Evoluzione Digitale [2]

La rivoluzione zoppa

Nel 1991 nasceva la fotocamera DSLR (vedi "La Genesi Digitale [1]"), la rivoluzione si basava sulla sostituzione del sensore foto/chimico (pellicola) con un sensore foto/elettrico (CCD), se non che, la "location" rimaneva la stessa, sostanzialmente nel corpo macchina con un'operazione indolore veniva sostituito il dorso pressapellicola con un dorso digitale. La risoluzione del sensore era 1.3 Mp, in quei tempi non si poteva ottenere di più, il costo partiva da 20.000 $. Da quel momento iniziava una corsa tecnologica senza freni per migliorare sempre più la risoluzione del sensore foto/elettrico e nel contempo abbatterne il prezzo.

Man mano le DSLR si sono appaiate alle SLR analogiche, esteticamente il corpo macchina aveva lo stesso fattore di forma tra SLR e DSLR ma si distingueva per l'aggiunta della lettera "D" ben in evidenza, più precisamente Nikon anteponeva la "D" al numero, esempio "Nikon D1", mentre Canon per dimostrare maggior fantasia lo postponeva, esempio "Canon 1D" !

Nell'immagine la sezione della DSLR differenzia dalla SLR unicamente per l'utilizzo del sensore, in verde, al posto della pellicola. Al sensore veniva chiesto unicamente di rilevare la luce entrante e trasferirla convertita in bit tramite il processore nell'unità di memoria SD.

Questa struttura si trascina per un ventennio, ma mentre il sensore aumentava esponenzialmente le proprie prestazioni, il corpo che lo ospitava rimaneva sempre la vecchia SLR con applicato un dorso digitale come nel 1991.

Analizzando più attentamente: la struttura base di quel corpo macchina era in realtà molto più vecchia, risaliva al 1936, in altre parole, facendo a meno degli automatismi, sarebbe stato possibile adattare il dorso digitale alla IHAGEE Kine-Exakta del '36.

La persecuzione dello specchio

L'evoluzione nel sistema fotografico è intimamente legata alla modalità di visione della scena inquadrata.

Nel sistema 24x36 la visione attraverso l'obiettivo, interponendo uno specchio, venne proposta con visione a pozzetto (invertita), per la prima volta nel 1936 da Karl Nüchterlein sulla Kine-Exakta, prodotta dalla IHAGEE .

12 anni dopo, nel 1948 verrà aggiunto il pentaprisma per raddrizzare l'immagine invertita dallo specchio, passando alla visione diretta. La prima in assoluto sarà la Rectaflex (1948 Italia), seguita da Zeiss Contax S (1949 DDR) e Alpa Prisma Reflex (1949 Svizzera).

Rectaflex (Italia 1948)

Zeiss Contax S (DDR 1949)

Alpa Prisma Reflex (Svizzera 1949

Trascorreranno da allora altri 43 anni nella logica dei "passi di bimbo", tante piccole variazioni nei dettagli ma la sostanza rimane la stessa.

1991 la Kodak darà la sveglia al mondo fotografico, come abbiamo detto, presentando la DCS, praticamente una Nikon F3 a cui era stata tolta la pellicole e sostituita con un sensore immagine CCD ! Da questa storica data inizia l'era della digitalizzazione fotografica.

Tale processo porta con se una nuova prospettiva ingegneristica, diversamente dalla pellicola che cambia la propria area sensibile ad ogni fotogramma in seguito al trascinamento, il nuovo sensore digitale è un sistema statico, presenta sempre la stessa area ad ogni fotogramma. Infatti la prima parte meccanica che verrà eliminata sarà proprio il sistema di trascinamento pellicola.

