Hai mai fotografato un’elica con una fotocamera digitale o con il tuo smartphone? Se sì, avrai sicuramente notato gli strani effetti che le pale rotanti generano nell’immagine: una sorta di aberrazione che si presenta ogni volta che proviamo a fotografare qualcosa che si sposta molto velocemente nell’area inquadrata. Si tratta del fenomeno causato dal “rolling shutter” (otturatore rotante) proprio di tutti i sistemi di acquisizione basati sulla scansione.
Il sensore dei nostri dispositivi, tipicamente in tecnologia CMOS, effettua una sorta di “passata” sulla sua matrice e crea l’immagine in una frazione di secondo, con un processo simile a quello di uno scanner. Sebbene questo tempo sia rapidissimo, esistono oggetti il cui movimento è talmente veloce da provocare un cambiamento di posizione durante la scansione stessa, ed ecco lo strano effetto dell’elica.
Ho trovato una bella GIF animata, che puoi vedere qui sotto, in cui si riesce a visualizzare bene il fenomeno ed anche il link ad un simulatore, dove puoi provare a smanettare cambiando alcuni parametri (come la velocità di rotazione dell’elica: “w”) per vedere che effetto fa… Nerd eh?!?!
🙂
Rolling shutter
21/11/2015 di Pega
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Non ho capito perché l’effetto viene imputato al sensore CMOS. Ok per una compatta con otturatore elettronico. Ma in una reflex l’esposizione non è determinata dalla tendina ? Insomma è la fessura tra le due tendine in movimento (per le esposizioni brevissime) che scorrendo creano l’effetto “scanner”, ma poi il risultato dovrebbe essere lo stesso qualunque sia il sensore (CMOS, CCD o pellicola) ? Dove sbaglio ?
Anche io mi sono fatto questa domanda e credo la risposta stia nel tempo “effettivo” che la fotografia digitale richiede, detta anche “sensor readout”.
In pratica succede che, sebbene l’esposizione di ogni pixel duri per il tempo impostato dal fotografo e operato dalle due tendine (es: 1/2000), il tempo tecnologicamente necessario a fare l’intero passaggio sul sensore sia molto più lento (anche 1/10 di secondo) e questo provoca la visione di una scena leggermente diversa tra l’inizio e la fine dello scatto.
Nelle fotocamere a pellicola questo effetto non è del tutto assente (ci sono esempi famosi) ma molto ridotto a causa della maggior velocità in cui effettivamente viene completato lo scatto.
Non so se son stato chiaro ma se vuoi posso provare a raccogliere e linkare un po’ di materiale.
Se la DSLR aspettasse la fine dello scatto (tendina) prima di leggere il sensore l’effetto sarebbe lo stesso della pellicola: una volta completata l’esposizione ci posso anche impiegare tanto tempo a leggere il sensore, ma tanto questo resta al buio e l’immagine non cambia. Evidentemente il readout del sensore inizia prima, quando ancora le tendine sono ancora in movimento ? O piuttosto è la “preparazione” del sensore (applicazione della tensione elettrica, svuotamento dalla carica accumulata precedentemente o cose del genere) che nei CMOS avviene durante il movimento della tendina ? In effetti esistono cose tecniche che ignoro e che magari sarebbe utile conoscere per fare foto più “consapevoli” !
Si, credo che la lentezza sia intrinsecamente legata alle problematiche tecnologiche di come funziona il sensore, che non può acquisire l’immagine più velocemente. Di conseguenza l’esposizione sulla riga di pixel è al tempo impostato (es: 1/2000) ma l’intera operazione non può avvenire più rapidamente di quanto lo consentano le attuali tecnologie.
Ho trovato un interessante articolo sul sito di Juza qui -> http://www.juzaphoto.com/article.php?l=it&t=otturatore_meccanico_ed_elettronico
😯 illuminante!
Grazie, interessante l’articolo di Juza ! Se ho capito bene l’esempio del ventilatore nel normale funzionamento delle dslr non c’è l’effetto del rolling shutter (o almeno è ridotto al pari di una macchina a pellicola); l’effetto esiste solo azionando l’otturatore elettronico, per funzionalità tipo “live view” o scatto silenzioso.
Per le reflex è ridotto ma non assente, dipende dalla tecnologia del sensore. Stanno uscendo sensori velocissimi che tendono ad annullare il problema (ma a crearlo al portafogli… 🙂 )
Forse inizio a capire: se aspettassi che tutti i pixel fossero inizializzati prima di aprire la tendina creerei un lag di tempo intollerabile al momento dello scatto. Quindi la necessità di anticipare le operazioni elettroniche del sensore, che parzialmente devono avvenire contemporaneamente al movimento della tendina. Lo stesso per il readout dopo lo scatto: se aspetto a leggere tutti i pixel prima di iniziare lo scatto successivo mi posso scordare le raffiche …
Credo tu abbia colto nel segno.
this is so interesting. thank you.