Otturatore meccanico VS otturatore elettronico.

Nel nostro ultimo articolo (che potete trovare qui), abbiamo parlato di apertura dell'otturatore e come utilizzare questa funzione per ottenere diversi risultati creativi.

Ma per capire appieno questo elemento, e visto anche l'epocale cambio tecnologico verso i sistemi mirrorless, ci sembra giusto fare un approfondimento su come funzionano sia l'otturatore meccanico che quello elettronico e analizzare pregi e difetti di entrambi i sistemi.

Partiamo ovviamente dal più storico dei due, l'otturatore meccanico che, fin dai corpi macchina a pellicola, è stato l'incontrastato elemento che permetteva il passaggio della luce tra l'obbiettivo e la superficie fotosensibile.

Sia sui vecchi corpi macchina che sulle moderne macchine digitali, l'otturatore è costituito da un sistema meccanico, appunto, formato da due elementi chiamati tendine, che restano chiuse proteggendo la pellicola/sensore e che si aprono solo quando viene premuto il pulsante di scatto, permettendo alla superficie fotosensibile di essere colpita dalla luce e di imprimere su essa l'immagine inquadrata. Quando il pulsante di scatto viene rilasciato, le tendine si chiudono bloccando così, l'ingresso della luce (esiste anche un tipo di otturatore a lamella che viene inserito all'interno dell'obbiettivo, ma il modello a tendina è universalmente il più diffuso).

Altro elemento da tenere presente è che, sia nei vecchi corpi a pellicola, che nelle moderne DLSR, il movimento dell'otturatore, va di pari passo con il movimento dello specchio che è l'elemento che permette di riflettere la luce dall'obbiettivo al mirino della fotocamera. Quando si preme il pulsante di scatto, lo specchio si solleva appena prima che le tendine si muovano lungo il piano della superficie fotosensibile.

A seconda dei tempi di esposizione, l'otturatore meccanico può funzionare in due modi diversi:

• Con tempi di scatto abbastanza lunghi (più lenti di 1/250s), la pellicola/sensore, viene completamente esposta alla luce, grazie al movimento delle tue tendine che, aprendosi, lasciano l'intera superficie fotosensibile scoperta. La prima tendina si apre, lascia entrare la luce che viene bloccata dalla discesa della seconda tendina. Poi entrambe si ridispongono sulla posizione di partenza. Questo caso, si definisce “global shutter”.

• Con tempi di scatto più veloci (superiori a 1/250s), le tendine si muovono così velocemente da non permettere alla superficie fotosensibile di essere tutta completamente esposta. Il movimento è così rapido che quando la seconda tendina inizia a muoversi, la prima ancora non ha finito di spostarsi. In questo modo, la ripresa dell'immagine, avverrà, diciamo, a rapidi intervalli attraverso la fessura che si forma tra le due tendine. Più alta sarà la velocità di scatto, più sottile sarà questa porzione di superficie fotosensibile esposta. In questo caso si parla di “rolling shutter”

Questo elemento è importante per capire come mai, quando si scatta con i flash a velocità di otturatore molto elevate, può capitare che l'immagine presenti delle bande nere. Cosa succede? Sappiamo che il flash emette un lampo di luce velocissimo che, colpendo il sensore, imprime l'immagine su di esso, ma come abbiamo appena detto, se le due tendine scendono insieme a causa dell'eccessiva velocità, il flash colpirà solo una piccola porzione del sensore che è quella appunto lasciata libera tra le due tendine, mentre il resto dell'immagine risulterà completamente nera. Quindi come fare? Bisogna usare quello che viene definito come il tempo sincronizzazione del flash, cioè il tempo che permette alle tendine di lasciare completamente libero il sensore, in modo che il velocissimo lampo del flash, possa colpire l'intera superficie prime che le tendine si chiudano. Generalmente questo tempo è compreso tra 1/200 e 1/250 e per velocità superiori bisogna usare una funzione (non presente su tutti i flash) chiamata High Speed Sync che tratteremo in un prossimo articolo.

Per quanto riguarda l'otturatore elettronico, il funzionamento è completamente differente.

Infatti, non esistono elementi meccanici che coprono il sensore, perchè quest'ultimo è sempre esposto ma è semplicemente “spento”. Quello che accade è che gli elementi fotosensibili del sensore, vengono attivati tramite un impulso elettrico che viene generato al momento in cui si attiva il pulsante di scatto.

Questa attivazione elettrica, può avvenire in due modalità diverse che, come nel caso dell'otturatore meccanico, si dividono in global shutter e rolling shutter secondo le seguenti modalità:

• global shutter: in questo caso l'otturatore elettronico si comporta come quello meccanico in modalità tempi lenti, cioè, il sensore viene completamente attivato e quindi esposto alla luce. Di conseguenza l'immagine viene acquisita in un'unica volta.
• rolling shutter: in questa modalità, invece, il funzionamento è paragonabile all'otturatore meccanico in scatti veloci, cioè, l'impulso elettrico attiva i pixel a piccoli intervalli e l'immagine viene acquisita in diverse porzioni.

Questa nuova tecnologia presenta notevoli pregi rispetto all'utilizzo dell'otturatore meccanico:

• Rispetto all'otturatore meccanico, quello elettronico è decisamente più resistente all'usura perchè non ci sono parti meccaniche che possono rompersi
• E' estremamente silenzioso: rispetto a quello meccanico, non viene prodotto suono (visto che non ci sono parti meccaniche in movimento), e il suo funzionamento è impercettibile all'udito. Questa condizione lo rende perfetto in tutte quelle situazioni in cui bisogna lavorare nel completo silenzio.
• Elimina completamente il problema del micromosso. Spesso, nelle reflex con otturatore meccanico, si attribuisce questo problema al sollevamento dello specchio, ma in realtà, questo movimento, contribuisce al problema del micromosso che è prodotto anche dal movimento delle tendine ed è particolarmente visibile in alcune tipologie di scatto (vedi le macro ad esempio).
• Permette tempi di scatto enormemente superiori a quelli dell'otturatore meccanico.
• Migliora il funzionamento delle batterie che non devono “sprecare” energia per aprire e chiudere i componenti meccanici in fase di scatto.

La tecnologia sta facendo passi da gigante, garantendo sempre più spesso sui nuovi corpi macchina, sensori costantemente avanzati, ma è possibile che in alcuni casi, le immagini riprese con l'otturatore elettronico, presentino alcuni problemi (che non si verificano con quello meccanico).

Infatti fino a poco tempo fa, le funzioni global shutter e rolling shutter, dipendevano dalla tipologia di sensore che veniva montato sulla macchina: i sensori CCD permettevano l'acquisizione delle immagini tramite global shutter, mentre i più comuni CMOS, venivano dotati del rolling shutter (la differenza dei due sistemi è intrisecamente dipendente dal costo di realizzazione dei prodotti).

In questo caso, proprio per la modalità in cui l'immagine viene ripresa, è possibile notare delle violente distorsioni su elementi in rapidissimo movimento, o aberrazioni e bande luminose, in particolari condizioni di luce.

Come dicevamo poco fa, la tecnologia implementa continuamente nuove funzioni, aumentando esponenzialmente le performance delle attrezzature.

Già da qualche tempo, le più grandi case produttrici di attrezzature fotografiche studiano e sperimentano sensori CMOS in grado di supportare la funzione global shutter. Quando il problema delle distorsioni e delle aberrazioni verrà superato, l'otturatore elettronico soppianterà del tutto quello meccanico e in poco tempo diventerà l'unica tipologia presente sui corpi macchina.

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