Otturatore elettronico vs otturatore meccanico: chi sarà il vincitore?

Otturatore elettronico o otturatore meccanico? 

Una domanda, che quando ho iniziato a fotografare non potevo pormi, visto che quello meccanico era l'unico presente nelle fotocamere a pellicola.
Ma ormai è un dubbio più che lecito ai giorni nostri, dove la tecnologia viaggia come un treno.

Ecco quindi spiegato il perché di questo interessante post, dove ti spiegherò le differenze tra questi due tipi di otturatore per fotocamera, per capire quale meglio si adatta alle tue esigenze.

Sei pronto a capire le principali differenze tra otturatore elettronico e meccanico?

Otturatore meccanico: il passato

Abbiamo analizzato il funzionamento dei diversi modelli di otturatore meccanico in questo post intitolato "Otturatore a tendina e otturatore centrale: come funziona una Reflex".  
Ti lascio comunque un breve riassunto per ricordarti di cosa stiamo parlando.

Ormai la maggior parte delle fotocamere in commercio presenta un otturatore meccanico a tendina che può funzionare in due differenti modalità.

Otturatore meccanico: il funzionamento

A seconda del tempo di esposizione scelto, possiamo avere due differenti modelli di acquisizione dell'immagine:

• Con tempi di scatto abbastanza lenti (più lenti di 1/250s), il sensore viene completamente esposto alla luce grazie al movimento separato delle due tendine.  Si muove la prima tendina e si scopre il sensore, solo successivamente si muove la seconda tendina per coprire il sensore. In questo modo l'immagine viene acquisita in un'unica tranche.
• Con tempi di scatto veloci (superiori a 1/250s), il sensore non viene mai esposto completamente alla luce. Questo avviene perché quando la seconda tendina inizia a muoversi, la prima non ha ancora finito di spostarsi. Il risultato è che l'immagine viene acquisita in rapidi intervalli di tempo, attraverso le strisce che si formano tra le due tendine e non in una volta sola come quando avviene con lunghi tempi di posa.

L'otturatore elettronico: il futuro

Anche se sono ancora poco utilizzati nelle fotocamere attuali rappresentano gli otturatori di ultima generazione. E quasi sicuramente, viste le grosse potenzialità di cui dispongono, sostituiranno in pochi anni gli otturatori meccanici.

Otturatore elettronico: i vantaggi

I principali vantaggi di un otturatore elettronico sono:

• Robustezza.
• Resistenza all'usura: visto che non ci sono in questo caso parti meccaniche in continuo movimento.
• Silenzioso: rispetto a quello meccanico, l'otturatore elettronico è completamente impercettibile all'udito. Questo fattore, per esempio, ti permette di passare inosservato e non far allontanare un possibile soggetto, preda dei tuoi scatti.
• Elimina completamente il rischio di micromosso dovuto alle vibrazioni dell'otturatore. Questo fenomeno non ha niente a che vedere con il sollevamento dello specchio che avviene nelle reflex. Ma è legato al movimento delle tendine dell'otturatore meccanico, che in alcune condizioni di scatto (macro) possono causare del fastidioso micromosso.
• Permette tempi di scatto molto più veloci dell'otturatore meccanico.
• Migliora la performance della batteria, visto che la fotocamera non "spreca" energia per chiudere e aprire le tendine a ogni scatto.
• Nelle fotocamere mirrorless, l’otturatore elettronico migliora la velocità ed il tracking dell’autofocus.
• Visto che non ci sono parti in movimento, ha generalmente una frequenza di fotogrammi più alta che con un otturatore meccanico.

Otturatore elettronico: i difetti

Nonostante i grossi vantaggi che l'otturatore elettronico può offrire, attualmente ci sono ancora poche reflex e mirrorless che offrono l'opzione di utilizzare questo tipo di otturatore per scattare fotografie (esempio Panasonic GH4).

Comunque tutte le fotocamere reflex di ultima generazione hanno montato un otturatore elettronico nella loro struttura.
Generalmente però viene usato solo in live view o per girare dei video, mentre per fotografare viene spesso usato l'otturatore meccanico.

Per capire il perché di questa limitazione di utilizzo dell'otturatore elettronico, bisogna guardare a quale tipo di sensore della fotocamera è stato accoppiato.

Affronteremo la differenziazione dei sensori in maniera un po' più approfondita in questo articolo: Sensore Ccd vs sensore Cmos: una sfida all'ultimo pixel. 

Ma una breve premessa direi che non può far male.
Le fotocamere in commercio presentano ormai  due tipologie di sensori:

1. CCD (Charge-Coupled Device).
2. CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor).

I sensori CCD o CMOS differiscono tra loro per velocità e differente procedimento di acquisizione dell'immagine.
É proprio questo diverso modo di percepire la scena, combinata con l'attività dell'otturatore, che determina dei significativi problemi grafici nel risultato finale delle tue fotografie.

Otturatore elettronico Rolling Shutter

L'otturatore elettronico montato su un sensore CMOS viene definito 'Rolling shutter' e si comporta come l'otturatore meccanico in modalità tempi veloci. 

