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Terminologia

Il rapporto tra il massimo e il minimo valore > 0 di una quantità si chiama in inglese dynamic range oppure contrast ratio. Il concetto si applica soprattutto al suono e alla luce. In italiano si può tradurre intervallo dinamico o gamma dinamica oppure, soprattutto per i monitor, rapporto di contrasto.

In fotografia si usa soprattutto l’intervallo dinamico (o gamma dinamica, o rapporto di contrasto) di luminanza, cioè il rapporto tra la massima luminanza e la minima luminanza > 0 (in candele al metro quadrato), in queste varianti:

• intervallo dinamico di una scena reale: rapporto tra massima luminanza e minima luminanza della scena (da fotografare);
• intervallo dinamico di un sensore digitale: rapporto tra massima luminanza e minima luminanza catturabile dal sensore;
• intervallo dinamico di un monitor (più spesso chiamato rapporto di contrasto): rapporto tra massima luminanza (quella del bianco, R=G=B=255) e minima luminanza (quella del nero, R=G=B=0, che non è mai uguale a zero) prodotta da un monitor;
• intervallo dinamico per canale di uno spazio RGB standard (che generalizza la variante precedente): questo rapporto dipende dal numero di bit per canale (8, 10, 12, 16 o altro) e dal valore gamma (1.8, 2.2, 2.4, 2.6 o altro); in tal caso l’intervallo dinamico è il rapporto tra la luminanza del valore massimo del canale (255 nel caso di 8 bit) e la luminanza del  valore minimo > 0 (1 nel caso di 8 bit).
  Ricordo che la luminanza relativa (tra 0 e 1) di un valore V (tra 1 e 255 nel caso di 8 bit) si ottiene normalizzando V, cioè dividendolo  per il massimo valore (V/255 per 8 bit) ed elevando al valore del gamma (per esempio 2.2).

Esempi

1. Se in una scena la massima luminanza è 7500 cd/m² e la minima è 0.5 cd/m², l’intervallo dinamico della scena è 7500 / 0.5 = 15000.

2. Se un sensore è in grado di catturare una luminanza massima di 30000 cd/m² e una luminanza minima di 0.3 cd/m², l’intervallo dinamico del sensore è 30000 / 0.3 = 100000.

3. Se un monitor produce una luminanza massima di  500 cd/m² e una luminanza minima di 0.25 cd/m², il suo intervallo dinamico (spesso chiamato rapporto di contrasto) è 500 / 0.25 = 2000.

4. Per uno spazio RGB standard quantizzato a 8 bit e con gamma 2.2 (per esempio Adobe RGB e, circa, sRGB) l’intervallo dinamico è 255^2.2 = 196.965 (quasi 200mila). Per uno spazio RGB standard a 8 bit con gamma 1,8 (per esempio ProPhoto) l’intervallo dinamico è 21465, circa 10 volte più piccolo del precedente.

Scale di misure

L’intervallo dinamico è un numero e dunque si può presentare come tale, per esempio 2000.

Più frequentemente si indica come 2000 : 1 oppure 1 : 2000.

Un’altra scala utilizza il logaritmo in base 2 dell’intervallo dinamico. Per esempio se l’intervallo dinamico è 2000, il logaritmo in base 2 di 2000 è circa 11 e questa scala si dice in bit oppure in stop. L’intervallo dinamico espresso in questa scala è il numero di volte che occorre dimezzare il valore massimo per raggiungere il valore minimo.

Un’ultima scala di misura usata nel suono (quindi non è il caso della luminanza) è il decibel: si prende il logaritmo in base 10 dell’intervallo dinamico e lo si moltiplica per 10. Se per esempio l’intervallo dinamico è 2000, il logaritmo in base 10 di 2000 è 3.3, e quindi in questa scala l’intervallo dinamico è di 33 decibel.