensore di immagine CMOS o CCD traduce l'immagine dall'obiettivo a qualsiasi supporto digitale utilizzato dalla particolare videocamera.
A causa delle loro origini nell'industria dei chip per computer, i chip CMOS sono più economici da produrre. Ma in generale, una videocamera dotata di CCD separati produrrà un'immagine di qualità migliore con meno rumore elettronico rispetto a un singolo chip CMOS.
I progressi nella tecnologia di produzione stanno riducendo le differenze di qualità tra i due tipi di sensori di immagine. Ma prima che entrambi i tipi di chip possano fare la loro magia e catturare elettronicamente un'immagine, l'immagine deve arrivarci. Prendiamoci qualche momento per analizzare la sua catena di segnali.
Sia Luce
Come la maggior parte dei videografi sanno, una corretta illuminazione è essenziale sia per l'estetica che per ridurre al minimo il rumore video. Che si tratti del sole, della "luce da 10.000.000 di kilowatt di Dio", come l'ha soprannominata una volta il regista del Titanic James Cameron, o di un semplice banco di luci al quarzo, l'illuminazione del tuo set o della tua location entra all'interno della videocamera attraverso il vetro dell'obiettivo, (o la plastica dell'obiettivo, su alcune fotocamere consumer di fascia inferiore).
Le dimensioni dell'obiettivo di una videocamera influiscono sulle sue prestazioni. Molte delle piccole videocamere di fascia consumer sul pavimento del tuo negozio di elettronica big-box locale hanno obiettivi straordinariamente piccoli. Ciò può influire sulla loro capacità di esibirsi in situazioni di scarsa illuminazione:un obiettivo di diametro maggiore catturerà più luce di un obiettivo più piccolo. La miniaturizzazione generale di molte videocamere consumer spiega anche l'enfasi sui chip CMOS, poiché i CCD in genere consumano molta più energia. L'uso di CMOS aiuta le videocamere consumer a utilizzare batterie più piccole, ma di maggiore durata, contribuendo a ridurre le dimensioni.
Una volta che la luce si sposta oltre il vetro dell'obiettivo, colpisce prima l'apertura della videocamera e poi l'otturatore, se presente. Sebbene alcune videocamere CCD di fascia alta abbiano otturatori meccanici proprio come le fotocamere a pellicola, la maggior parte delle videocamere consumer non lo fa. I chip CMOS determinano elettronicamente la lunghezza dell'esposizione.
Come avere un Fotomat in mano
Una volta che la luce colpisce il sensore di immagine, diventa un segnale elettrico analogico. In una videocamera basata su CCD, il segnale va al processore di immagine, ma in una videocamera basata su CMOS, l'uscita del dispositivo CMOS è un'immagine codificata, quindi il processore di immagine non è necessario. La tappa successiva per l'immagine codificata è il supporto di memorizzazione della fotocamera. A seconda della sofisticatezza della videocamera, il suo processore di immagini esegue automaticamente anche una serie di funzioni di elaborazione digitale sull'immagine che le è stata trasmessa. Questi possono includere il bilanciamento del bianco, il filtraggio e la stabilizzazione dell'immagine, la correzione degli errori, la trasformazione del colore e altri processi.
Il numero di pixel su un sensore di immagine influisce sulle sue prestazioni in termini di risoluzione in generale e in applicazioni più specializzate, come le riprese in condizioni di scarsa illuminazione. In definitiva, il numero di pixel aumenterà all'aumentare della qualità e del prezzo della videocamera. Ma almeno questo è qualcosa che puoi facilmente confrontare.
Un'altra area in cui i progetti basati su CCD offrono maggiore flessibilità rispetto ai loro cugini CMOS è la loro capacità di controllare il guadagno. Le videocamere professionali hanno spesso un interruttore di controllo del guadagno esterno per regolare la sensibilità del CCD, per aumentare l'input o ridurre il rumore video in modo appropriato. Per l'uso tipico, è meglio regolare l'esposizione con l'apertura e la velocità dell'otturatore piuttosto che con il controllo elettronico del guadagno. Tuttavia, ci sono momenti in cui una maggiore sensibilità - e l'aumento intrinseco del rumore - è il compromesso per ottenere uno scatto utilizzabile, in particolare in condizioni di scarsa illuminazione, run-and-gun, quando la qualità video e la granulosità inferiori potrebbero essere accettate.
La videocamera con colori coordinati
I sensori di immagine rilevano e registrano solo l'intensità della luce che li colpisce, registrando l'immagine in scala di grigi; in realtà non registrano a colori da soli. In un design di videocamera a chip singolo, un array di filtri colorati si trova sopra il sensore di immagine. Da qualche parte tra la superficie su cui la luce colpisce il sensore di immagine e l'uscita codificata del processore di immagini, il colore viene estratto secondo lo schema dei minuscoli filtri colorati. Il flusso di dati passa attraverso il codec utilizzato dalla videocamera (generalmente DV, MPEG-2 o AVCHD) per essere compresso prima di essere registrato su qualsiasi supporto utilizzato dalla videocamera, sia esso nastro, disco rigido, disco, scheda di memoria, una connessione di rete, ecc.
