Obturación - Tipos de tecnología - Fotografía de portada


Cuando uno profundiza en la forma en la que se obtienen las fotografías y “disecciona” una cámara, aparecen rápidamente distintos elementos como sensor, lente, visor, diafragma, espejo -si hablamos de una cámara tipo réflex-, obturador… Al igual que sucede con el cuerpo humano, algunos de estos componentes podríamos considerarlos más esenciales que otros. Pero cada uno cumple su función, participa y es necesario para el correcto funcionamiento global del cuerpo.

Hoy vamos a hablar de un elemento que podríamos situar en un nivel de importancia elevado: el obturador. Y, concretamente, vamos a ver cómo la evolución experimentada en los últimos años por las cámaras han permitido evolucionar este elemento y presentar en la actualidad una dualidad en función de la tecnología en que se basa en las distintas cámaras que podemos encontrar en el mercado.

Recordando Qué es y Para Qué Sirve el Obturador

El obturador de nuestra cámara es el mecanismo que nos permitirá controlar el tiempo durante el cual llegará la luz al sensor de nuestra cámara. Y, obviamente, este tiempo y esta cantidad de luz es en base a la que se crea la fotografía.

Como ves, no he querido hablar de tecnología en la definición, porque, aunque tradicionalmente el obturador estaba basado en tecnología mecánica, a día de hoy existe una variante de obturador electrónico sobre el que hablaremos más adelante y que, ni es mecánico, ni hace uso de las conocidas “cortinillas” que son propias de los tradicionales obturadores mecánicos.

Obturador mecánico de cámara reflex Canon EOS 20D

Obturador mecánico de plano focal de una Canon EOS 20D. En la imagen se pueden apreciar las láminas horizontales que forman el obturador y que bloquean -o permiten cuando están retiradas- que la luz llegue al sensor. Imagen de Wikimedia Commons.

Por tanto, el obturador nos permite decidir el tiempo de exposición de una toma, con lo que ello conlleva para nuestra fotografía en términos de exposición y también de poder congelar, o no, el movimiento de los sujetos en la imagen.

El Obturador Mecánico, El Mecanismo Inicial que Aún Pervive

Como te indicaba, tradicionalmente, cuando uno hablaba del obturador de una cámara, lo hacía refiriéndose al único modelo de obturador existente hasta la fecha: el obturador mecánico.

Este obturador consta de las denominadas “cortinillas”, a través de las que se puede controlar con exactitud y precisión el tiempo durante el que se expone el sensor de nuestra cámara a la luz que entra por lentes y diafragma.

Concretamente, se habla de cortinillas delanteras -las que descubren el sensor para que empiece a ser excitado por la luz- y de cortinillas traseras -las que tapan el sensor para finalizar la exposición del mismo a la luz-.

Immagen de obturador de plano focal de una D750

Imagen del obturador mecánico de plano focal de una Nikon D750. Es posible apreciar las láminas que componen el obturador. En el momento de realizar la fotografía, al estar desplegadas, impiden la entrada de luz sobre el sensor.

Os recomiendo que le echéis un vistazo al vídeo superior que, aunque en inglés, resulta muy ilustrativo sobre el funcionamiento del obturador mecánico.

Nota: Aunque el modelo de obturador mecánico basado en cortinillas horizontales delantera y trasera, conocido como obturador de plano focal, es el modelo de obturador más habitual en cámaras réflex y sin espejo, existen modelos de obturadores basados en hojas radiales que están presentes en cámaras con sensores más reducidos, o cámaras de formato medio, y cuyo funcionamiento de apertura y cierre se asemeja al del diafragma de los objetivos -y de hecho, es un obturador que está presente en los objetivos, no en el cuerpo de la cámara-. Sin embargo, por simplificación, en este artículo nos centraremos únicamente en los obturadores mecánicos de plano focal.

El Obturador Electrónico, Nuevas Posibilidades y Alternativas

Con la aparición de la fotografía digital y más concretamente con la aparición de los modelos sin espejo, a la tradicional opción mecánica le ha surgido un duro competidor. O mejor dicho, un acompañante, puesto que las cámaras sin espejo, al menos por el momento, incorporan la posibilidad de utilizar el obturador mecánico, o el obturador electrónico. En función de la decisión del fotógrafo.

