Che cos'è un'immagine digitale?

Dall'esperto di WhiteWall Jan-Ole Schmidt

Nel mondo digitale di oggi, le immagini sono onnipresenti. Che si tratti di smartphone, computer o Internet, le immagini digitali svolgono un ruolo centrale nella comunicazione e nella vita quotidiana. Ma cos'è esattamente un'immagine digitale e quali sono le sue basi tecniche? Questo articolo offre una visione completa dell'argomento e spiega gli aspetti più importanti come la creazione di un'immagine digitale, la risoluzione, i pixel, le dimensioni dell'immagine, i PPI e DPI .

Immagini digitali: Un'introduzione alle basi

Un'immagine digitale è essenzialmente una rappresentazione visiva di informazioni in una forma che può essere elaborata e visualizzata da computer, smartphone e altri dispositivi digitali. A differenza delle immagini analogiche, come le fotografie su carta o i dipinti su tela, le immagini digitali sono costituite da una disposizione a griglia di piccoli pixel quadrati (abbreviazione di "picture element"). Questi pixel sono i componenti più piccoli di un'immagine digitale e influenzano notevolmente la sua qualità, i dettagli e la nitidezza.

Come viene creata un'immagine digitale

Un'immagine digitale viene solitamente creata utilizzando una fotocamera digitale, uno scanner o un altro dispositivo di acquisizione di immagini . Questi dispositivi catturano la luce riflessa da una scena o da un documento da scansionare e la convertono in segnali elettronici. In una fotocamera, ad esempio, la luce passa attraverso l'obiettivo su un sensore di immagine (oggi di solito un sensore CMOS, in precedenza anche sensori CCD). Il sensore è composto da milioni di pixel (megapixel) dove la luce viene ricevuta da fotodiodi sensibili alla luce e convertita in segnali elettrici.

La maggior parte dei sensori di immagine sono monocromatici e catturano solo le informazioni sulla luminosità. Per catturare le informazioni sul colore, il sensore viene sovrapposto a una matrice di filtri colorati Bayer o a un altro filtro a mosaico colorato che equipaggia i pixel con filtri colorati rosso, verde e blu (RGB). Insieme alle informazioni sulla luminosità, il sensore può quindi riprodurre i colori in diverse intensità, per poter visualizzare un ampio spettro di colori. Questo avviene già nella fotocamera o successivamente nel software di elaborazione delle immagini. La totalità di tutti i pixel risulta alla fine nell'immagine visibile.

Le immagini digitali non vengono create solo catturando scene reali con sensori di fotocamere o scanner, ma possono anche essere create in modo completamente virtuale. I disegni digitali vengono creati utilizzando tavolette grafiche o programmi di disegno come Adobe Fresco o Procreate, dove l'artista ha il pieno controllo su forma, colore e texture. Nel rendering 3D, le immagini vengono create calcolando modelli virtuali creati con un software 3D. La luce, le ombre e i materiali vengono simulati per ottenere risultati fotorealistici o stilizzati. Un altro metodo è la generazione mediante l'intelligenza artificiale (AI), che crea immagini completamente nuove sulla base di algoritmi e dati. I sistemi AI come DALL-E o Stable Diffusion possono generare immagini digitali creative e spesso sorprendenti a partire da descrizioni di testo o specifiche di modelli. Questi approcci aprono nuove possibilità per il design, l'arte e la fotografia, al di là della fotografia tradizionale.

Cosa significa risoluzione?

La risoluzione di un'immagine digitale si riferisce al numero di pixel contenuti in un'immagine e di solito viene indicata nella forma "larghezza x altezza". Ad esempio, un'immagine con una risoluzione di 1.920 x 1.080 pixel contiene un totale di 2.073.600 pixel. Una foto da 45 megapixel con una risoluzione di 8.192 x 5.464 pixel contiene 44.761.088 pixel. La risoluzione gioca un ruolo decisivo nella nitidezza e nei dettagli di un'immagine. Più pixel ci sono, più dettagli possono essere visualizzati.

Una risoluzione più elevata significa un numero maggiore di pixel, che aumenta anche in modo significativo la quantità di informazioni memorizzate. Le immagini ad alta risoluzione richiedono quindi più spazio di archiviazione sui dispositivi digitali e richiedono una maggiore velocità di elaborazione, soprattutto quando si modificano o si trasferiscono tali file. Questo perché ogni pixel contiene dati aggiuntivi, come le informazioni sul colore e sulla luminosità, che devono essere elaborati dal software o dall'hardware. Le immagini ad alta risoluzione richiedono quindi processori veloci e schede di memoria o dischi rigidi di grandi dimensioni per fotocamere e computer o notebook.

La dimensione dell'immagine e il suo significato

La dimensione dell'immagine si riferisce alle dimensioni di un'immagine quando viene visualizzata su uno schermo o su un supporto di stampa. La dimensione dell'immagine è spesso specificata in pollici o centimetri e risulta dalla combinazione di risoluzione e densità di pixel. La densità di pixel indica quanti pixel per pollice (PPI = "Pixel Per Pollice" ) vengono visualizzati su uno schermo o sono disponibili per un prodotto di stampa. L'abbreviazione DPI = "Dots Per Inch" indica il numero di punti per pollice stampati sul supporto di stampa, noto anche come densità di punti.

