I tempi di scatto brevi fermano l'azione, ma gli otturatori non sono ...

L’OTTURATORE E IL FLASH
Nelle riprese con il flash è sempre stato molto importante sincronizzare correttamente l’emissione
del lampo con l’apertura dell’otturatore. Le tre diverse soluzioni qui illustrate mostrano come
avvenga la sincronizzazione con otturatori di tipo Rolling Shutter, oppure Half-Global Shutter o
Global Shutter. descritti nell’articolo.
Si tratta di grafici nei quali il riquadro rosso rappresenta l’ampiezza del tempo necessario ad una
esposizione totale del fotogramma. Nel primo riquadro è mostrato il tempo di lettura della prima
riga (o del gruppo di prime righe lette contemporaneamente). Nel secondo riquadro viene mostrato
il tempo di scansione della riga (o righe) successiva, per completare l’esposizione.
Rolling Shutter
Fase 1: inizia e si conclude la prima lettura.
Fase 2: prima che si concluda la lettura della Fase 1, inizia la seconda lettura, che completa poi la
registrazione.
Fase 3: ecco, al momento della partenza della Fase 2, che viene attivato il lampo del flash. Comporta
un ritardo, nel tempo di accensione, ma è interessante notare che la durata dell’emissione del lampo
flash deve essere tale da abbracciare un momento in cui siano in fase di registrazione tutte le righe
del sensore, sia quelle della Fase 1 sia quelle della Fase 2.
I problemi tecnici sono due: in primo luogo
c’è quello che l’accensione del flash deve
essere leggermente ritardata, proprio per
sincronizzarsi con la Fase 2; infatti quando il
flash non è ancora scattato succede che le
righe della Fase 1 sono già in registrazione.
Lo schema di funzionamento per un otturatore
tipo Rolling Shutter, la versione più semplice e
più economica.
74 LUGLIO 2008 FOTOGRAFIA REFLEX
Poi, succede che se la luce ambiente è molto
forte può accadere che una parte dell’immagine
risulti leggermente sovraesposta (il
rischio è minore con diaframmi chiusi).
Half-Global Shutter
Fase 1: inizia e si conclude la prima lettura.
Fase 2: inizia contemporaneamente alla Fase 1 ma poi prosegue la registrazione anche quando la
Fase 1 è conclusa.
Fase 3: al momento della partenza della Fase 2 (e sostanzialmente anche della Fase 1), viene attivata
l’accensione del flash. Il ritardo di accensione è minimo. La durata della Fase 3 copre
agevolmente sia la Fase 1 sia la Fase 2.
Problemi tecnici: è vantaggioso il fatto che l’accensione del flash avvenga in pratica quando inizia
l’esposizione sia della Fase 1 sia della
Fase 2, cioè con elevata prontezza. Lo svantaggio
è che, anche a flash spento, la Fase 2
prosegue a registrare: se la luce ambiente è
molto forte può accadere che l’immagine
presenti una sovraesposizione, variabile anche
in base all’apertura di diaframma (che
Lo schema di funzionamento per un otturatore
tipo Half-Global Shutter, versione semplificata
del tipo Global.
condizione la luce ambiente). È un buon otturatore
ma non raggiunge ancora la perfezione.
Global Shutter
Fase 1: inizia e si conclude la prima lettura..
Fase 2: inizia e si conclude anche la lettura di tutto il resto del sensore. Per essere più precisi succede,
in pratica, che tutto il sensore viene attivato contemporaneamente su tutta la sua superficie.
Fase 3: salvo un brevissimo ritardo di sincronizzazione viene attivata l’accensione del flash
nello stesso momento in cui il sensore inizia
a riprendere la scena. La durata del
lampo coincide, sostanzialmente, con la
durata di esposizione del sensore per la
luce continua (un tempo che può anche
essere molto breve). Non esistono difficoltà
di sovraesposizione anomala. La so-
Lo schema di funzionamento dell’otturatore Global
Shutter, il tipo più raffinato che permette di
fare a meno di un otturatore meccanico ausiliario.
luzione di otturazione Global Shutter è
quella più raffinata, più versatile e pratica
sul campo.
lacciata. Se il sensore digitale non funziona a
scansione progressiva ma adotta una scansione
interlacciata, le cose cambiano. Anche
qui, come accade nel caso della scansione
progressiva, prima di ogni scatto i fotodiodi
vengono resettati per essere pronti per una
nuova ripresa. Però, alla fine di ogni ripresa,
succede che le cariche elettriche memorizzate
in corrispondenza di ciascuna riga di fotodiodi,
non vengono scaricate tutte contemporaneamente.
Ecco: le righe dispari e quelle
pari, originate dai segnali dei pixel, sono scaricate
in momenti differenti, sfalsati. Ne deriva
che il fotografo non può disporre di una
vera otturazione elettronica istantanea. Ecco
dunque il punto critico: la fotocamera in questo
caso è obbligata a disporre anche di un otturatore
meccanico, magari di costruzione
semplificata, per potere scattare fotografie.
Il sistema a scansione interlacciata ha il
vantaggio di essere molto meno costoso ed è
particolarmente diffuso su fotocamere digitali
compatte di classe economica.
Con sensore CMos a scansione a scorrimento.
Un’altra promettente famiglia di sensori
ha da tempo affiancato quella dei sensori
CCD. È quella dei sensori CMos. Su questi
componenti è abbastanza diffuso il metodo di
funzionamento definito di otturazione a scorrimento.
In gergo è spesso descritto come sistema
Rolling Shutter.
Consiste in una esplorazione progressiva
del sensore, condotta ad esempio leggendo riga
dopo riga il CMos, dall’alto verso il basso.
È un funzionamento che assomiglia a quello
di un classico otturatore meccanico a tendine,
a scorrimento verticale. Le righe, o gruppi di
righe, vengono scaricate in successione anche
piuttosto rapida (il tempo intercorrente
tra l’azzeramento della lettura di una riga e
l’inizio della lettura della riga successiva viene
definito tempo di integrazione). Variando
la velocità di scaricamento, cioè variando il
tempo di integrazione, si può modificare la
durata dell’esposizione e le regolazioni possibili
sono molto ampie.
La lettura può essere veloce, cioè una riga
può essere resettata quando si inizia a leggere
la riga successiva (single line), oppure può
essere molto più lenta, e in questo caso la prima
e tutte le righe successive vengono resettate
quando tutto il sensore ha captato la luce.
In questo caso si arriva all’ultima riga e subito
si ricomincia una nuova scansione partendo
dalla prima riga (metodo full frame time).
Il sistema Rolling Shutter è valido e non è
troppo costoso. Ma quando viene impiegato
per fotografare (o anche per riprendere con
una videocamera) soggetti che siano in rapido
movimento, può dare luogo ad un inconveniente.
È quello della deformazione dell’immagine:
poiché viene registrata in tempi
diversi, come conseguenza di una esposizione
a righe che scorrono dall’alto verso il basso,
viene ricostruita sotto forma di una fotografia
deformata. È un effetto analogo a quel-