En fotografía , un obturador es un dispositivo que permite el paso de la luz durante un período determinado, exponiendo una película fotográfica o un sensor digital fotosensible a la luz para capturar una imagen permanente de una escena. Un obturador también se puede utilizar para permitir que los pulsos de luz pasen hacia el exterior, como se ve en un proyector de películas o una lámpara de señales . Un obturador de velocidad variable se utiliza para controlar el tiempo de exposición de la película. El obturador está construido de modo que se cierre automáticamente después de un cierto intervalo de tiempo requerido. La velocidad del obturador se controla automáticamente por la cámara en función de los ajustes generales de la cámara, manualmente a través de ajustes digitales o manualmente mediante un anillo externo a la cámara en el que se marcan varios tiempos.
Los obturadores de cámara se pueden montar en varias posiciones:
En algunas cámaras con capacidad limitada de intercambio de lentes se utilizaban obturadores detrás del lente. En los primeros tiempos de la fotografía se utilizaban obturadores delante del lente, a veces simplemente una tapa del lente que se quita y se vuelve a colocar para las exposiciones prolongadas requeridas. Se han utilizado otros mecanismos además de la apertura de dilatación y las cortinas deslizantes; cualquier cosa que exponga la película a la luz durante un tiempo específico será suficiente.
El tiempo durante el cual un obturador permanece abierto (tiempo de exposición, a menudo llamado "velocidad de obturación") está determinado por un mecanismo de sincronización. Estos eran originalmente neumáticos (obturador compuesto) o de relojería , pero desde finales del siglo XX son en su mayoría electrónicos . Los obturadores mecánicos generalmente tenían un ajuste de tiempo , donde el obturador se abría cuando se presionaba el botón y permanecía abierto hasta que se presionaba nuevamente, un ajuste de bulbo donde el obturador permanecía abierto mientras se presionaba el botón (originalmente se accionaba apretando una pera de goma real) y exposición instantánea , con ajustes que iban desde 30" a 1/4000" para los mejores obturadores de láminas, más rápido para obturadores de plano focal y más restringido para los tipos básicos. El recíproco del tiempo de exposición en segundos se usa a menudo para grabar ajustes de obturador. Por ejemplo, una marca de "250" denota 1/250". Esto no causa confusión en la práctica.
El tiempo de exposición y la apertura efectiva de la lente deben ser tales que permitan que la cantidad de luz adecuada llegue a la película o al sensor. Además, el tiempo de exposición debe ser adecuado para manejar cualquier movimiento del sujeto. Por lo general, debe ser lo suficientemente rápido como para "congelar" el movimiento rápido, a menos que se desee un grado controlado de desenfoque de movimiento , por ejemplo, para dar una sensación de movimiento.
La mayoría de los obturadores tienen un interruptor de sincronización del flash para activar el flash , si está conectado. Esto era bastante complicado con los obturadores mecánicos y las lámparas de flash que tardaban un tiempo considerable en alcanzar el brillo máximo; los obturadores de plano focal lo hacían aún más difícil. Se diseñaron lámparas de flash especiales que tenían una duración prolongada, iluminando la escena durante todo el tiempo que tarda una ranura del obturador de plano focal en moverse por la película. Estos problemas se resolvieron esencialmente para los obturadores que no eran de plano focal con la llegada de las unidades de flash electrónicas que se disparan prácticamente instantáneamente y emiten un destello muy corto.
Al utilizar un obturador de plano focal con un flash, si el obturador se configura en su velocidad de sincronización X o más lenta, se expondrá todo el fotograma cuando se dispare el flash (de lo contrario, solo se expondrá una banda de la película). Algunos flashes electrónicos pueden producir un pulso más largo compatible con un obturador de plano focal operado a velocidades de obturación mucho más altas. El obturador de plano focal seguirá impartiendo distorsiones de obturador de plano focal a un sujeto que se mueva rápidamente.
La cinematografía utiliza un obturador de disco giratorio en las cámaras de cine , un disco que gira continuamente y oculta la imagen con un espejo réflex durante el movimiento intermitente entre la exposición de un fotograma y otro. Luego, el disco gira hacia una sección abierta que expone el siguiente fotograma de la película mientras está sujeto por el pasador de registro .
