DreamVideo è un digital magazine mensile con focus specifico sulla produzione e post-produzione video, rivolto a videomaker e filmmaker, che siano professionisti o semplici appassionati.    |     Anno XII nr.148-2022    |     ISSN 2421-2253

Le ottiche a Zomm per la TV (12)

 

Parleremo qui di seguito delle aberrazioni più comuni di cui le ottiche sono soggette e quindi anche le ottiche a zoom per la televisione.

Non sempre è possibile eliminare completamente queste aberrazioni, diventa invece importante che esse siano corrette e contenute in uno spettro che consenta l'utilizzo dell'ottica in funzione dell'applicazione per cui è stata progettata e secondo concetti di praticità e economicità.

Nelle telecamere a tubi alcune di queste aberrazioni presenti nei sistemi ottici venivano corrette modificando il tracciamento dei 3 tubi della telecamera e dopo laboriose operazioni di registrazione su mire di test era possibile memorizzare nella testa della telecamera un particolare set-up di tracking dei tubi (oltre alla posizione meccanica dei tubi) per quella particolare ottica e per diverse posizioni di zoom. 

Questo era possibile in quanto i tubi potevano essere spostati meccanicamente ed era anche possibile modificare il movimento (tracking) del pennello dei 3 tubi separatamente.

Con i sistemi a CCD questo non è più possibile in quanto i CCD sono inamovibili e meccanicamente facenti parte in pratica del prisma dicroico e oltretutto non esiste più un pennello elettronico in movimento di cui era possibile variare il tracking.

Ne consegue che con l'avvento dei CCD gli ingegneri ottici hanno dovuto migliorare di molto la qualità delle ottiche per la TV che hanno ora raggiunto prestazioni (e costi) inimmaginabili sino a pochi anni fa.

Oggi un sistema broadcast di ottica-prisma dicroico-CCD è molto prossimo ad essere un sistema oggettivo.

Le aberrazioni di cui parleremo per sommi capi sono:

  • Aberrazione cromatica longitudinale
  • Aberrazione cromatica laterale
  • Aberrazione sferica
  • Coma
  • Astigmatismo
  • Curvatura del campo
  • Distorsione



Aberrazione cromatica longitudinale

Questa forma di aberrazione fa si che differenti lunghezze d'onda si focalizzino su diversi piani dell'immagine e non sullo stesso piano. Corrisponde a un errore di tracciamento. Al variare della zoommata l'aberrazione cromatica longitudinale varia anch’essa.

Se esiste l'aberrazione il sistema della separazione dei colori in tricromia presente nella telecamera (prisma dicroico) focalizzerà i 3 colori su piani diversi e quindi uno o due colori risulteranno sfuocati rispetto a un terzo.

Solitamente la correzione avviene per due lunghezze d'onda primarie. Nelle ottiche per la televisione la correzione deve essere maggiore e viene fatta anche sullo spettro secondario. Nelle ottiche per la TV di ultima generazione si è potuto migliorare molto il problema dell'aberrazione cromatica longitudinale grazie all'impiego di vetri con componenti alla fluorite e con l'uso di vetri ottici con straordinarie caratteristiche di dispersione.




Aberrazione cromatica laterale

L'aberrazione cromatica laterale provoca un ingrandimento dell'immagine diverso per diverse lunghezze d'onda. Nelle ottiche per la TV provoca un errore di registrazione-convergenza.

L'aberrazione cromatica laterale ha anch'essa un comportamento diverso in funzione della posizione dello zoom e si presenta insieme a aberrazioni cromatiche secondarie e a diverse lunghezze d 'onda.

La sua correzione è particolarmente difficoltosa e avviene per i 3 canali R, G, B (red, green, blu).




Aberrazione sferica

Il fascio di luce che lascia un punto fisso sull'asse dell'ottica, ovvero i raggi che entrano nella lente molto sopra l'asse della stessa, vengono rifratti in un punto diverso sull'asse ottico dal punto focale di parallasse.

In parole povere un punto luminoso puntiforme invece che apparire come un punto apparirà come un piccolo cerchio. 

L'aberrazione sferica si riduce chiudendo il diaframma di 2 o 3 stop rispetto a tutto aperto; chiudendo ulteriormente il diaframma il fenomeno si ripresenterà.




Coma

Raggi incidenti con un angolo rispetto all'asse ottico non si focalizzano nello stesso punto sul piano dell'immagine ma formano una cometa come un'immagine con la coda.

Il coma diminuisce chiudendo il diaframma; se l'ottica non viene corretta per coma il contrasto totale sarà molto basso.




Astigmatismo
Se l'ottica ha problemi di astigmatismo il difetto si rileverà in quanto un oggetto puntiforme non potrà essere focalizzato esattamente sul piano dell'immagine.

Se sarà possibile la messa a fuoco al centro dell'immagine, i bordi dell'immagine risulteranno sfuocati. 

Chiudendo il diaframma aumenta la profondità di campo e quindi si riduce il problema.




Curvatura di campo

Il difetto della curvatura di campo fa si che l'ottica non sia in grado di focalizzare un oggetto piatto come un'immagine piatta; se il centro immagine sarà a fuoco risulteranno sfuocati i bordi; se si metteranno a fuoco i bordi resterà sfuocato il centro dell'immagine. Chiudendo il diaframma il problema diminuisce.




Distorsione

La distorsione riguarda l'aspetto totale dell'immagine; la distorsione comunemente si esprime in percentuale: la percentuale dell'altezza dell'immagine ideale dalla quale differiscono i punti dell'immagine prodotta.

La distorsione distrugge l'esatta ricostruzione dell'oggetto nella sua immagine producendo un effetto di arrotondamento cilindrico o a botte.

Un’ottica per la TV solitamente tende a avere una distorsione negativa (a barile negativo) alla sua lunghezza focale più corta e positiva alla lunghezza focale più lunga; ovvero a grandangolo le linee dritte verticali e orizzontali tenderanno ai bordi dell'immagine a curvarsi verso l'esterno mentre a tutto tele tenderanno a curvarsi verso l'interno dell'immagine.




Conclusioni

Solitamente non vengono fornite specifiche per le aberrazioni residue di un'ottica per la televisione. È già molto se i costruttori forniscono dati circa la risoluzione, velocità, ingrandimento.

Purtroppo poi, soprattutto in condizioni di illuminazione critica o in condizioni limite, i problemi si evidenziano e non si riesce a capirne la ragione.

I sistemi ottici non sono sistemi esatti e l'ampio spettro cromatico cui si applicano in TV, diviso per 3 canali in tricromia, in condizioni di illuminazione più disparate, con l'aggiunta di vetri e filtri sul percorso ottico secondo necessità operative, l'ambiente ostile in cui solitamente opera un'ottica per la TV, fanno si che la scelta di un'ottica per una telecamera di alto livello risulti determinante per le prestazioni finali del sistema di ripresa.

Solitamente si tende ad investire molto sulla telecamera e poco sull'ottica; nulla di più sbagliato, una buona ottica migliorerà le prestazioni di una telecamera mediocre, un'ottica scadente peggiorerà le prestazioni di una buona telecamera.

 
Autore: Rolando Pellacani
 
 
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