Modalità ritratto ed effetto bokeh: ecco come funzionano su smartphone

Nitidezza e sfocatura nelle fotocamere

Prima di tutto, vorrei spiegare il concetto di nitidezza e sfocatura e, a questo proposito, osservare un obiettivo come un’unica lente. Maggiore è il diametro di questa lente, più velocemente i raggi di luce divergono nel loro percorso come mostrato nell’immagine seguente. Gli oggetti fuori fuoco non sono più puntiformi, ma con l'aumentare del diametro della lente sono raffigurati come cerchi sempre più grandi. Non appena uno di questi cerchi sul sensore è più grande di un singolo pixel, la rispettiva parte dell'immagine non è più nitida.

Oltre al diametro della lente, anche la lunghezza focale dell'ottica svolge un ruolo importante. Maggiore è la lunghezza focale, più selettiva è la nitidezza. Ciò che è indicato sulla scheda tecnica degli smartphone come 24 o 26 millimetri, ad esempio, non è la vera lunghezza focale degli obiettivi. Questo valore indica la cosiddetta lunghezza focale equivalente (35 mm). Ciò descrive la lunghezza focale che un obiettivo dovrebbe avere su una fotocamera con un sensore di immagine piccolo di 36x24 mm per avere lo stesso angolo di visione della combinazione obiettivo-sensore dello smartphone. Le lunghezze focali reali degli obiettivi grandangolari degli smartphone rispettano più l'intervallo da 4,0 a 4,5 millimetri.

In considerazione dei mini-obiettivi e lunghezze focali ridotte è chiaro: per gli smartphone, la profondità di campo è sempre grande. Qui non aiuta neanche il fatto che gli smartphone, con i loro minuscoli pixel, abbiano cerchi di dispersione più piccoli rispetto alle fotocamere reflex. Un fattore che influenza la profondità di campo che ho deliberatamente omesso è la distanza dal soggetto: più è bassa, più è selettiva la profondità di campo. Molti di voi avranno già osservato questo effetto nelle foto macro con lo smartphone.

Molta CPU invece di un grande obiettivo

Ciò che gli smartphone sfruttano, tuttavia, è tanta potenza di calcolo e/o altre leggi della fisica per imitare gli effetti del foto-ritocco. Fondamentalmente questo funziona sempre in modo tale che la fotocamera distingua il primo piano e lo sfondo per offuscare quest'ultimo. Più il soggetto e lo sfondo sono distinti in maniera pulita, più l'effetto è convincente.

I punti deboli tipici sono sottigliezze come i capelli svolazzanti, che sono sfocati insieme allo sfondo. Anche il vetro dà sempre problemi alle funzioni bokeh: nella maggior parte dei casi, le lenti degli occhiali delle persone ritratte vengono messe in primo piano, mentre lo sfondo visibile attraverso gli occhiali non viene sfocato, come succederebbe in un effetto bokeh ottico.

Questi esperimenti con smartphone con profondità di campo non sono poi così nuovi. Già l'HTC One (M8) o anche vari dispositivi Nokia con Windows Phone (riposi in pace) hanno sfruttato l'effetto bokeh. Tuttavia, né la qualità dell'immagine né la velocità di elaborazione erano sufficientemente buone, la svolta finale si è avuta solo negli ultimi due anni.

I già citati HTC One (M8) ed i dispositivi Nokia utilizzavano approcci diversi, che troviamo ancora in forma molto simile negli smartphone attuali. Di seguito vorremmo discutere delle differenze e dei loro vantaggi e svantaggi. A parte Sony, LG e HTC - One (M8) escluso - ora tutti i brand offrono dispositivi con funzione bokeh.

Doppia fotocamera ed effetti bokeh: diversi approcci

Come il pioniere della dual-camera HTC One (M8), molti smartphone oggi puntano su una doppia fotocamera per calcolare una mappa di profondità della scena fotografata. Analogamente al cervello ed ai due occhi, il telefono utilizza qui lo spostamento di entrambi gli obiettivi. Il software applica una sfocatura alle parti dell'immagine identificate come sfondo.

Stesse lunghezze focali

Le doppie fotocamere di Huawei, Honor, Nokia e Motorola utilizzano le stesse lunghezze focali per entrambi i sensori. Quindi la funzione bokeh è disponibile per le foto grandangolari. Nei modelli con doppia fotocamera più economici, come l'Honor 7X, la seconda fotocamera ha una risoluzione di soli 2MP. Il loro unico scopo è la creazione di una mappa di profondità.

