Se il design delle reflex Nikon non è poi cambiato molto negli ultimi vent’anni (e più), sotto la pelle c’è stata una completa rivoluzione. A parte il passaggio epocale dall’analogico al digitale, che ha coinvolto (e stravolto) molte delle parti essenziali che costituiscono gli apparecchi fotografici, anche le componenti rimaste fedeli al concetto base hanno […]
Se il design delle reflex Nikon non è poi cambiato molto negli ultimi vent’anni (e più), sotto la pelle c’è stata una completa rivoluzione. A parte il passaggio epocale dall’analogico al digitale, che ha coinvolto (e stravolto) molte delle parti essenziali che costituiscono gli apparecchi fotografici, anche le componenti rimaste fedeli al concetto base hanno visto un’evoluzione sostanziale per tenere il passo di tutto il resto. Basterà pensare al mirino ottico reflex, oggi dotato di schermo LCD sovrapposto per visualizzare matrici di punti AF sempre più fitti, aree esposimetriche sempre più raffinate, livelle a supporto della ripresa e impostazioni varie.
Parlando di mirino reflex, sempre più spesso lo specchio non è azionato in modo tradizionale da leveraggi e molle, ma direttamente da micromotori elettrici. Questo permette di controllare la velocità per ridurre il blackout nel mirino e al contempo smorzare meglio i colpi dello specchio alla fine del sollevamento e del ritorno.
Vediamo qui di seguito una panoramica delle principali tecnologie sviluppate da Nikon.
Processori
E’ l’ambito della microelettronica più evoluta. I ben noti processori Nikon Expeed sono sistemi “multi-processor system on a chip” che operano in parallelo sui dati foto/video/audio, occupandosi di demosaicizzazione del filtro Bayer, compensazioni tra i pixel del sensore, sottrazione del “dark frame”, riduzione del rumore, applicazione di sharpening, ridimensionamento delle immagini, correzioni di gamma, compensazioni dell’illuminazione, sottocampionamento della crominanza, conversioni dello spazio colore, conversioni del frame rate, correzioni di distorsione e aberrazioni cromatiche, compressione e codifica Jpeg, compressione video, gestione dell’interfaccia video, rilevamento volti, editing, trattamento/compressione/codifica audio, salvataggio e trasmissione dei dati.
Con i modelli più recenti di fascia medio-alta siamo arrivati alla quinta generazione del processore Nikon, denominata Expeed 5, che ha permesso il video 4K delle D5, D500 e D7500 oltre ad una velocità operativa senza precedenti.
Nello schema del modulo AF Multi-CAM 20K qui riportato si vede quali sono i 99 punti a croce nella matrice complessiva di 153 punti AF. L’area dinamica può essere di 25 punti, 72 punti oppure sfruttare tutti i 153 punti AF disponibili. Questa opzione è modificabile anche direttamente nel corso della ripresa, senza entrare nei menu di configurazione, ma semplicemente ruotando una ghiera mentre si tiene premuto un pulsante e controllando l’impostazione nel mirino o sul pannello di controllo
La copertura data dai 153 punti del modulo AF Multi-CAM 20K varia sui formati DX e FX. Nel caso di fotocamere DX come la D500 si ha una copertura praticamente completa in orizzontale e molto ampia in verticale, mentre con fotocamere FX come la D5 c’è una copertura notevole del fotogramma, seppure non totale. I modi per mettere a fuoco sono Singolo, Continuo e Manuale. Col selettore AF/M della fotocamera su AF, i modi Singolo e Continuo si alternano premendo il pulsante al centro del selettore e ruotando la ghiera posteriore. Avendo selezionato AF singolo, con la combinazione tra pulsante e ghiera anteriore si può selezionare una voce tra S (punto singolo), GrP (gruppo) e Auto (selezione automatica). Se invece abbiamo selezionato AF continuo, con la combinazione tra pulsante e ghiera anteriore si può selezionare una voce tra S (punto singolo), d25, d72, d153 (aree dinamiche a 25, 72 o 153 punti), 3d (tracking 3D), GrP (gruppo) e Auto (selezione automatica). Per agevolare la messa a fuoco manuale, anche e soprattutto con gli obiettivi non autofocus, è prevista la funzione “telemetro elettronico” che accende un simbolo nel mirino al raggiungimento del fuoco.