¿Pero en qué consiste este obturador electrónico? Pues lo cierto es que no es ningún elemento físico adicional o específico, sino una tecnología que permite que en las cámaras sin espejo, que están recibiendo continuamente la luz sobre su sensor -ya que éste está “al descubierto”-, pueda registrarse dicha información sin mediación de que otros componentes dejen pasar, o no, la luz.

Sensor fotográfico

Para ello, en el momento en que el fotógrafo presiona el disparador, el sensor inicia la lectura de la luz a través de las distintas líneas que componen el mismo y durante el tiempo establecido como tiempo de exposición. Una vez concluido el tiempo de exposición, la información es procesada y se genera la fotografía. Así de sencillo.

Existe un aspecto a considerar en el modo en que se capta esta información, o bien en el modo en que se activa la captación de la misma que permite distinguir entre distintas tecnologías de obturación electrónica: obturación electrónica global -todas las líneas del sensor inician y finalizan la grabación de forma simultánea- y obturación electrónica no global -las líneas del sensor inician y finalizan la grabación de forma progresiva, primero las líneas horizontales superiores y a continuación las inferiores-.

A día de hoy, los sensores ofrecen una obturación electrónica no global, que, como veremos más adelante, conllevan unos resultados concretos. Por supuesto, sería deseable disponer de obturación electrónica global, puesto que carece de los problemas que veremos a continuación que entraña la obturación electrónica no global.

Sin embargo, los costes, la aparición de un mayor nivel de ruido y la mayor complejidad tecnológica de la obturación electrónica global hace que sean contadas las excepciones que presentan este sistema en la actualidad.

El Principal Inconveniente del Obturador Electrónico: La Secuencialidad en la Lectura de las Líneas de Fotodiodos que Componen el Sensor

Al igual que sucedió con el espejo y con otros elementos que las cámaras sin espejo consideraron superfluos y que han supuesto la simplificación en la construcción y la reducción de tamaños que aportan las cámaras sin espejo, frente a las réflex, ¿por qué no se ha prescindido del obturador mecánico y sigue estando presente en las sin espejo actuales?, ¿es que no todo son ventajas en los obturadores electrónicos? Pues como puedes imaginar, la obturación electrónica también tiene sus inconvenientes y los veremos enseguida.

Como explican de forma magistral en este artículo de dpreview, con la obturación mecánica podemos garantizar de forma precisa cuándo se inicia la exposición y cuándo se finaliza, es decir, el shutter rate propio de esta tecnología es muy reducido. Sin embargo, cuando utilizamos obturación electrónica, mientras que sí se puede definir con precisión el inicio de la exposición -de la excitación del sensor-, NO es posible finalizar la exposición con la misma precisión, o con la misma simultaneidad en todas las líneas del sensor.

Diagrama de tiempos en una obturación electrónica

Representación de un sensor y del diagrama temporal que muestra el tiempo y el proceso a través del que se va captando la luz en el sensor de una cámara con obturador electrónico. Se aprecian dos tiempos muy importantes: shutter rate, o tiempo que emplea la cámara desde que se capta la información de las primeras filas del sensor hasta las últimas, y shutter speed, que es el tiempo que se conoce habitualmente como tiempo de exposición, durante el que se excita cada línea del sensor.

¿Por qué? Pues porque el momento en el que se produce la lectura de los fotodiodos que componen el sensor es lo que determina el final de la exposición y, salvo en los sensores de obturación electrónica global, esta lectura debe realizarse fila a fila, con lo que existe retraso entre el instante en que se lee la excitación de cada una de las líneas que constituyen el sensor. A este retraso es al que se denomina como shutter rate, cuya representación puedes ver en el diagrama superior.

Esta demora también está presente cuando empleamos obturadores mecánicos, pero la diferencia es que con el obturador mecánico se cierra la cortinilla trasera y se pone fin a la excitación de los fotodiodos -hasta que se puede leer la información-. Mientras que en los obturadores electrónicos los fotodiodos siguen recibiendo luz y reflejando esta incidencia en sus valores de excitación hasta la recogida de esta información por el procesador de imagen.

Así que, para lograr una imagen con una exposición común a lo largo de todas las líneas del sensor cuando se emplea un obturador electrónico, es preciso que se acompase el tiempo en que se inicia la excitación de cada fila del sensor, con el tiempo en que se leerán los valores de los fotodiodos de cada línea. Y esto produce que la información que se capta en cada línea del sensor pueda pertenecer a instantes de tiempo distintos -muy cercanos en el tiempo, pero distintos-, con lo que ello puede conllevar. Tal y como se recoge en el diagrama superior.

