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¿Cuál es la diferencia entre un obturador electrónico y un obturador mecánico?

En una cámara DSLR moderna o sin espejo, el obturador mecánico tiene dos cortinas o persianas, cada una hecha de varias cuchillas, que se abren para permitir que la luz llegue al sensor y luego se cierran al final del tiempo de exposición especificado. Utiliza dos cortinas para que la exposición sea consistente en todo el sensor (primera y segunda cortina). Si solo hubiera una, sería como subir y luego bajar la misma persiana en una ventana: la primera parte del sensor a exponer también sería la última, y la exposición sería desigual. En cambio, el proceso comienza con la primera cortina delantera cerrada y la cortina trasera abierta. La cortina delantera se abre, comenzando la exposición, y después del tiempo de exposición establecido, la cortina trasera se cierra para finalizar la exposición. Ambas cortinas se mueven en la misma dirección (por ejemplo, de arriba a abajo), por lo que todas las partes del sensor quedan expuestas durante el mismo período de tiempo. El uso de dos cortinas también significa que el tiempo de exposición está determinado por el intervalo de tiempo entre la primera apertura y la segunda cortina que cierra, pudiéndose controlar con mucha precisión. Este mecanismo es el que limita velocidades de obturación mecánica a no sobrepasar los 1/250 seg. o menos, dependiendo del modelo de cámara, cuando se utiliza un flash o "speedlight". Pero ese es otro tema a tratar.

A diferencia del mecánico, un obturador electrónico no tiene partes móviles. En su lugar, la información de la imagen se captura directamente al sensor durante el tiempo de exposición especificado, que puede ser mucho más corto de lo que cualquier mecanismo podría soportar. Pero tiene limitaciones, por razones técnicas, tales como el ancho de banda de lectura electrónico porque los datos del sensor no se pueden guardar todos a la vez, sino que deben leerse secuencialmente, una línea (o varias líneas) de píxeles a la vez, de manera muy similar a la forma en que un cabezal de escáner se mueve secuencialmente por la cama de un escáner plano. Como resultado, la velocidad de obturación (es decir, el tiempo de exposición) puede ser mucho más rápida, pero este modo puede introducir limitaciones y problemas potenciales que trataremos a continuación.

Ejemplo del componente interno de una cámara con Obturador Mecánico:

Una unidad de obturador EOS R3.

¿Cuáles son las ventajas de un obturador electrónico?

Hay varias ventajas para los obturadores electrónicos, pero una de las más evidentes es que permiten velocidades de obturación más rápidas (exposiciones más cortas) que los obturadores mecánicos. En la EOS R3, por ejemplo, la velocidad de obturación más rápida con el obturador mecánico es de 1/8000 seg. pero con el obturador electrónico es de 1/64000 seg. Esto hace posible congelar la acción más rápida y capturar más momentos de fracción de segundo.

Los obturadores electrónicos también pueden aumentar la velocidad máxima de disparo continuo. En la EOS R5 y la EOS R6, por ejemplo, la velocidad salta de 12 fps (fotogramas por segundo) con el obturador mecánico, a 20 fps con el obturador electrónico, y en la EOS R3, el aumento es aún más dramático: pasa de 12 fps con el obturador mecánico a hasta 195 fps con el obturador electrónico (reduciendo ciertos parámetros de tamaño y calidad).

Además, debido a que un obturador electrónico no tiene partes móviles, Puede funcionar completamente silencioso. Esto abre nuevas oportunidades de velocidad de disparo, permitiendo a los fotógrafos trabajar en absoluto silencio. Algunos eventos deportivos como torneos de tenis, billar y golf, por ejemplo, tienen reglas estrictas para evitar que los ruidos de la cámara distraigan a los jugadores en un momento crucial. Un obturador silencioso también significa que los fotógrafos pueden disparar durante una representación teatral o un concierto de música clásica sin estropear la ocasión para el público. El disparo silencioso puede ser una ventaja en una amplia variedad de géneros, desde capturar retratos de bebés hasta fotografiar ceremonias de boda y documentar discursos y eventos.

Finalmente, una ventaja clave de una cámara sin espejo sobre una DSLR es que no hay movimiento del espejo para introducir vibración en el punto de captura. Un obturador electrónico lleva las cosas un paso más allá, ya que no tiene partes móviles, incluso se elimina el movimiento relativamente pequeño de la cámara producido por el "choque del obturador".

Un diagrama de un sensor de cámara con una línea de datos de píxeles que se lee a la vez, junto con un segundo diagrama de un sensor apagado, luego encendido y luego apagado nuevamente.

Con las persianas electrónicas en uso hoy en día (1), los datos del sensor se leen línea por línea. Con un obturador global (2), el sensor se lee de una vez, por lo que, en efecto, el obturador pasa de completamente cerrado a completamente abierto a completamente cerrado de nuevo. Esto elimina muchas de las deficiencias de los obturadores electrónicos, pero existen considerables desafíos técnicos para hacer que esta tecnología sea práctica, incluido el lograr suficiente velocidad del sensor y ancho de banda de datos para imágenes de alta resolución.

¿Cuáles son las desventajas de los obturadores electrónicos?