Advanced Scene Recognition System
Il sistema Nikon 3D Color Matrix nelle sue varie implementazioni rileva i colori e le forme presenti nella scena. Il sistema di riconoscimento della scena Nikon (Advanced Scene Recognition System) fa operare insieme il sensore esposimetrico RGB da 180.000 pixel e il modulo AF a rilevamento di fase, mentre in Live View esegue le stesse operazioni sui dati rilevati dal sensore immagine.
Di ogni scena si misurano la luce, i colori e le distanze, confrontandoli con il data base delle immagini di riferimento memorizzate nella fotocamera (Color Matrix 3D III). Le scelte che ne derivano migliorano la messa a fuoco, l’esposizione, il fill-flash i-TTL, il D-Lighting Attivo e il bilanciamento del bianco, dando la priorità ai volti rilevati, tanto che si usi il mirino ottico quanto in Live View.
È possibile avere un bilanciamento cromatico accurato anche con fonti di luce naturali e artificiali, oltre che calibrare l’esposizione e inseguire con precisione i soggetti in movimento 3D.
Viene data priorità ai volti anche nel gestire l’equilibrio tra luci ed ombre (D-Lighting Attivo) e nell’esposizione con flash i-TTL. Sia nelle fotografie che nei filmati sono compensati gli effetti di sfarfallio (flickering) di certe luci artificiali.
D-Lighting, D-Lighting Attivo e HDR
La funzione D-Lighting di Nikon è un tipo di elaborazione dell’immagine interna alla fotocamera per schiarire le ombre senza modificare le alte luci, allo scopo di dare una resa più simile alla visione umana.
Il D-Lighting Attivo va oltre, operando già in fase di acquisizione dell’immagine: espone le ombre a sensibilità superiori alle zone di alte luci e applica un controllo del contrasto differenziato a livello locale. Grazie alla potenza del processore Expeed 5, il D-Lighting Attivo si può applicare addirittura ai filmati Full HD.
Nei casi di contrasti estremi, che vadano oltre la capacità di compensazione del D-Lighting, si può impostare la funzione HDR che opera eseguendo più scatti con parametri di esposizione differenziati, per poi fonderli in un’unica immagine.
Picture Control, ovvero della finitura
Nella terminologia Nikon, Picture Control indica la finitura dell’immagine. Il Picture Control di seconda generazione permette di impostare e memorizzare una serie di parametri estetici, sia in ambito fotografico che in campo video, e può lavorare direttamente in ripresa, oppure in fase di post-produzione tramite ViewNX o Capture NX.
Impostare i parametri Picture Control consente di ottenere file Jpeg con la finitura desiderata, un po’ come si faceva una volta scegliendo una pellicola piuttosto che un’altra. Naturalmente, se si scatta in Raw si potrà sempre rifare la conversione dal file Nef avendo totale libertà di manovra per ottenere un Jpeg o un Tiff a piacere, completamente svincolato dal Picture Control impostato.
In sintesi, impostando uno o più profili Picture Control si possono ottenere file Jpeg corrispondenti ai propri desideri ricorrenti senza dover passare dallo sviluppo Raw manuale. Quest’ultimo resterà limitato ai casi che lo richiedano per motivi specifici.
Un pulsante dedicato sul corpo macchina della fotocamera consente di accedere direttamente al menu Picture Control, per il controllo completo su nitidezza, contrasto, luminosità, saturazione del colore e tinta.
È anche possibile uniformare la finitura data dalla fotocamera e dal software esterno, memorizzarla con un certo nome, esportarla su una scheda di memoria e usarla come impostazione di base per una o più fotocamere.
L’autofocus allo stato dell’arte
Come autofocus a rilevamento di fase, il più evoluto sistema Nikon attuale è quello basato sul modulo AF Multi-CAM 20K a 153 punti, 99 dei quali a croce. Il primo vantaggio è l’ampia copertura della scena, ideale per inseguire soggetti in movimento veloce nell’area inquadrata o per fissare un punto AF in posizione nettamente decentrata.
