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02 Novembre 2010

Oltre diecimila pixel

di Davide Fiori


La fotografia gioca un ruolo fondamentale all’interno dell’iter terapeutico, in quanto eccellente strumento di comunicazione e insostituibile mezzo di documentazione. Nel GdO 8 abbiamo tracciato alcuni primi consigli sull’uso della fotografia nello studio dentistico. Analizzeremo ora più in dettaglio l’aspetto tecnico dell’attrezzatura necessaria per realizzare e archiviare immagini digitali. Il decennio appena trascorso ha segnato uno dei più importanti passaggi evolutivi nella storia della fotografia: la rivoluzione digitale. Un radicale cambiamento che ha seguito pari passo ciò che è avvenuto in tutta la tecnologia digitale. In nessun altro comparto dell’attività umana si è verificata un’evoluzione così spaventosa che ha visto un incremento esponenziale della potenza di calcolo dei microprocessori e della capacità di archiviazione dei dati e, allo stesso tempo, una riduzione drastica dei costi. Gordon Moore, co-fondatore della più importante azienda al mondo produttrice di microchip, la Intel, aveva previsto questa fulminante rivoluzione quando, nel ’65, formulò la famosa legge secondo cui le prestazioni dei microprocessori sarebbero raddoppiate mediamente ogni 18 mesi.
La fotografia tradizionale, su pellicola, è oramai un caro ricordo; non è ancora scomparsa del tutto dal mercato ma basta sfogliare i cataloghi dei maggiori produttori mondiali di fotocamere per scoprire che, a fronte di decine di modelli di apparecchi digitali, è presente, per alcuni produttori e per pochi paesi, un solo nostalgico modello di fotocamera reflex a pellicola. Apparentemente molto più semplice da utilizzare, la fotocamera digitale consente l’immediata visualizzazione dell’immagine appena scattata. Presenta molteplici automatismi e regolazioni di funzionamento: gestione dell’autofocus, dell’esposizione, del lampo flash e numerose altre possibilità di correzioni digitali evolute (filtri) che migliorano l’immagine ancora prima che venga memorizzata. È uno strumento veramente alla portata di un semplice clik. Chiunque può utilizzarla in modo automatico, senza troppe difficoltà, per ottenere un buon risultato fotografico. Tuttavia solamente una buona conoscenza dei principi di base della fotografia e delle regolazioni elettroniche della fotocamera consentiranno all’operatore un completo e controllato utilizzo dei sofisticati apparecchi fotografici a disposizione sul mercato.
La scelta di una fotocamera rappresenta un momento difficile e delicato: i numerosi modelli che ciascun marchio presenta a catalogo generano spesso confusione. Le aziende produttrici si contendono il mercato a suon di megapixel (milioni di pixel), il parametro più comunemente utilizzato per caratterizzare il lancio di un nuovo modello e catturare l’attenzione del consumatore. Il cuore pulsante delle digitali è rappresentato dal sensore, che ha sostituito la pellicola fotografica. La luce lo colpisce attraverso l’obiettivo e qui ciascun fotone viene trasformato in segnale elettrico. Il sensore è responsabile della qualità finale dell’immagine in modo simile a quanto faceva la pellicola. Il picture element (pixel) è l’unità fondamentale del sensore, in grado di catturare la luce e trasformarla in un segnale elettrico analogico. Tuttavia non rappresenta più il solo elemento di valutazione di una fotocamera: sempre più si è compreso che gli accoppiamenti obiettivo-sensore-densità di pixel, cioè il numero di pixel per unità di superficie, sono elementi determinanti per ottenere una immagine digitale di elevata qualità. Pixel di piccole dimensioni consentono risoluzioni elevate, ma soffrono per il rumore video, la gamma tonale (tonalità, saturazione, luminosità) e la bassa sensibilità. Il rumore video è rappresentato da un effetto grana, costituito da punti di colore diverso, che compare nelle zone scure quando si effettuano fotografie in condizioni di scarsa luminosità.
Questi effetti sono particolarmente evidenti nelle fotocamere compatte, in cui si cerca di stiparne un elevato numero in sensori molto piccoli: in questi casi i pixel hanno frequentemente dimensioni inferiori a 4 µm. Pixel grandi hanno invece un buon rapporto segnale/rumore, buona sensibilità e gamma tonale. Le condizioni ideali si raggiungono con un elevato numero di pixel, di adeguate dimensioni, in un sensore di taglia sufficiente a contenerli tutti. Due categorie contraddistinguono le fotocamere digitali: la famiglia delle compatte e quella delle reflex. Le principali caratteristiche di una compatta digitale sono rappresentate dalle dimensioni e dal peso estremamente contenuti. Utilizzano sensori digitali di piccole dimensioni con un elevato numero di pixel; l’obiettivo è generalmente uno zoom non intercambiabile, che si adatta alla maggior parte delle situazioni di ripresa. Sono fotocamere ideali per essere portate sempre con sé, pronte a scattare in qualsiasi momento. Tra queste troviamo le ultracompatte, che hanno pesi e ingombri al di sotto di un comune cellulare. Rappresentano generalmente la fotocamera di scelta per coloro che desiderano un apparecchio molto leggero e compatto, in grado di catturare immagini di buona qualità senza troppe necessità di settaggi personalizzati. Le Reflex digitali hanno sostituito le classiche macchine fotografiche a pellicola che eravamo abituati a vedere a tracolla dei fotografi e dei turisti appassionati. Ancora oggi la fotocamera per antonomasia è la Reflex monobiettivo. Il termine deriva da Single Lens Reflex, indicate nei cataloghi come fotocamere Slr, spesso abbreviate in Reflex. Sono costituite da un corpo macchina e un