Ma! ma ci si "dimentica" dello specchio, quel famoso specchio inserito per la prima volta nel 1936 dalla IHAGEE, era rimasto li, insieme a tutti i suoi compagni, pentaprisma incluso, tutti chiusi in quella scatola che sembrava immune all'avanzare del tempo e all'evoluzione digitale ... la Mirror Box, la "Scatola degli Specchi" manteneva la sua posizione dominante al centro della fotocamera, con tutta la sua complessità meccanica/ottica , frenando i tempi di questa evoluzione, insensibile al progresso tecnologico non aveva alcuna intenzione di abdicare, anzi la situazione si fa più intricata, gli specchi si moltiplicano per dirigere parte della luce sul sensore di messa a fuoco, un'altra parte verrà riflessa sul sensore di esposizione automatica, i fotoni intrappolati nella camera degli specchi rimbalzano come palline da ping pong in un dedalo di cammini ottici tra gli specchi, insomma, questo suo comportamento reazionario vanificava tutti i vantaggi del sistema digitale che portava in grembo, mentre al di fuori della Scatola degli Specchi il mondo digitale si sviluppava in modo esponenziale secondo la legge di Moore.

Nonostante la rivoluzione del 1991, il nuovo sensore immagine CCD con il suo straordinario potere di trasformare i fotoni in segnali elettrici rimarrà al buio dietro le tendine di un otturatore in fondo alla camera degli specchi illuminato dalla luce solo quando lo specchio decide di sollevarsi, una frustrazione per un componente tanto "sensibile" nel vero senso del termine.

Il ventennio dei collaborazionisti

I nomi di riferimento che hanno cavalcato l'onda della fotografia digitale nel ventennio successivo il 1991 sono senza dubbio Canon e Nikon, ma questi non hanno fatto altro che perfezionare l'idea primordiale di Kodak con continui upgrade a cadenza semestrale, portavano piccole migliorie: aumento della sensibilità, della velocità otturazione, della stabilizzazione, ecc ... insomma la politica dei "passi di bimbo" perseguita dal duopolio Canon/Nikon ha garantito loro di ammortizzare ogni piccolo step abbassandone contemporaneamente i costi di produzione e portando alla portata di tutte le tasche le DSLR digitali che ormai si acquistavano in ogni supermercato, affianco al settore alimentare.

Questa scelta aziendale trova giustificazione applicata al segmento consumer dove una DSLR poteva trovarsi sul banco con nomi del calibro Canon e Nikon con prezzi inferiori a 300 € ottica compresa. Personalmente non trovo giustificabile applicare lo stesso principio nel segmento pro, dove le stesse Canon e Nikon chiedono prezzi superiori ai 7.000 € per la 1D-MK3 e D6 rispettivamente, solo corpo. Canon e Nikon non si prendono briga di sviluppare ulteriormente l'idea di base della fotocamera digitale neanche nel proficuo settore pro dove i maggiori introiti garantirebbero margini necessari per tale operazione.

Nel 2005 un outsider che fino allora non aveva dato segni di interesse nel campo DSLR decide di scendere nell'agone, ma non portando un nome di rango nel campo della fotografia DSLR acquisisce la divisione fotografica della gloriosa MINOLTA fondata nel 1928, cambiandone il nome con il proprio "SONY".

Fino all'ora il duopolio Canon/Nikon sfruttavano i vantaggi offerti dalla ripresa digitale limitatamente a quelli relativi alla sua elaborazione, in altre parole avevano sostituito la pellicola chimica inserendo il sensore immagine nel corpo macchina di una comune reflex analogica (SLR) aggiungendo la lettera "D" (DSLR) per distinguerla dall'analogica.

Diversamente Sony punta a sfruttare a fondo tali vantaggi anche nell'intero sistema di ripresa, ciò voleva dire rivedere completamente il progetto "macchina" reinventandosi la sua struttura, per far questo era necessario superare molti problemi tecnici, tradotto: un dispendio economico molto pesante in ricerca e sviluppo, scelta che come detto, Canon/Nikon non prendevano in considerazione.

La liberazione

Sony lo farà, ma per quanto impressionante sia stata l'impresa, fondamentalmente non si è inventata nulla, è stata essenzialmente una conquista di integrazione più che di invenzione, gli elementi erano già tutti presenti da anni, dal 1995 (Casio QV-10 e Ricoh RDC-1) utilizzavano la modalità "Live View" prendendo un feed live continuo direttamente dal sensore immagine della fotocamera per visualizzare l'immagine sul display e/o nel mirino elettronico (EVF), nel 2010 (Fujifilm FinePix F300EXR e Z800EXR) utilizzava per la prima volta un sensore immagine con autofocus ibrido a rivelazione di fase e contrasto per mezzo di pixel dedicati disposti direttamente sul sensore.