Un obturador de plano focal se coloca justo delante de la película, en el plano focal , y mueve una abertura a través de la película hasta que se ha expuesto todo el fotograma. Los obturadores de plano focal suelen implementarse como un par de cortinas de tela, metal o plástico herméticas a la luz. Para velocidades de obturación más lentas que un cierto punto (conocido como la velocidad de sincronización X del obturador), que depende de la cámara, una cortina del obturador se abre y la otra se cierra después del tiempo de exposición correcto. A velocidades de obturación más rápidas que la velocidad de sincronización X, la cortina superior del obturador se desplaza a través del plano focal, con la segunda cortina detrás, moviendo efectivamente una rendija a través del plano focal hasta que cada parte de la película o sensor haya sido expuesta durante el tiempo correcto. El tiempo de exposición efectivo puede ser mucho más corto que para los obturadores centrales, a costa de cierta distorsión de los sujetos que se mueven rápidamente.
Los obturadores de plano focal tienen la ventaja, en comparación con los obturadores de láminas centrales, de permitir el uso de lentes intercambiables sin necesidad de un obturador independiente para cada lente. (Los obturadores de láminas detrás de la lente también permiten intercambiar la lente utilizando un solo obturador).
También tienen varias desventajas:
Un obturador de hojas simple es un tipo de obturador de cámara que consiste en un mecanismo con una o más hojas metálicas pivotantes que normalmente no permiten que la luz pase a través de la lente hacia la película, pero que cuando se activa abre el obturador moviendo las hojas para descubrir la lente durante el tiempo necesario para realizar una exposición, y luego se cierra.
Los obturadores de hojas simples tienen una o dos hojas que giran para permitir que la luz pase a través de la lente cuando se activan. Si se utilizan dos hojas, tienen bordes curvos para crear una apertura aproximadamente circular. Por lo general, tienen una sola velocidad de obturación y se encuentran comúnmente en cámaras básicas, incluidas las cámaras desechables . Algunos tienen más de una velocidad.
En la versión más simple del obturador de guillotina, una placa con una abertura se desliza a través de la abertura de la lente. Las versiones simples de las décadas de 1880 y 1890 se conocían a menudo como obturadores de caída. Funcionaban verticalmente y generalmente se accionaban mediante una banda de goma, un resorte o simplemente la gravedad. Más tarde, se adaptaron para funcionar horizontalmente en cámaras de mano donde se accionaban con resorte mediante tensión de resorte o regulación neumática. [1]
Muchas cámaras de cajón económicas tenían un obturador que consistía en un disco de metal redondo con un orificio perforado junto con una palanca de liberación accionada por resorte, con el disco sólido bloqueando la entrada de luz a la cámara. Cuando se acciona la palanca de liberación del obturador, el resorte hace que el disco gire rápidamente una vez para que el orificio pase por la apertura de la cámara y permita que la luz pase por un breve momento. Los obturadores rotativos generalmente solo tenían una velocidad de obturación fija e imprecisa, aunque la mayoría de las cámaras tenían un ajuste de tiempo que bloqueaba el obturador abierto cuando se accionaba la palanca de liberación, lo que permitía exposiciones más prolongadas.
La placa del obturador consistía en una parte de una esfera integrada para girar detrás de la lente. Era un tipo de obturador que se encontraba en la fotosfera y otras cámaras. [2]
Un obturador de diafragma o de láminas [3] (a diferencia del obturador de láminas simple mencionado anteriormente) consta de una serie de láminas delgadas que destapan brevemente la apertura de la cámara para realizar la exposición. Las láminas se deslizan una sobre otra de manera que crean una apertura circular que se agranda lo más rápido posible para descubrir toda la lente, permanece abierta durante el tiempo requerido y luego se cierra de la misma manera. [4] Cuanto mayor sea el número de láminas, más exactamente circular será la apertura. La sincronización del flash se logra fácilmente con un par de contactos que se cierran cuando el obturador está completamente abierto.