I flagship, d'altro canto, hanno ancora un altro scopo per la fotocamera: il Huawei Mate 10 Pro, ad esempio, utilizza il secondo sensore in bianco e nero ad alta risoluzione per integrare le immagini RGB della fotocamera principale con ulteriori informazioni sulla luminosità. Ciò dovrebbe migliorare la qualità dell'immagine, specialmente quando si utilizza lo zoom digitale. Sul OnePlus 5T, d'altra parte, la fotocamera secondaria dovrebbe servire da supporto durante gli scatti notturni.

Diverse lunghezze focali

Altri modelli, tra cui l'Asus Zenfone 4, gli iPhone o il OnePlus 5 si basano su diverse lunghezze focali per entrambi gli obiettivi. Nel grandangolo, quindi, non c’è nessuna funzione bokeh poiché il telemodulo non consente all'intera immagine una seconda visuale per la generazione della mappa di profondità. Al contrario però funziona: un'immagine dalla fotocamera grandangolare aiuta nella telefotografia a generare la mappa di profondità.

Questo limite non dovrebbe essere così tragico nella pratica. Per i ritratti, le lunghezze focali superiori del telemodulo offrono comunque risultati più belli. Un caso particolare qui è il Galaxy Note 8: il sensore grandangolare offre in particolare un autofocus dual-pixel, che, almeno in teoria, permette anche effetti bokeh senza fotocamera secondaria. Ma di questo parleremo dopo in dettaglio.

Casi particolari

Sporadicamente vengono effettuati anche esperimenti con sistemi di fotocamere più complessi, in cui una mappa di profondità non è determinata dallo spostamento dei due obiettivi. La fotocamera frontale dell’iPhone X, ad esempio, proietta un motivo puntiforme a raggi infrarossi sull'ambiente e non solo riconosce il volto dell'utente, ma lo filtra anche dall'ambiente. Huawei sta lavorando ad un sistema simile.

Anche l'Asus Zenfone AR o il Lenovo Phab 2 Pro, che integrano entrambi una fotocamera a tempo di volo sotto la fotocamera principale, fanno un ulteriore passo avanti. Qui eseguono la scansione dell’ambiente con un laser a infrarossi, che ancora una volta aumenta il range. Tuttavia questa tecnologia, sviluppata da Google con Project Tango, non si è ancora potuta affermare. 

Effetto bokeh con un solo obiettivo

Conoscete l'effetto: se tenete chiuso un occhio, la vostra percezione della profondità funzionerà solo in misura limitata. Quindi, come fanno gli smartphone a distinguere tra primo piano e sfondo con un solo obiettivo?

Per i telefoni Windows citati sopra esisteva all’epoca un'app chiamata Refocus. Qui i telefoni scattavano semplicemente foto con diversi punti di messa a fuoco e con un tocco l'utente poteva selezionare quali aree mantenere nitide. Funzionava abbastanza bene, ma era molto lento e quindi l’utilizzo pratico era limitato. Oggi sia l'hardware che il software si sono evoluti e tutto ciò funziona anche senza una lunga sfilza di messe a fuoco.

Il Google Pixel 2 offre un effetto bokeh con una sola lente. Qui entra in gioco una feature del sensore d’immagine IMX362, vale a dire l’autofocus dual-pixel. Ogni singolo punto dell’immagine sul sensore è diviso in due metà. Come con la doppia fotocamera, è possibile generare due immagini leggermente sfalsate.

L'implementazione tecnica è tuttavia più complessa che su due sensori separati, poiché lo spostamento non avviene nell'intervallo in centimetri, ma corrisponde alla metà del diametro dell’obiettivo. La generazione Pixel attuale combina qui tutta una serie di immagini per la mappa di profondità e punta sull’analisi dell'immagine assistita AI.

Anche Samsung utilizza per esempio sul Galaxy S8 e S8+ un sensore di immagine con un autofocus dual-pixel (Sony IMX333), ma ha rinunciato finora ad una vera funzione bokeh. La messa a fuoco selettiva funziona solo per gli scatti macro e senza influenza da parte dell'utente. Con il prossimo aggiornamento Oreo, tuttavia, il duo di Samsung riceverà una vera e propria modalità bokeh. Su altri smartphone dotati di autofocus dual-pixel come l'HTC  U11 o il Moto G5 Plus non è presente finora alcuna funzione bokeh. Tuttavia questa potrebbe essere introdotta con un aggiornamento futuro del software.

E voi cosa preferite?

Ci sono tante diverse  possibilità per scattare foto con suggestive sfocature dello sfondo con i piccoli sensori di immagine ed i mini-obiettivi delle fotocamere integrate sugli smartphone. Quale approccio desiderate per il vostro prossimo smartphone? Fateci sapere nei commenti vantaggi e svantaggi!