In questo sistema di ultima generazione, la sensibilità alle basse luci arriva a -4 EV (ISO 100) con il punto centrale e fino -3 EV (ISO 100) con gli altri punti, per l’uso anche con luce scarsa e situazioni di basso contrasto.
Naturalmente i sistemi precedenti, o semplificati, hanno un numero inferiore di punti sia nel modulo AF che nell’esposimetro e una sensibilità un po’ meno spinta verso i bassi livelli luminosi, ma sfruttano tecnologie simili e operano allo stesso modo e con le stesse opzioni. Tutti offrono l’autofocus singolo o continuo e possono gestire la selezione manuale o automatica di un punto o di una zona, oppure sfruttano tutti i punti del sistema. La funzione predittiva permette di anticipare la posizione del soggetto al momento dello scatto.
Per agevolare la messa a fuoco manuale, anche e soprattutto con gli obiettivi non autofocus, è prevista la funzione “telemetro elettronico” che accende un simbolo nel mirino al raggiungimento del fuoco.
In configurazione Live View per riprese foto/video si impiega un sistema autofocus a rilevamento del contrasto che opera direttamente sul sensore immagine e prevede due modalità: AF-S (singolo) e AF-F (permanente). In questo secondo caso l’autofocus è attivo in permanenza senza che si debba azionare uno specifico comando.
Video Ultra HD (4K) e Full HD
Il video con la reflex è certamente un must dei nostri giorni e i vari modelli Nikon sono via via meglio dotati da questo punto di vista. Grazie al più potente processore Expeed 5, le recenti Nikon D7500, D500 e D5 sono in grado di registrare video 4K in Ultra HD (3840 x 2160) a 30/25/24p nonché video Full HD (1920 x 1080) a 60p/50p/30p/25p/24p con output tramite l’interfaccia HDMI disponibile.
Da notare che la D7500, la D500 e la D5 (con firmware 1.10 o successivi) possono registrare in 4K per una durata di 29 minuti e 59 secondi (oltre i quali scatterebbe la maggiore tassazione riservata alle videocamere) col limite di 4 GB per file. Si possono registrare anche più file da 4 GB in sequenza automatica, in modo da non avere buchi di registrazione. Il tutto viene salvato in formato MOV con codifica video H.264/MPEG-4.
È inoltre possibile generare filmati 4K Ultra HD con la tecnica time-lapse. In modalità Full HD o HD, la funzionalità di stabilizzazione dell’immagine elettronica minimizza gli effetti prodotti dalle oscillazioni orizzontali, verticali e rotatorie a cui è soggetta la fotocamera durante una ripresa video operata a mano libera.
Cosa cambia tra DX e FX
Nelle riprese video 4K non si sfrutta l’intera superficie del sensore, ma un suo ritaglio centrale di 3840×2160 pixel. Avendo sempre circa 21 megapixel effettivi tanto sul sensore di formato FX (D5) quanto su quello DX (D500 e D7500), il video 4K presenta sempre lo stesso ritaglio verticale rispetto all’inquadratura fotografica.
Diverso invece il discorso per il Full HD, dove si hanno più opzioni tra il ritaglio totale di tutto ciò che sta fuori la matrice da 1920×1080 e la possibilità di ricavare tale risoluzione da un’area più grande, come il DX o l’FX. Tramite l’uscita HDMI, il video 4K si può riprodurre in tempo reale su un monitor separato o registrare su un dispositivo esterno, in parallelo alla registrazione sulla scheda di memoria interna.
Connessioni e social
Alcune fotocamere Nikon prevedono la connessione wireless tramite accessori dedicati (ad esempio WU-1a), altri modelli hanno la funzione Wi-Fi di serie, mentre quelli più recenti impiegano la funzionalità SnapBridge per una connessione continua al dispositivo smart. Pur avendo i vantaggi del tempo reale e del basso consumo, SnapBridge sconta una bassa velocità di trasmissione dei dati.
Per questo, trasferendo file grandi come i filmati si deve utilizzare la normale connessione Wi-Fi sui modelli che la prevedono. Ne parliamo più diffusamente nella sezione dedicata agli accessori.