Nel caso di videocamere di fascia alta con più sensori di immagine, ogni sensore cattura un singolo colore della luce primaria tramite un prisma all'interno della fotocamera. Il prisma divide la luce che entra nell'obiettivo della videocamera in rosso, verde e blu, quindi invia quei colori al sensore di immagine corrispondente, dove viene codificata l'intensità di ciascun colore. La necessità dei tre sensori individuali, uno per ogni colore primario, è un altro motivo per cui le fotocamere professionali a 3 chip sono più costose delle fotocamere di fascia consumer.
Indipendentemente dal fatto che tu abbia una piccola videocamera basata su CMOS con un singolo sensore di immagine o un'unità 3-CCD pro con un processore di immagine di fascia alta separato e complesso, questi chip fanno un sacco di lavoro che prima veniva svolto da molti parti meccaniche e un sacco di sostanze chimiche ai tempi delle cineprese. Ma non sono esenti da problemi.
Tapparella, CCD macchiato
No, non è il nome di un film di arti marziali frenetico, ma mette in evidenza alcuni dei compromessi di ciascuna tecnologia.
Per costruire sulla nostra analogia all'inizio dell'articolo, scattare direttamente in luci sovraesposte con una fotocamera CCD può causare sbavature, che spesso si manifestano come striature verticali palesemente evidenti, molto diverse dal modo in cui le luci sbocciano quando vengono fotografate usando la pellicola.
La maggior parte delle fotocamere CMOS utilizza un otturatore elettronico rotante per acquisire un'immagine in sequenza in file sottili dall'alto verso il basso nel corso di un singolo fotogramma. Ciò è in contrasto con il più tradizionale otturatore globale della fotocamera CCD, in cui il sensore acquisisce un'immagine nella sua interezza.
La tapparella della fotocamera CMOS può imporre un diverso tipo di distorsione:skew. Ciò può causare la distorsione delle linee verticali in una ripresa durante una panoramica rapida. (Per un esempio estremo, immagina una ripresa in panoramica di un grattacielo di New York.) Ma per coloro che girano principalmente matrimoni o filmati di teste parlanti di raccolta di notizie, nessuno di questi problemi si verificherà molto frequentemente. Tuttavia, fai attenzione ai videografi orientati all'azione.
Scelta di una videocamera
La scelta tra CMOS e CCD è solo un elemento tra i tanti da considerare quando si acquista una nuova videocamera. La dimensione dell'obiettivo e se la videocamera accetta o meno obiettivi intercambiabili per grandangolo, teleobiettivo, macro e altre applicazioni specializzate è un altro. La fotocamera è dotata di ingressi XLR per l'utilizzo con microfoni professionali? Questi ingressi XLR forniscono alimentazione phantom per microfoni lavalier clip-on? Quanto sono flessibili i controlli della videocamera, per quei momenti in cui non desideri far funzionare la videocamera in modalità automatica?
Come con qualsiasi attrezzatura professionale, dagli strumenti musicali ai microscopi, una tecnica scadente produrrà cattivi risultati, anche se si utilizza la videocamera più costosa. Al contrario, una buona tecnica può produrre immagini accettabili, a volte anche eccezionali, anche con le fotocamere consumer più economiche.
Quindi dovresti scegliere CCD su CMOS? Abbiamo chiesto a Hahn Choi, che è uno dei talenti dietro la telecamera della startup web di streaming video HD PJTV.com (dove, in piena divulgazione, sono un talento occasionale in onda). Choi ha affermato:"Quando si tratta di qualità, la mia opinione personale è che non fa differenza, a causa della compressione utilizzata con la maggior parte delle fotocamere HD. Che si tratti di HDV o AVCHD, è comunque compressione e ciò influirà sulla qualità del video. Anche con le fotocamere di elaborazione, è difficile dire che una sia migliore dell'altra". Tuttavia, sebbene molti produttori di fascia alta, incluso Red Digital Cinema, stiano iniziando a utilizzare chip CMOS, se te lo puoi permettere, 3-CCD è la strada da percorrere. Ciò è particolarmente vero se il tuo materiale è in definitiva progettato per essere trasmesso in TV.
Ma in questi giorni si sta girando tanto materiale per il web, per i siti di aggregazione video come YouTube e come blog e siti di grandi media diventano multimediali. Se è così, dati i fattori menzionati da Choi, una buona videocamera CMOS sarà sufficiente per molti scopi.
Ed Driscoll è un giornalista freelance che si occupa di home theater e media.