Como podrás imaginar, de la velocidad de lectura del sensor y del tamaño de éste -más bien, del número de líneas que tenga el sensor- dependerá el retraso que exista entre la información de la escena que capten las primeras y las últimas líneas del sensor. Por lo que todos los fabricantes de cámaras sin espejo trabajan en incrementar todo lo posible esta velocidad de lectura y reducir, por tanto, el retraso entre filas. Es decir, tratan de reducir al máximo el shutter rate y que se acerque a los valores de este parámetro que consiguen los obturadores mecánicos.

Analizando el Banding y el Rolling Shutter: Las Limitaciones Más Visibles de la Tecnología de Obturación Electrónica

Teniendo en mente el modo en que funciona la obturación electrónica y cómo se lee la información del nivel de excitación sobre los fotodiodos que componen el sensor no resulta demasiado complicado entender dos claras limitaciones de esta tecnología.

El Banding: La Aparición de Bandas por el Parpadeo en la Fuente de Luz

La primera limitación es conocida como banding y consiste en la aparición de bandas más claras y más oscuras en la imagen cuando se utiliza una fuente de iluminación que parpadea, como es el caso de un fluorescente.

Banding

Comparación del resultado de emplear obturador electrónico -a la izquierda- y obturador secuencial -a la derecha- en una escena iluminada con fluorescentes. Imagen procedente de la web Lumix Experience de Panasonic.

Esto sucede porque la información de excitación que reportan las distintas líneas del sensor no corresponden todas al mismo instante, sino que, como depende de la velocidad de lectura del sensor y deben acompasarse, algunas líneas reportan información de cuando la fuente de luz está encendida -o más tiempo encendida- y otras reportan información de cuando la fuente de luz está más apagada -durante la siguiente fracción de segundo-.

Por supuesto, la aparición del banding puede producirse o no, dependiendo del tiempo de exposición utilizado y de la frecuencia de la fuente de luz, pero es un efecto que no se produce de ningún modo si se utiliza un obturador mecánico y sí puede darse cuando se emplea un obturador electrónico no global.

El Rolling Shutter: La Distorsión o Deformación en Objetos en Movimiento

Del mismo modo que la secuencialidad en la captación de información sobre la exposición afecta cuando la fuente de luz parpadea, también afecta cuando existe algún elemento en la escena que se mueve.

Distorsión por movimiento

Comparación del resultado de emplear obturación electrónica -a la izquierda- y mecánica -a la derecha- al fotografiar una moneda en movimiento de rotación. Imagen procedente de la web Lumix Experience de Panasonic.

Si el movimiento es suficientemente rápido, o mucho más rápido que el tiempo de exposición, puede originarse que aparezcan deformaciones o distorsiones en la imagen resultante. Ya que durante la lectura de las primeras líneas del sensor el elemento se encontraba en una posición y en el caso de las últimas líneas se encuentra en otra.

Todo ello porque el obturador electrónico nos impide “congelar” toda la escena de forma simultánea, ya que lo que hacemos realmente es congelar porción a porción de la misma. A este efecto se le denomina en inglés “rolling shutter”.

Ventajas e Inconvenientes de Estos Dos Modos de Obturación

Una vez que hemos analizado la principal diferencia que existe entre estos dos modos de obturación, analicemos ahora las ventajas e inconvenientes que tiene cada modo. A partir del conocimiento de las fortalezas e inconvenientes que tienen cada uno podrás saber cuál es el más adecuado en cada ocasión.

Obturación Mecánica: Ventajas e Inconvenientes

Comencemos por la tecnología que primero apareció y veamos los pros y contras que tiene la obturación mecánica.

Foto con flash

Ventajas:

  • Es apropiado para largas exposiciones.
  • Es apropiado para escenas bajo cualquier tipo de iluminación (fluorescentes, u otro tipo de fuentes de iluminación no continua, incluyendo la fotografía con flash).
  • Es apropiado para elementos que se desplazan a gran velocidad y para realizar técnicas como el panning (barrido).