Sony vede in queste, la soluzione all'annoso "problema dello specchio" delle DSLR, il sensore doveva provvedere autonomamente a tutte le operazioni svolte dalle singole unità specializzate, ospitate all'interno della scatola degli specchi: 1. focheggiatura, 2. esposizione 3. visione. Questa era la strada designata per il suo futuro.

Ottobre 2013 viene presentata sul mercato la Sony α7, prima mirrorless digitale 24x36 da cui viene asportata la "Mirror Box", sostituita interamente nelle sue funzioni dal nuovo sensore immagine full-frame CMOS EXMOR IMX157 da 24,3 Mp dotato di autofocus ibrido PDAF/CAF, controllo esposizione e visualizzazione EVF. Da quel 1991 erano trascorsi 22 anni, nel 2013 ha inizio la seconda era digitale, fotograficamente parlando !

"Ero fermamente convinto che il mirrorless full-frame fosse la strada da percorrere", afferma Kenji Tanaka, senior general manager della divisione Camera System Business di Sony.

L'uovo di Colombo era quindi nello stesso sensore d'immagine che dalla primitiva versione in cui si occupava della sola trasduzione foto/elettrica, viene assegnato anche [1] il compito di messa a fuoco automatica con rilevazione fase/contrasto, [2] esposizione automatica e [3] uscita monitor EVF, lasciando disoccupati i componenti che si occupavano del lavoro specifico dentro la Mirror Box, i vantaggi intrinsechi sono diversi:

  • L'implementazione dell'autofocus a rilevamento di fase nel sensore immagine rende l'operazione più rapida e precisa consentendole di tracciare e mantenere la messa a fuoco sull'occhio del soggetto prima e durante l'esposizione, l'autofocus e l'esposizione automatica sono dei punti di forza della mirrorless rispetto alle DSLR concorrenti.

  • Viene assegnata un uscita monitor WYSIWYG* per interfacciarsi con il proprio fotografo, rendendo inutile la funzione dello specchio, nel tempo il mirino elettronico aumenta la risoluzione, prontezza di risposta e frequenza di refresh, tanto da essere paragonabile a quello ottico ma con il vantaggio di vedere anche al buio e visualizzare direttamente l'immagine finita con le impostazioni del momento (profondità di campo, sotto/sovraesposizione).

  • Il ridotto tiraggio ottenuto con l'eliminazione del mirror box consente di montare con un distanziatore/adattatore qualsiasi precedente ottica disponibile, fino alle intramontabili ottiche "vintage" a cui siamo legati, nascono infatti delle correnti artistiche "vintagelens" che sfruttano questa caratteristica.

Tutto questo segna la fine della Mirror Box, svuotata di tutti i suoi poteri viene estromessa dall'interno della fotocamera che diventerà più piccola e leggera ed inoltre ridurre la complessità generale risponde ad un principio fondamentale:

"minore è il numero dei componenti, minore è la probabilità di guasto".

Il fotografo vedrà il mondo diversamente attraverso il nuovo monitor, l'immagine che si compone davanti ai suoi occhi mostra come la stessa apparirà in seguito allo scatto; la profondità di campo assegnata dal diaframma sarà quella reale, le sovra/sotto esposizioni diventano visibili in tempo reale, la composizione di un immagine diventa così più completa. Non ci sono più sorprese, non più "oops", l'immagine finale sarà esattamente quella che si presentava sul monitor, una specie di magia che ferma il tempo ancor prima del click.