Ottiche PF (Phase Fresnel)
Tra i vari sistemi atti a compensare l’aberrazione cromatica assiale, che è la più importante nei lunghi teleobiettivi, Nikon ha sviluppato una combinazione ottica che impiega una lente tradizionale e una di Fresnel.
Così facendo, la tipica aberrazione di una lente convessa, dove il rosso va a fuoco più lontano del blu, viene compensata da quella opposta dell’elemento Fresnel.
Tra l’altro, questa soluzione accorcia il gruppo ottico, portando quindi un vantaggio anche in termini di compattezza dell’obiettivo.
Questa tecnologia è impiegata nell’obiettivo Nikkor AF-S 300mm f/4 E PF ED VR.
Obiettivi PC (Perspective Control)
Fotografando grandi edifici da vicino con focali grandangolari, la profondità di campo ottenuta potrebbe non estendersi all’intero soggetto, nemmeno chiudendo il diaframma. Il problema si risolve inclinando l’asse ottico dell’obiettivo senza inclinare la fotocamera. Un obiettivo dotato di questa capacità è detto basculabile.
Fotografando edifici di notevoli dimensioni dal basso è spesso impossibile inquadrarli per intero senza inclinare la fotocamera. Questo produce una prospettiva molto marcata, con l’effetto delle cosiddette “linee cadenti”. Lo stesso problema si potrebbe porre nella fotografia ravvicinata anche con soggetti relativamente piccoli. Il problema può essere eliminato tenendo il piano focale parallelo al lato verticale del soggetto, ma in questo caso è probabile che venga catturata solo la parte inferiore del soggetto. Invece, traslando verso l’alto l’asse ottico per sfruttare la parte inferiore del cerchio di copertura dell’immagine è possibile mantenere il piano focale parallelo al piano di presa. Oltre alla meccanica predisposta allo scopo, l’ottica di questo obiettivo dovrà fornire un campo immagine più ampio del normale, affinché il decentramento non provochi vignettatura all’immagine. Un obiettivo dotato di questa capacità è detto decentrabile.
Il termine generalmente impiegato in inglese per le ottiche dotate di entrambe queste prerogative è Tilt & Shift, ma nella terminologia ufficiale Nikon si parla invece di Perspective Control (PC). Nikon offre quattro obiettivi di questo tipo: PC Nikkor 19mm F4E ED, PC-E Nikkor 24mm F3.5D ED, PC-E Micro Nikkor 45mm f/2.8D ED e PC-E Micro Nikkor 85mm f/2.8D.
Obiettivi serie AF-P
A partire dal 1992, Nikon produce obiettivi con motore AF interno. Dal 1992 al 1996, con la serie AF-I è stata usata la tecnologia dei micromotori in corrente continua, poi dal 1997 sono stati resi disponibili obiettivi della serie AF-S dotati di motori piezoelettrici o a ultrasuoni che dir si voglia. Nella terminologia Nikon, questi ultimi sono noti come SWM (Silent Wave Motor).
Ultimi arrivati, nel 2016, abbiamo gli obiettivi della serie AF-P equipaggiati di motore passo-passo (in inglese: step motor). Oltre ad essere silenziosi quanto quelli ad ultrasuoni, i motori passo-passo hanno la prerogativa di operare a velocità costante e di non richiedere un encoder per determinarne la posizione. Nelle riprese fotografiche d’azione un motore a ultrasuoni del tipo ad anello ben dimensionato può risultare leggermente più veloce.
Invece, nel caso dei filmati il motore passo-passo si fa preferire per la maggiore fluidità. Alcuni costruttori vantano una maggiore silenziosità dei sistemi passo-passo, ma questo dipende più che altro dal modo col quale la soluzione è stata integrata. In altre parole, un possibile lievissimo rumore potrebbe non essere emesso dal motore, ma dalla meccanica di accoppiamento al gruppo ottico. Un motore a ultrasuoni può effettuare qualche aggiustamento finale del fuoco, mentre il passo-passo arriva direttamente al punto e si ferma. Anche questo può dare un vantaggio indiretto in termini di rumore acustico.