Lo ideal es que el obturador se abra instantáneamente, permanezca abierto el tiempo necesario y se cierre instantáneamente. Esto es básicamente así a velocidades más lentas, pero a medida que las velocidades se acercan a su máximo, el obturador está lejos de estar completamente abierto durante una parte significativa del tiempo de exposición. En efecto, el obturador actúa como una apertura adicional y puede provocar una mayor profundidad de campo , algo indeseable si se utiliza un enfoque superficial de forma creativa. O puede provocar viñeteado mecánico si el diafragma está fuera del objetivo (como un obturador de plano focal o un filtro de apodización).
El término obturador de diafragma también se ha utilizado para describir un diafragma óptico con una ranura, cerca del plano focal de una cámara de película móvil de alta velocidad. [5]
Algunos tipos y fabricantes de contraventanas de hojas se hicieron muy conocidos. La primera contraventana Compound tenía un mecanismo neumático, con un pistón que se deslizaba contra la resistencia del aire en un cilindro. Eran más silenciosas a bajas velocidades que las de relojería, pero potencialmente muy imprecisas. Mecanismos de relojería más precisos reemplazaron al freno de aire, y la alemana Compur , [3] [6] y la posterior Synchro-Compur, se convirtieron prácticamente en la contraventana de calidad estándar. Más tarde, la contraventana japonesa Copal fue ampliamente adoptada en equipos de calidad. Las contraventanas alemanas Prontor y japonesas Seikosha también fueron ampliamente utilizadas. Up and Down with Compur: The development and photo-historical meaning of leaf shutters , de Klaus-Eckard Riess, traducido por Robert "The Professor" Stoddard [3] ofrece una historia detallada y una descripción técnica de las contraventanas de hojas. La empresa Compur Monitor todavía estaba en el negocio en 2012 [actualizar], pero solo fabricaba sistemas de detección de gas. [7] Las contraventanas de hojas con los nombres Compur, Copal y Seiko ya no se fabrican. [6]
Un obturador central no es un tipo de obturador como tal, sino que describe la posición del obturador: normalmente es un obturador de láminas (o un obturador de láminas simple) y se ubica dentro del conjunto de lentes, donde una abertura relativamente pequeña permite que la luz cubra toda la imagen. Los obturadores de láminas también se pueden ubicar detrás, pero cerca, de la lente, lo que permite la intercambiabilidad de lentes. La alternativa a un obturador central o detrás de la lente es un obturador de plano focal .
Las cámaras con lentes intercambiables con un obturador central dentro del cuerpo de la lente requieren que cada lente tenga un obturador incorporado. En la práctica, la mayoría de las cámaras con lentes intercambiables utilizan un obturador de plano focal único en el cuerpo de la cámara para todas las lentes, mientras que las cámaras con una lente fija utilizan un obturador central. Sin embargo, muchas cámaras de formato medio y la mayoría de las de formato grande tienen lentes intercambiables, cada una equipada con un obturador central. Algunas cámaras con lentes intercambiables tienen un obturador de láminas detrás de la lente. Las cámaras de prensa de formato grande a menudo tenían un obturador de plano focal. Algunas tenían tanto un obturador de plano focal (para intercambiar lentes) como una lente con obturador central (para sincronizar el flash); un obturador se bloqueaba abierto.
Las cámaras de película, pero no las cámaras digitales, con un obturador central y lentes intercambiables a menudo tienen un obturador secundario o diapositiva oscura para cubrir la película y permitir cambiar la lente a mitad del rollo sin empañar la película.
Las principales ventajas de los obturadores de láminas centrales y detrás de la lente en comparación con un obturador de plano focal son:
Algunas desventajas de la persiana central son:
Los sensores de imagen digital (tanto los sensores de imagen CMOS como los CCD ) se pueden construir para brindar una función equivalente a la del obturador al transferir muchas cargas de celdas de píxeles a la vez a un obturador doble sombreado emparejado llamado obturador de transferencia de fotogramas . Si el fotograma completo se transfiere a la vez, es un obturador global. A menudo, las celdas sombreadas se pueden leer de forma independiente, mientras que las otras vuelven a recolectar luz. [8] Es posible un funcionamiento extremadamente rápido del obturador ya que no hay partes móviles ni transferencias de datos serializados . El obturador global también se puede utilizar para videos como reemplazo de los obturadores de disco giratorio .