WYSIWYG*: What You See Is What You Get (quello che vedi è quello che ottieni)

Da questa data (2013), il vuoto . . . e tante domande

  • Perché in seguito alla soluzione FujiFilm (2010) tutti i produttori si sono gettati nello sviluppo delle fotocamere compatte mirrorless equipaggiate di sensore immagine con messa a fuoco ibrida, diversamente alla presentazione della Sony α7 (2013) nessun produttore ha azzardato il proprio ingresso nel campo delle fotocamere full-frame mirrorless utilizzando sensori immagine con messa a fuoco ibrida, nonostante Canon disponesse della necessaria tecnologia, la sua EOS 70D del 2013 già utilizzava un sensore immagine con messa a fuoco ibrida in tecnologia Dual Pixel, mentre Nikon attingeva, allora come oggi, dalla produzione CMOS Sony.

  • Perché è stato lasciato a Sony un margine temporale di ben 5 anni per realizzare una vasta linea di ottiche ottimizzate per il ridotto tiraggio della nuova macchina.

  • Perché le è stato concesso un tale vantaggio temporale nel segmento mirrorless full-frame ? Sulla base della travolgente evoluzione dei microchip, il mercato fotografico sarebbe diventato mirrorless comunque. Perchè i due massimi costruttori si sono "nascosti dietro gli specchi", non solo metaforicamente. Bisognerà attendere ben 5 anni (2018), per ottenere una risposta da Canon/Nikon. nel frattempo Sony è diventata leader nel segmento mirrorless 24x36.

Azzardo una mia risposta ai precedenti "perché ?", un grossolano errore di valutazione: in un ambiente concorrenziale dominato da "anziani", l'ingresso di un concorrente "giovane" dell'ambiente viene normalmente sottostimato, d'altra parte il pivello non troverà cordialità e dovrà "necessariamente" fare qualcosa di sorprendente se vuole sopravvivere ed essere accettato da pari. A questo punto gli "anziani" hanno due alternative: se lo sottovalutano rimangono in finestra a guardare, sicuri del fallimento del pivello, se temono che possa essere vincente dovranno affrontarlo direttamente. E' stata erroneamente scelta la prima opzione, dando l'opportunità al nuovo arrivato di rovesciare il tavolo da gioco.

Illuminante a tal proposito la lapidaria ed oltremodo arrogante risposta di Canon in un'intervista rilasciata ad Amateur Photographer il 18 marzo 2011, da Rainer Führes a capo nel 2011 della divisione consumer imaging di Canon Europe (dal gennaio 2014 Rainer Führes è Senior Managing Director & CEO - Canon Deutschland - https://www.canon.de/press-centre/management_team/rainer_fuehres/).

Secondo Führes, i produttori che hanno introdotto i sistemi micro Quattro Terzi e mirrorless sono stati quelli che non sono riusciti a competere con successo nel mondo delle reflex digitali tradizionali.... Finché Canon e Nikon non vedranno che il mercato è veramente globale, l'introduzione di un sistema mirrorless sarà un rischio che queste aziende forse non dovranno correre.... Canon e Nikon, in qualità di leader del mercato DSLR per lungo tempo, non devono seguire le strade intraprese da Panasonic, Samsung, Olympus e Sony ( https://www.amateurphotographer.co.uk/latest/photo-news/canon-doesnt-need-a-compact-system-camera-17218 ).

Il "negazionismo" Canon, espresso da Führes nell'intervista, sarà uno spettacolare autogol in favore Sony, che potrà gestire un vantaggio di diversi anni nello sviluppo, senza la pressione dell'insidiosa concorrenza Canon/Nikon.

Dal 2013 il trend di sviluppo tecnologico imposto da Sony continuerà a ritmo serrato, i sensori diventeranno a retroilluminazione (BSI) a cui verrà aggiunta la tecnologia stacked, configurazione che permette una velocità di acquisizione da record con visione continua nel mirino. Affiancata da modelli specializzati: α7R (> Risoluzione) e α7S (> Sensibilità). Tutti i modelli saranno soggetti a continue evoluzioni semplicemente denominate II, III, IV.