Quindi non acquisisce l'intera immagine in un unico momento ma progressivamente a piccoli intervalli.
Vengono infatti letti prima i pixel della parte superiore del sensore rispetto a quelli presenti nella parte inferiore (simile a uno scanner).

Questa modalità di acquisizione dell'otturatore elettronico presenta però degli evidenti fenomeni distorsivi nei soggetti in rapido movimento.
Nella gif sottostante puoi vedere gli effetti del Rolling shutter.

Inoltre in determinate condizione di luce artificiale può creare dei seri problemi di luminosità.
Le tue fotografie in questo caso potrebbero presentare delle fastidiose bande di diversa intensità luminosa, come nelle immagini sottostanti.

Questi fenomeni distorsivi non si verificano invece nel caso dell'otturatore meccanico.

Perché l'otturatore meccanico non ha questi problemi?

Senza entrare in troppi tecnicismi la differenza di comportamento dei due otturatori è dovuta alla differente velocità di acquisizione dell'immagine.

Nell'otturatore meccanico non abbiamo problemi di distorsione o di bande luminose perché la velocità di acquisizione è nettamente superiore a quello elettronico.
Le variazioni di acquisizione tra la parte superiore e inferiore del soggetto esistono ma sono praticamente impercettibili.

Quando gli otturatori rolling shutter avranno superato questo problema, penso che in pochissimo tempo monopolizzeranno il mercato.

Nel video sottostante c'è un'animazione creata da Raymond Siri dove puoi vedere il funzionamento del sensore cmos.

Otturatore elettronico Global Shutter

L'otturatore elettronico montato su un sensore ccd viene definito global shutter. 

In questo caso l'otturatore elettronico si comporta come un otturatore meccanico in modalità tempi lenti.
In questi sistemi, il sensore viene completamente esposto alla luce e di conseguenza l'immagine viene acquisita in una sola volta, non progressivamente come abbiamo visto nel caso precedente.

Per via di questa sua modalità di acquisizione delle immagini, il global shutter non presenta nessun effetto distorsivo tipico del rolling shutter, qualsiasi sia il tempo di posa da te scelto. 

Perché non usiamo sempre l'otturatore elettronico Global Shutter?

Questa tipologia di otturatore fotografico è di costruzione più complessa di quello rolling shutter. 

Questo fattore determina una diversa morfologia del sensore, con una conseguente riduzione dell'area disponibile per la raccolta della luce e dell'acquisizione dell'immagine.

La conseguenza di questo processo è una peggiore qualità delle fotografie con:

• Un aumento del rumore digitale.
• Una diminuzione della saturazione dei colori e del contrasto.

Inoltre i sensori CCD hanno un costo di costruzione nettamente maggiore rispetto ai CMOS e come puoi immaginare non è un fatto di poco conto per chi li crea.

Nel video sottostante puoi vedere il funzionamento del sensore ccd sempre a cura dello stesso autore.

Otturatore elettronico o meccanico?

Tiriamo ora  le somme di quanto abbiamo detto in modo tale da avere un quadro completo della situazione.

Inizio subito con il dirti che a mio avviso non esiste un otturatore fotocamera migliore di un altro in senso assoluto, ma dipende sempre dall'utilizzo che ne farai.

Abbiamo visto che, per ora, la maggior parte dei corpi macchina in commercio è dotato di otturatore meccanico,  visto che questo sistema oltre ad non avere effetti distorsivi dell'immagine presenta una migliore e più alta sincronizzazione con il flash.

Ad ogni modo nel caso tu disponga di un otturatore elettronico o voglia avvicinarti a questo nuovo mondo ricordati, in particolar modo se usi un rolling shutter, che:

• Questi otturatori non sono adatti per soggetti in rapido movimento, peggio ancora se in presenza di luce artificiale, per via dei grossi fenomeni distorsivi di cui abbiamo parlato. Quindi se sei un fotografo sportivo o sei appassionato di fotografia naturalistica, questo otturatore non fa proprio al caso tuo, almeno per ora.
• Se invece ti piace riprendere soggetti statici, come per esempio avviene nella fotografia paesaggistica o di ritratto, potresti seriamente pensare di passare allo shutter elettronico per godere dei vantaggi che può offrirti in questi ambiti fotografici.

Otturatore elettronico: una curiosità dal futuro

Questa è la situazione attuale ma come già saprai il mondo della fotografia é sempre in continua evoluzione.
Infatti è proprio di quest'anno la notizia che Sony ha annunciato la creazione di un innovativo sensore. 

Senza entrare nei dettagli si tratta di un sensore CMOS, quindi appartenente alla categoria di sensori digitali che presentano il problema del rolling shutter.

La particolarità di questo sensore, risiede nel fatto che è stato costruito in modo tale che tutti i pixel possano essere esposti simultaneamente.
Questo fattore permette di acquisire l'immagine in una volta sola, invece che in maniera sequenziale (riga dopo riga), come avviene usualmente con i sensori CMOS tradizionali.

Per ora stiamo parlando di un piccolo sensore di prova, ma comunque si sta per compiere un grosso passo avanti, che potrebbe finalmente porre fine al noioso problema del rolling shutter e rimettere di nuovo in gioco la leadership tra otturatore meccanico e otturatore elettronico.