Los sensores de imagen sin un doble fotograma sombreado deben utilizar una transferencia de datos serializada de píxeles iluminados llamada obturador rotatorio . Un obturador rotatorio escanea la imagen línea por línea, de modo que se exponen diferentes líneas en diferentes instantes, como en un obturador mecánico de plano focal, de modo que el movimiento de la cámara o del sujeto causará distorsiones geométricas, como sesgo o tambaleo. [9]
En la actualidad, la mayoría de las cámaras digitales utilizan una combinación de obturador mecánico y obturador electrónico o solo obturador mecánico. El obturador mecánico puede alcanzar hasta 1/16000 segundos (por ejemplo, la cámara de película Minolta Dynax/Maxxum/α-9 tenía un máximo de 1/12000, un récord en su época, y la serie Nikon D1 digital posterior podía alcanzar 1/16000), mientras que el obturador electrónico puede alcanzar al menos 1/32000 segundos, que se utiliza en muchas cámaras con superzoom y, actualmente, en muchas cámaras Fujifilm APS-C (X-Pro2, X-T1, X100T y otras).
Los sensores CMOS apilados combinan el propio sensor de imagen con los convertidores analógico-digitales y la memoria digital en el mismo paquete. La lectura de estos sensores es más rápida que la de los sensores tradicionales, porque la imagen digitalizada se transfiere a la memoria digital del propio sensor durante la lectura y solo después se transfiere fuera del sensor. Esto da como resultado un obturador electrónico que es tan rápido como un obturador mecánico de plano focal. Algunas cámaras que utilizan sensores apilados, como la Nikon Z 9 , eliminaron por completo el obturador mecánico. El rango dinámico y el rendimiento de ruido no se ven comprometidos, porque estos sensores no utilizan un obturador global.
El retardo de obturación es el tiempo que transcurre entre que se presiona el disparador y comienza la exposición. Si bien este retraso era insignificante en la mayoría de las cámaras de película y algunas digitales, muchas cámaras digitales tienen un retraso significativo, que puede ser un problema con sujetos que se mueven rápidamente, como en la fotografía deportiva y de acción. El retardo de obturación de una cámara puente como la Pentax X90 2010 es relativamente corto, 1/50 s, [10] o 21 milisegundos (ms). La Canon 50d dSLR tiene un retraso especificado de 131 ms. [11]
En muchos casos, el retraso del enfoque automático (AF) es la causa principal del retraso del obturador. Las cámaras de menor costo y las situaciones de poca luz o bajo contraste harán que el efecto sea más pronunciado y es en estos casos que el retraso del AF se nota más. La mayoría de los sistemas AF utilizan el contraste para determinar el enfoque; en situaciones donde el contraste es bajo, la velocidad a la que la cámara puede determinar el mejor enfoque puede ser bastante notable. Dado que la mayoría de las cámaras modernas no activan el obturador hasta que se completa el enfoque automático, el resultado es el retraso del obturador. En estos casos, el fotógrafo puede cambiar al enfoque manual para evitar el retraso que es atribuible a la función AF.
Un ciclo de obturación es el proceso por el cual el obturador se abre, se cierra y se restablece hasta el punto en que está listo para abrirse nuevamente. La expectativa de vida de un obturador mecánico se expresa a menudo como un número de ciclos de obturación. La mayoría de las cámaras digitales guardan la información del ciclo de obturación junto con las fotos, que contiene información valiosa como la velocidad de obturación, la apertura y el número de obturadores. [12] Existen múltiples sitios web y aplicaciones para acceder a los datos EXIF.
En la proyección de películas , el obturador permite que la luz pase desde la lámpara para iluminar la película hasta la pantalla de proyección. Para evitar el parpadeo del brillo, un obturador de disco giratorio de doble hoja permite que la luz pase dos veces por fotograma de la película en una proyección de 24 fps, lo que da como resultado 24 * 2 = 48 Hz, que es el umbral de fusión de parpadeo del brillo más bajo . Para 16 fps (la mayoría de las películas mudas y el formato normal de 8 mm ) y 18 fps ( Super 8 ), se utiliza un obturador de triple hoja, ya que 16 * 3 = 48 Hz y 18 * 3 = 54 Hz.
Los obturadores también se utilizan simplemente para regular pulsos de luz, sin necesidad de utilizar película, como en una lámpara de señalización .