Nel 2017 la stessa Sony fornisce un'assaggio di quello che sarà il futuro prossimo, con i sensori immagine impilati Sony Exmor RS (RS sta per Reversed Stacked), riescono a far stare direttamente sotto allo strato sensibile una circuiteria molto più complessa, compresa la memoria RAM, questa soluzione non ha influenza sulla qualità dell’immagine ma sostanzialmente incrementa la velocità di elaborazione dati, dando la possibilità di introdurre il "global shutter" per evitare il dannoso fenomeno di rolling shutter (deformazione delle immagini dei soggetti in movimento).

l'ulteriore compito assegnato al nostro sensore immagine, il "global shutter", viene applicato per la prima volta sulla α9 e nel 2021 sarà la volta della α1, viene comunque mantenuto l'otturatore meccanico per limiti di sincro flash, ma l'eliminazione completa dell'otturatore meccanico è solo questione di tempo.

Il suggello sarà posto da Nikon che nell'ottobre 2021 presenta la sua Z9, mirrorless fullframe a cui viene definitivamente asportato l'otturatore meccanico utilizzando un nuovo sensore sviluppato da Nikon, un BSI-CMOS Stacked da 45 Mpxl, global shutter fino a quasi 1/32000s, accoppiato al nuovo processore Expeed 7. La posizione presa da Nikon con questa scelta è un duro colpo per gli avversari, in primis per Sony che pensava di aver staccato la concorrenza ed invece viene raggiunta da Nikon proprio nel suo campo prediletto, quello dei sensori immagine. Inoltre segna un punto d'arrivo fondamentale: Nikon Z9 è la prima fotocamera fullframe senza organi meccanici, Sony e Canon dovranno recuperare lo svantaggio.

La pressione esercitata da Sony sulla concorrenza costringerà l'ex duopolio Canon/Nikon a correre ai ripari e puntare a loro volta sulle mirrorless full-frame, presentando nel 2018 la loro risposta: Nikon Z6 e Z7 e Canon la EOS-R. In pochi anni la tecnologia Canon/Nikon era diventata obsoleta e si ritrovano inseguitrici della lepre Sony, ma a quel punto, Sony li aveva superati come il venditore numero uno di fotocamere full-frame negli Stati Uniti e in Giappone. Nel 2020, l'Associated Press ha annunciato che le sue diverse centinaia di fotografi si sarebbero spostati sulle fotocamere di Sony, spinti dal loro desiderio di compattezza, affidabilità e riprese silenziose delle mirrorless.

Nel maggio 2021, Sony pone fine alla produzione e commercializzazione delle sue DSLR (α99 e α58), l'azienda libera risorse per impegnarsi totalmente e unicamente nel campo mirrorless, ciò per dare un ulteriore accelerazione nello sviluppo di questo segmento.

La fotocamera α7 lascia un segno indelebile nella storia della fotografia, nasce la "Mirrorless-Full-Frame", killer application della DSLR.

Nel dicembre 2021 sarà la volta di Canon a desistere nello sviluppo delle DSLR con un'intervista del 28-12-2021 del presidente e amministratore delegato Fujio Mitarai al quotidiano giapponese Yomiuri Shimbun e confermata da Canon: <EOS-1D X Mark III di Canon sarà l'ultima reflex digitale di fascia alta dell'azienda giapponese>.

Canon non è drastica come Sony. Mitarai specifica che Canon smetterà di produrre DSLR formato Full-Frame di gamma alta, sostituite da Mirrorless, ma continuerà a realizzare DSLR formato APS-C di fascia bassa, dove la domanda persiste.

Nel febbraio 2022, Sony pone fine alla produzione di tutti i suoi obiettivi A-Mount, ultimo rintocco della campana a morto per il design reflex.

Canon 50 f/0.95 Dream Lens

Rodenstock Rodagon 50

Pentax 50 macro

Links out

EXMOR: linea Sony di sensori immagine CMOS con conversione A/D direttamente sul chip

EXMOR: IMX157: montato su Sony α7 e α7 II

EXMOR R: (retroilluminato) IMX410: montato su Sony α7 III

EXMOR RS: (Retroilluminato + Stack) IMX310 montato su Sony α9

BIONZ: linea Sony di processori elaborazione immagine e conversione formato dati della SD

Il processore elabora i dati del sensore immagine e li converte nel formato dati della scheda di memoria