Rapporto tra risoluzione e dimensione dell'immagine

• Alta risoluzione e dimensioni ridotte dell'immagine: se un'immagine ha molti pixel (alta risoluzione) ma è distribuita su un'area ridotta, ha un'alta densità di pixel (molti pixel per pollice). Il risultato è un'immagine nitida e dettagliata.

• Bassa risoluzione e grandi dimensioni dell'immagine: se un'immagine con una bassa risoluzione (pochi pixel) viene ingrandita, la densità di pixel è bassa (pochi pixel per pollice). Ciò rende visibili i pixel e l'immagine appare sfocata o 'pixelata'.

DPI: Punti per pollice e il loro significato per la stampa

DPI, o "punti per pollice", è una misura della risoluzione di stampa che indica quanti punti di inchiostro vengono stampati in un pollice lineare (2,54 centimetri). Un numero di DPI più elevato significa che un maggior numero di punti di inchiostro viene collocato in un'area ridotta, con conseguente maggiore dettaglio e nitidezza dell'immagine stampata. Un'immagine a 300 DPI contiene 300 punti per pollice, con il risultato di un'immagine fine e dettagliata. Per questo motivo, 300 DPI è considerato il valore standard per la stampa di alta qualità di foto e grafica. Al contrario, le immagini per il web vengono solitamente salvate a 72 DPI, in quanto i monitor e gli schermi non richiedono una risoluzione DPI superiore. Un valore DPI più elevato per le immagini web non farebbe altro che aumentare le dimensioni del file senza migliorare la qualità visiva. Pertanto, ha senso adattare il valore DPI di un'immagine all'uso previsto.

Differenza tra DPI e PPI

Oltre al DPI, esiste anche il termine PPI (pixel per pollice), spesso utilizzato in relazione alle immagini digitali. Mentre il DPI si riferisce alla risoluzione di stampa, PPI descrive il numero di pixel per pollice su uno schermo digitale, ma viene anche utilizzato per indicare quanti pixel per pollice di un'immagine sono disponibili per la stampa . Un monitor con un numero di PPI più alto, ad esempio, visualizza le immagini in modo più nitido e chiaro. Gli schermi degli smartphone e dei computer moderni hanno generalmente un valore PPI più elevato, che si traduce in una migliore visualizzazione di testo e immagini.

L'importanza dei formati di file per le immagini digitali

Le immagini digitali possono essere salvate in diversi formati di file, che influenzano il modo in cui i dati dell'immagine vengono compressi e salvati. I formati più comuni sono JPEG, PNG, TIFF, RAW e ora anche HEIC/HEIF . Ogni formato ha i propri vantaggi e svantaggi, a seconda dell'uso previsto dell'immagine.

JPEG è un formato molto utilizzato, noto per la sua efficiente "compressione con perdita". In questo caso, "lossy" significa che la dimensione del file viene ridotta parti dei dati dell'immagine . La buona notizia è che con una compressione bassa, cioè quando il JPEG viene salvato in alta qualità, il file di immagine JPEG è ancora perfettamente adatto alla stampa e alla stampa su WhiteWall. Allo stesso tempo, il file è significativamente più piccolo di un'immagine in formato TIFF, ad esempio.

PNG utilizza una compressione senza perdita, che assicura che nessun dato dell'immagine venga perso quando il file viene salvato o modificato. Ciò significa che la qualità dell'immagine è completamente preservata, indipendentemente dal numero di volte in cui l'immagine viene salvata. Il formato PNG è particolarmente adatto alla grafica web, ai loghi e alle immagini con sfondi trasparenti, in quanto supporta i canali alfa che consentono la trasparenza. Sebbene il formato PNG offra un'elevata qualità, comporta anche una maggiore dimensione del file rispetto al formato JPEG.

Il TIFF è un formato molto utilizzato nella fotografia e nella stampa professionale, in quanto può essere compresso senza perdite o non compresso. Consente di salvare file di immagini di grandi dimensioni con la massima qualità, senza perdita di dati. La possibilità di salvare livelli multipli e metadati estesi rende il TIFF un formato preferito per la post-elaborazione delle foto nei programmi di editing delle immagini. Tuttavia, i file sono molto grandi, il che limita il loro utilizzo quando lo spazio di archiviazione è limitato.

RAW è un formato sviluppato appositamente per i fotografi professionisti e per l'elaborazione delle immagini più esigenti. Salva i dati non compressi e non elaborati direttamente dal sensore della fotocamera, consentendo il massimo controllo durante la post-elaborazione. I file RAW offrono una maggiore profondità di colore e una gamma dinamica più elevata, il che è particolarmente vantaggioso nella post-elaborazione, in quanto i dettagli nelle ombre e nelle luci possono essere riprodotti meglio. Tuttavia, questa flessibilità ha lo svantaggio che i file RAW sono molto grandi e richiedono un software specializzato per l'editing e la conversione in formati più comuni come JPEG o TIFF.