obiettivo intercambiabile; la caratteristica reflex è rappresentata da un meccanismo che consente di osservare nel mirino della camera la stessa immagine catturata dall’obiettivo che andrà a impressionare il sensore. Il sistema reflex è costituito da uno specchio posto a 45° rispetto all’obiettivo e da un pentaprisma. Lo specchio è dotato di un meccanismo che lo solleva al momento dello scatto in modo che la luce raggiunga il sensore. Sono le fotocamere di prima scelta per qualità e versatilità, anche se lievemente più ingombranti. Impiegano sensori digitali di medie e grandi dimensioni, dai 15,8X23,6mm dei modelli Dx fino ai 23,9X36 mm di quelli Fx, i cosiddetti sensori full-frame. Vengono definiti full-frame perchè le loro dimensioni sono pressochè identiche a quelle del vecchio fotogramma di pellicola, che misura esattamente 24X36 millimetri. Gli obiettivi delle reflex sono intercambiabili. Questa possibilità consente di catturare immagini in qualunque circostanza: dalla dinamica fotografia sportiva, per mezzo di teleobiettivi, alla macro e microfotografia con connessione su microscopio.
I principali produttori di reflex digitali offrono un’ampia gamma di modelli che spaziano dagli entry-level (consumer) ai modelli di medio/alto profilo (prosumer), fino ad arrivare ai modelli professionali con sensori full-frame. Le Reflex digitali di medio/alto profilo rappresentano i modelli ideali per la fotografia odontoiatrica. L’obiettivo di scelta è un macro di focale attorno ai 100mm che permette riprese dal viso intero fino al rapporto di 1:1. L’illuminazione del campo operatorio è un elemento fondamentale, in odontoiatria come in tutte le branche medico-chirurgiche. Lo stesso vale per la fotografia. Una corretta illuminazione permette alla fotocamera di catturare i più fini dettagli dell’inquadratura. La documentazione fotografica in odontoiatria richiede diverse inquadrature, extra e intraorali, dirette e indirette attraverso gli specchi: dal viso completo, all’arcata, fino al singolo elemento dentario. Le condizioni di ripresa e di illuminazione sono estremamente eterogenee. Pertanto una sorgente di luce intensa, a temperatura costante, come quella del lampeggiatore flash, rappresenta la fonte ideale. Si possono impiegare flash differenti: dal lampeggiatore incorporato nella fotocamera, comodo, semplice e poco ingombrante, al flash anulare modificato (a doppia parabola), ai flash multipli fissati lateralmente e davanti all’obiettivo, per mezzo di staffe. I risultati sono diversi: il flash incorporato nella fotocamera permette di ottenere buoni risultati nella maggior parte dei casi. Unico difetto, oltre a una potenza limitata nelle riprese a distanza, è quello di restituire immagini un po’ troppo appiattite, prive di tridimensionalità, a causa della mancanza di ombre. Spostandoci verso soluzioni più performanti (ma decisamente più ingombranti) come l’anulare o i flash su staffa, si ottengono immagini più tridimensionali e con illuminazione più morbida, grazie alla possibilità di posizionare davanti alla parabola flash dei filtri flou (diffusori). Se il fine è quello di documentare e archiviare, il flash incorporato garantisce risultati assolutamente adeguati. Se i fini sono di altra natura (videoproiezione, didattica, e così via) vale la pena di adottare sistemi di illuminazione più performanti. La fotocamera digitale memorizza le immagini su scheda di memoria.
Queste vengono salvate sotto forma di file autonumerato in sequenza; la dimensione e il tipo di file dipendono dal numero di pixel del sensore e dall’algoritmo di compressione che la fotocamera impiega. Per una fotocamera con sensore di circa 12,2 megapixel, che restituisce immagini in rapporto 2:3 a 4288X2848 pixel, si ottengono file non compressi in formato Raw di circa 15MB (MB=Milioni di Bytes) oppure file compressi in Jpeg con dimensioni variabili, in funzione del livello di compressione, dai 3 ai 6 MB. Con un semplice calcolo è possibile stimare il numero di immagini che ciascuna scheda di memoria potrà contenere. Per esempio una scheda da 2Gb (gigabites) potrà contenere circa 130 foto non compresse oppure da circa 300 a circa 600 foto compresse. A fronte dell’elevata capacità (e del basso costo) delle schede oggi in commercio, è consigliabile salvare le immagini in formato non compresso o, al massimo, al primo livello di compressione (compressione minima). I file immagine vengono successivamente trasferiti dalla scheda di memoria al computer, ove verranno classificati e archiviati su Hard Disk. Se l’operatore utilizza un programma di gestione pazienti potrà archiviare le immagini direttamente sulla cartella del paziente, esattamente come avviene per le radiografie digitali. In alternativa potrà utilizzare la semplice archiviazione in cartelle (directory) con il nome del paziente oppure, più comodamente, software libreria dedicato all’archiviazione fotografica, spesso già integrato nei pacchetti base annessi ai sistemi operativi, per Mac e Pc.
L’archivio verrà costantemente aggiornato e ciascuna immagine potrà essere catalogata con numerose keyword di ricerca rapida. Una piccola stampante a sublimazione consente la stampa in formato cartolina di elevata qualità e durata nel tempo. Un modesto impegno e un investimento contenuto permettono oggi al professionista di dotarsi di una attrezzatura di qualità decisamente elevata, con la quale realizzare una eccellente documentazione fotografica, in tempi brevi, impensabile sino a qualche anno fa. Le immagini ottenute rappresentano inoltre un formidabile mezzo di comunicazione con il paziente.
Scatti di Davide Fiori.

GdO 2010;9

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