Inconvenientes:

  • Más ruidoso que el obturador electrónico.
  • Velocidades de obturación más limitadas (1/4.000 ó 1/8.000 seg) que los obturadores electrónicos.
  • Pueden incorporar vibraciones que reduzcan la nitidez de la toma, como consecuencia del conocido como “golpe del obturador”, que es el impacto que producen las cortinillas al abrir y cerrar.

Como es lógico, la obturación electrónica, además de para propiciar una simplificación y reducción del tamaño de los equipos, también surge para paliar alguno de los inconvenientes de los obturadores mecánicos.

Obturación Electrónica: Ventajas e Inconvenientes

La obturación electrónica, como es lógico, también dispone de ventajas e inconvenientes que, de ser bien conocidos por el fotógrafo, pueden ayudarle a sacar todo el potencial a esta tecnología.

Fotógrafo escondido para pasar desapercibido en la toma

Ventajas:

  • Es un sistema mucho más silencioso, fabuloso para robados, fotografía callejera, etc.
  • No hay golpe de obturador, por lo que no existe afectación en la nitidez de la toma por este motivo.
  • Es posible alcanzar tiempos de exposición mucho más bajos, de hasta 1/16.000 y 1/32.000 seg.

Inconvenientes:

  • Puede producir banding en situaciones con fuentes de luz intermitente (fluorescentes).
  • Puede producir distorsión en objetos en movimiento (rolling shutter).
  • No puede ser utilizada con flash, por problemas con la sincronización.
  • No es posible utilizarla con tiempos de exposición superiores a 1 segundo.

Lo Mejor de los Dos Mundos: Electronic First Curtain (EFC)

Como tantas cosas en este mundo de la tecnología, de la unión de las ventajas o fortalezas de cada sistema, pudiendo así paliar, o compensar, las deficiencias de los otros modos, surge una tecnología híbrida que la mayor parte de fabricantes han incorporado y que se proporciona como una tercera opción de obturación: la obturación de primera cortinilla electrónica (o electronic first curtain).

Fotografía muy nítida

Consiste en llevar a cabo la obturación del siguiente modo:

  1. Se prescinde de la cortinilla mecánica delantera, de modo que la apertura de la exposición es electrónica.
  2. Se hace uso de la cortinilla mecánica trasera para garantizar que la exposición finaliza en todo el sensor a la vez y así no hay -o es muy reducido- el retraso entre la información sobre la exposición que se lee en unas líneas y otras del sensor. Aunque el sensor tarde el tiempo que necesite para leer toda la información (como sucede con la obturación mecánica).

¿Y qué ganamos con esto? Pues muy sencillo. Éstas son las principales ventajas:

  • Conseguimos un sistema más silencioso que el mecánico, ya que sólo suena una de las dos cortinillas mecánicas.
  • Logramos un sistema que permite una nitidez igual a la del obturador electrónico, ya que es el golpe de las cortinillas mecánicas delanteras el que afecta a la nitidez, no el de las cortinillas traseras.
  • No se producen los efectos del banding -ante cualquier fuente de luz- y las deformaciones en objetos en movimiento, a diferencia de lo que sucede con la obturación electrónica.

Pero como no hay tecnología perfecta, sigue habiendo algún inconveniente 🙁

  • No es posible su uso con flash.
  • Las velocidades de obturación máximas no llegan a las de los obturadores mecánicos, ni mucho menos a los obturadores totalmente electrónicos. De hecho, las marcas suelen limitar esta velocidad en valores cercanos a 1/2.000 seg.

Elige el Modo de Obturación Más Adecuado en Cada Situación

Espero haber contribuido con este artículo a que puedas entender las características y ventajas e inconvenientes de los distintos sistemas de obturación y que, si tu cámara te ofrece la posibilidad de elegir, hagas siempre uso del modo más adecuado.

¿Que cuál uso yo? Pues habitualmente tengo configurada mi cámara con obturador mecánico y sólo si necesito elevar la velocidad de obturación por encima de 1/8.000 seg, o preciso de una ráfaga rapidísima, entonces uso el obturador electrónico. En cuanto al modo EFC, la verdad es que lo he usado en muy contadas ocasiones y buscando siempre ser más silencioso.

¿Conocías estas diferencias?, ¿tu cámara te permite elegir entre uno y otro modo?, ¿cuál es el modo que utilizas con mayor asiduidad? Es turno para el debate y para conocer cuáles son las configuraciones que utilizáis en vuestros equipos.



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