Una cosa importante da sapere è che questi obiettivi sono compatibili soltanto con le fotocamere prodotte dal 2013 in avanti e anche queste possono richiedere aggiornamenti firmware. La commutazione AF/MF e l’attivazione/disattivazione della stabilizzazione VR possono essere gestibili soltanto da voci di menu della fotocamera e non tramite selettori sull’obiettivo.
Nano Crystal Coat
Nano Crystal Coat è una raffinata tecnologia introdotta dai fisici di Nikon Issei Tanaka e Tsuyoshi Murata per ridurre la riflessione della luce che attraversa la superficie di una lente.
E’ da molti anni che le lenti degli obiettivi vengono trattate con la deposizione di strati di rivestimenti estremamente sottili; sfruttando il loro diverso indice di rifrazione è possibile ridurre di molto la luce riflessa e con essa anche il flare e le immagini fantasma.
Tuttavia, soprattutto con le ottiche grandangolari, può capitare che si verifichino fastidiose riflessioni quando i raggi luminosi incidono molto angolati sulla lente.
Il Nano Crystal Coat risolve il problema in quanto, oltre a consentire una percentuale di trasmissione superiore, ha un comportamento estremamente omogeneo su tutta la gamma di frequenze della luce di interesse fotografico.
Questa tecnologia applica alla superficie ottica uno strato spugnoso costituito da particelle di circa 10-20 nanometri (milionesimi di millimetro) regolarmente spaziate; ne risulta un materiale poco denso dove l’aria riempie gli interstizi; il suo indice di rifrazione risulta quindi intermedio tra quello dell’aria e quello del vetro, e questo aumenta la trasmissione della luce.
Trasportare questa tecnologia dagli stepper Nikon per la produzione dei semiconduttori alle ottiche fotografiche non è stato semplice, in quanto è stato necessario rendere questo materiale resistente, requisito indispensabile per un’applicazione commerciale.
Stabilizzazione dell’immagine VR
La stabilizzazione dell’immagine opera rilevando tramite accelerometri le piccolissime vibrazioni dovute al normale tremolio delle braccia, alla pressione non sempre dolce sul pulsante di scatto, all’eventuale vento e ad altre possibili cause esterne. Tutti questi fattori di disturbo sono ampiamente amplificati dagli ingrandimenti spinti dati dalle lunghe focali e talvolta dall’affaticamento per un utilizzo prolungato del teleobiettivo. Questo spiega perché per diversi anni Nikon abbia offerto tale tecnologia soltanto sui teleobiettivi di un certo peso.
Il sistema di stabilizzazione ottica dell’immagine Nikon VR (Vibration Reduction) agisce su un gruppo ottico interno all’obiettivo. Il gruppo stabilizzatore è un dispositivo conformato ad anello, composto da due accelerometri che rilevano le velocità angolari su due assi (X = beccheggio e Y = imbardata) dell’insieme fotocamera+obiettivo, due sensori che rilevano la posizione del gruppo VR rispetto a due assi perpendicolari, una CPU che elabora i dati dei quattro sensori e due motori per spostare il gruppo ottico su due assi, compensando il movimento rilevato.
Nel corso degli anni, gli affinamenti in questo settore sono andati nella direzione di ridurre le inerzie delle parti in movimento (da cui l’impiego di motori Voice Coil a bobina mobile), aumentare la potenza dell’azionamento di contrasto alle vibrazioni e migliorare il software di controllo per compensare tremolii di vario tipo e diversa entità associati ai tipici casi possibili.
Con gli obiettivi delle generazioni più recenti, Nikon vanta una compensazione delle vibrazioni fino a 4 EV, il che significa recuperare quattro valori sui tempi di scatto. Ad esempio, se con VR disinserito si può scattare a mano libera con 1/500 di secondo usando un teleobiettivo da 500mm, con lo stesso obiettivo e VR inserito si potrà scattare anche a 1/30 secondo.
Questo dal lato teorico e al netto dell’affaticamento non indifferente che potrebbe derivare dall’uso di un 500mm a mano libera.
Naturalmente va sempre ricordato che i sistemi di stabilizzazione dell’immagine compensano soltanto le vibrazioni della fotocamera e nulla possono contro il movimento del soggetto.