Il formato HEIC/HEIF (High Efficiency Image File Format) combina l'alta qualità dell'immagine con un'efficiente compressione dei dati. Rispetto a JPEG e PNG, HEIC/HEIF offre una maggiore compressione, che riduce significativamente le dimensioni del file, mantenendo o addirittura migliorando la qualità dell'immagine. Un vantaggio particolare è il supporto di una profondità di colore fino a 16 bit per canale di colore, mentre JPEG è limitato a 8 bit per canale. Ciò significa che le immagini in formato HEIC/HEIF possono visualizzare gradazioni di colore più fini e una gamma dinamica più elevata. Oltre alla migliore qualità dell'immagine e alle dimensioni ridotte dei file, HEIC/HEIF supporta funzioni avanzate come la trasparenza, che in precedenza era riservata principalmente al formato PNG. Il formato HEIC/HEIF è spesso utilizzato nei sistemi operativi mobili come iOS e Android, in quanto consente di risparmiare spazio di archiviazione e di ottenere comunque immagini di alta qualità.

I diversi formati di file sono quindi adatti a diverse applicazioni: Le foto nei formati JPEG e HEIC/HEIF possono essere salvate a tassi di compressione diversi e sono quindi ideali in una forma più compressa per gli allegati alle e-mail, ad esempio, ma anche in una compressione inferiore (impostazione di qualità massima) per stampe di alta qualità con una dimensione di file ridotta. Il formato PNG è adatto per una grafica web dettagliata e senza perdite con trasparenza, TIFF per stampe professionali di altissima qualità e RAW per un controllo completo durante l'editing delle immagini. Ogni opzione presenta vantaggi e svantaggi specifici che devono essere attentamente considerati per ottenere la migliore qualità ed efficienza possibile.

Elaborazione digitale delle immagini

L'editing delle immagini svolge un ruolo importante nell'ottimizzazione delle immagini digitali. Software come Adobe Photoshop, GIMP o Affinity Photo consentono all'utente di ridimensionare, ritagliare, regolare i colori, modificare la risoluzione ed eseguire molte altre operazioni di editing. Questi programmi offrono strumenti per migliorare la qualità dell'immagine e regolare i DPI per la stampa. Quando si modificano le immagini, tuttavia, bisogna fare attenzione a non compromettere troppo la qualità dell'immagine originale. Una compressione eccessiva o modifiche alla risoluzione possono portare a una perdita di qualità che non può essere annullata. È quindi consigliabile conservare una copia dell'immagine originale e valutare attentamente le modifiche da apportare.

Per ottenere la migliore qualità d'immagine possibile, è consigliabile elaborare le immagini in formato RAW, in quanto contiene la maggior quantità di informazioni di tutti i formati d'immagine e quindi offre la massima possibilità di progettazione. Un altro fattore importante è la profondità di colore. Le immagini con una profondità di colore di 16 bit forniscono 65.536 livelli per canale di colore rosso, verde e blu (RGB) in modalità RGB. Un file a 8 bit, invece, fornisce solo 256 livelli di valori tonali. Ciò significa che con un numero maggiore di bit, è possibile visualizzare gradazioni di colore significativamente migliori e quindi transizioni di colore più fluide. Per la stampa, è meglio salvare le immagini come JPEG in alta qualità o come file TIFF. WhiteWall offre anche le cosiddette soft proof, con le quali è possibile simulare sul monitor la riproduzione del colore su una carta specifica. Le immagini possono quindi essere ottimizzate in modo specifico per il tipo di carta previsto. Può trovare maggiori informazioni sulla preparazione delle immagini per la stampa e l'esposizione con WhiteWall nel capitolo 1.3 Ottimizzazione delle immagini per la stampa, Ottimizzazione automatica delle immagini con WW.

Conclusione:

Le immagini digitali sono diventate parte integrante della vita moderna e la comprensione delle loro proprietà fondamentali è fondamentale per sfruttare appieno la loro qualità e le loro potenziali applicazioni. Che sia un fotografo professionista, un grafico o un semplice amatore interessato ad ampliare le proprie conoscenze, una buona comprensione delle nozioni di base, dalla risoluzione ai DPI alla compressione, la aiuterà a rendere più efficienti i suoi progetti. Vale quindi la pena di dare un'occhiata più da vicino a questi dettagli tecnici per ottimizzare il suo lavoro e garantire che le sue immagini siano tanto impressionanti sullo schermo quanto sulla carta. Presenta le sue foto preferite, ad esempio, con un murale di alta qualità WhiteWall dietro un vetro acrilico. Può anche scambiare le sue foto in modo facile e veloce con le nostre nuove Cornici magnetiche amovibili. Per i ricordi delle vacanze e i reportage di matrimonio, le consigliamo anche il nostro libro fotografico WhiteWall con carta fotografica di alta qualità e finitura sulla copertina.