El problema potencial de mayor consideración, es el efecto de "Roller Shutter" (algunos le dicen efecto gelatina porque pareciera que el sujeto se torciera y doblara). Debido a que la información de imagen lee los píxeles del sensor línea por línea secuencial, un objeto que se mueve muy rápido puede cambiar de lugar precisamente durante el tiempo que le lleve a la cámara leer toda la información del sensor. Esto hace que el sujeto se distorsione en la imagen final. Un tren a alta velocidad, por ejemplo, puede estar justo a mitad de camino de la captura del sensor cuando se lee la línea superior de píxeles, pero ya estar mucho más cerca de la cámara el momento en que se lee la la ultima fila. En consecuencia, el tren aparecerá distorsionado en la imagen. La velocidad de obturación o más exactamente, el tiempo de exposición, sigue siendo de 1/8000 segundos o lo que se haya establecido. Es solo que cada porción de la imagen es un 1/8000 de segundo ligeramente diferente.

Los avances en la tecnología de sensores, como el diseño apilado del chip CMOS retroiluminado de la EOS R3, permiten velocidades de lectura mucho más rápidas que antes, lo que reduce en gran medida la distorsión del obturador electrónico. Otra nueva tecnología es el obturador global (o obturador total), que lee la información de todo el sensor a la vez, en lugar de línea por línea, pero esta tecnología es muy compleja, agrega ruido a la imagen, es más caro producir, y aún no puede producir señales electrónicas de muy alta calidad, por lo que, aunque se usa en algunas aplicaciones de video, no es práctica para video o imágenes fijas, donde la calidad de imagen es el requisito clave.

El parpadeo de algunas fuentes de luz, como las luces fluorescentes y LED, también puede causar bandas cuando se utiliza un obturador electrónico porque el brillo y el color de la escena cambian durante el período en que se lee en el sensor. De manera similar, puede ser difícil sincronizar un flash con un obturador electrónico porque la mayoría de los flashes producen una luz muy brillante pero muy breve, lo que significa que la intensidad de la iluminación no se mantiene durante la lectura del sensor. Sin embargo, estos problemas también pueden surgir en ciertas circunstancias con obturadores mecánicos, y las últimas tecnologías de la EOS R3 incluyen la detección de parpadeo de alta frecuencia con el obturador electrónico y también la sincronización del flash con el obturador electrónico, a velocidades de obturación de hasta 1/180 s (muy cerca de los 1/200 segundos posibles con el obturador mecánico) y con Canon Speedlites o flashes de terceros.

¿Cuáles son las ventajas de un obturador mecánico?

Las persianas mecánicas han servido muy bien a los fotógrafos durante muchos años y todavía ofrecen un par de ventajas sobre las persianas electrónicas. En primer lugar, aunque los obturadores mecánicos también exponen el sensor en "cortes" a velocidades de obturación más altas (ver ilustración anterior) y, por lo tanto, también pueden sufrir bandas o exposición desigual y color variable bajo fuentes de luz parpadeantes, esto tiende a ocurrir significativamente menos.

En segundo lugar, uno de los beneficios más comúnmente de usar un obturador mecánico es la reducción de la distorsión del "Roller Shutter". El efecto todavía puede estar presente, pero tiende a ser mucho menos perceptible con un obturador mecánico que con un obturador electrónico en una cámara con una velocidad de lectura del sensor relativamente lenta.

Por último, los obturadores mecánicos suelen ofrecer velocidades de sincronización del flash superiores a las posibles con un obturador electrónico, aunque esto rara vez supera 1/250 seg. en cualquier caso porque, a velocidades de obturación más altas incluso con un obturador mecánico, el sensor queda expuesto a través de una rendija móvil y no hay momento en que todo el encuadre esté iluminado por el flash.

¿Cuáles son las desventajas de las persianas mecánicas?

Debido a que un obturador mecánico tiene partes que deben moverse con precisión con tiempos específicos, la velocidad máxima de obturación posible es significativamente menor que con un obturador electrónico. La respuesta de un obturador mecánico tampoco es tan rápida como la de un obturador electrónico, lo que nuevamente puede ser un problema cuando la velocidad es esencial. En consecuencia, no puede congelar sujetos que se mueven muy rápido o momentos fugaces de manera tan efectiva con un obturador mecánico como con un obturador electrónico.

Además, el desplazamiento de las cortinas mecánicas del obturador produce un ruido que en algunas circunstancias puede ser bastante intrusivo. También puede causar una ligera vibración que puede provocar el movimiento de la cámara. Esto puede notarse especialmente si está utilizando teleobjetivos y velocidades de obturación relativamente lentas.

Por último, la naturaleza física de las persianas mecánicas significa que eventualmente se desgastarán.

¿Cuándo debe usar un obturador electrónico y cuándo debe usar un obturador mecánico?

El obturador electrónico es el que debe elegir cuando necesita la velocidad de disparo continuo más rápida y / o la velocidad de obturación más rápida. También es la opción lógica cuando se necesita trabajar en total silencio.

Sin embargo, si estás disparando con iluminación artificial o usando flash, entonces el obturador mecánico (o el obturador electrónico de cortina frontal) podría admitir velocidades de obturación más altas. Y si encuentra que el obturador electrónico está dando como resultado una distorsión del "Roller Shutter" en las imágenes fijas, se puede cambiar al obturador mecánico o EFCS debería resolviendo el problema.

También vale la pena señalar que, en todas las cámaras réflex digitales EOS y cámaras sin espejo de Canon, excepto en la más avanzada al momento la EOS R3, la profundidad de bits máxima cae de 14 bits con obturador mecánico a 12 bits con obturador electrónico, lo que significa que cuando disparas RAW con el obturador electrónico, la cámara guarda imágenes con una gama ligeramente más estrecha de colores y tonos. Esto no se aplica cuando se graban archivos JPEG o HEIF, porque estos tipos de archivo ya tienen una profundidad de bits menor.

* Basado en el artículo oficial de canon-europa "Electronic shutter vs mechanical shutter"