O avtorju: Matjaž Intihar / e-Fotografija.si

V zgodnjih letih fotografije, ko so začeli uporabljati dovolj občutljivo emulzijo za kratke čase osvetlitve, je svetlobo na film prepuščal centralni zaklop. Ta je vgrajen v objektiv. Kovinske lamele so se hkrati odprle in zaprle ter enakomerno osvetlile film. S prihodom zrcalno refleksnih kamer so inženirji razvili sprva platnen zavesni zaklop, kasneje iz aluminija, titana in drugih materialov, ki so omogočali krajše čase in večjo vzdržljivost.

Dolga desetletja je bil mehanski zaklop standard vsake fotokamere. A s prehodom na digitalno dobo in vse hitrejša tipala je nastopila nova možnost – elektronski zaklop, kjer ekspozicijo ne določa več premik lamel, ampak način in hitrost odčitavanja tipala. Danes smo na prehodu, ko nekateri proizvajalci, kot Nikon z modelom Z9 in Sony z A9 III, mehanskega zaklopa sploh več ne vgrajujejo.

Kaj je zaklop v kameri?

Zaklop v kameri deluje kot vrata med svetlobo in tipalom. Ko pritisnemo na sprožilec, se ta vrata na kratko odprejo in svetloba zadene tipalo. Čas, koliko dolgo so vrata odprta, imenujemo zaklopna hitrost. To je lahko del sekunde – recimo 1/1000 – ali pa več sekund, če želimo ujeti več svetlobe.

Hitrost zaklopa določa dve ključni stvari:

Osvetlitev: daljši čas pomeni svetlejšo sliko, krajši čas pa temnejšo.

Gibanje: pri daljšem času bo gibanje zamegljeno, pri krajšem pa zamrznjeno.

Pri klasičnih kamerah slišimo tisti znani »klik«, ko se mehanski zaklop odpre in zapre. Pri elektronskem zaklopu pa ni gibljivih delov – tipalo samo elektronsko določi, kdaj začne in konča zajem svetlobe. Zato je tiho, hitrejše in manj podvrženo mehanski obrabi.

Preglednica primerjave zaklopov

Centralni zaklop

Centralni zaklop je vgrajen v objektiv in ne v ohišje kamere. Deluje z več lamelami, ki se hkrati odprejo in zaprejo okoli optične osi, zato osvetlitev poteka enakomerno od središča proti robu slike.

Prednosti: tiho delovanje, enakomerna osvetlitev, sinhronizacija z bliskavico pri vseh časih.

Slabosti: dražji (v vsakem objektivu posebej), omejena hitrost (1/500–1/2000 s).

Uporaba: srednjeformatne in kompaktne kamere, kjer je ključna bliskavica in naraven prikaz gibanja.

Mehanski zavesni zaklop

Sestavljen je iz dveh lamel, ki mehansko prepuščata svetlobo na tipalo. Prva lamela se odpre, druga zapre po določenem času. To zagotavlja enakomerno osvetlitev.

Prednosti: brez rolling shutter efekta (odčitavanje vrstico za vrstico), preverjena tehnologija, naraven zajem gibanja.

Slabosti: obraba lamel, omejena hitrost (1/8000–1/12.000 s), slišen klik.

Elektronski zaklop

Ekspozicijo določa elektronsko odčitavanje tipala. Lahko je zaporedni zaklop (rolling shutter - odčitavanje točk na tipalu vrstico za vrstico) ali globalni zaklop (global shutter - brane vse točke na tipalo naenkrat).

Prednosti: tiho delovanje, ni mehanskih delov, ekstremno kratki časi (1/16000–1/32000 s in več), zelo visoke hitrosti zaporednega fotografiranja.

Slabosti: popačenja ob branju vrstic (zaporedni zaklop), zapis pasovnega vzorca (banding) pri umetni svetlobi, včasih manjši dinamični razpon (globalni zaklop).

Primer delovanja e-zaklopa

A – Rolling shutter (zaporedni zaklop)

Na levi (A) je prikazan princip branja tipala vrstico za vrstico.

Svetloba pade na tipalo (1).

Elektronski zaklop bere informacije postopoma, od vrha do dna tipala (2).

Signal se nato pošlje procesorju (3).

B – Global shutter (globalni zaklop)

Na desni (B) je prikazan princip globalnega zaklopa.

Svetloba pade na tipalo (1).

Vse točke se osvetlijo in zabeležijo istočasno (2).

Signal se nato pošlje procesorju (3).

Povzetek:

Rolling shutter – cenejši in energijsko učinkovit, a je počasnejši in povzroča popačenja pri gibanju.

Global shutter – brez popačenj, a z večjo potrošnjo energije, dražji in z nekaj kompromisi v kakovosti slike.

Zakaj sploh efekt zaporednega zaklopa (rolling shutter)?

Pri elektronskem zaklopu brez globalnega zaklopa, se tipalo bere vrstico za vrstico. Če se objekt ali kamera hitro premikata, nastane zamik – to imenujemo efekt zaporednega zaklopa. Posledica so nagnjeni stolpi, popačena kolesa...

Mehanski in elektronski zaklop pri sodobnih CSC kamerah

Večina sodobnih CSC (brezzrcalnih) kamer danes omogoča uporabo dveh načinov zaklopa – mehanskega (zavesnega) in elektronskega. Oba imata svoje prednosti in slabosti, zato je dobro vedeti, kdaj izbrati enega ali drugega.

Mehanski zaklop (zavesni):

Uporablja se že desetletja in ponuja preverjeno zanesljivost.

Prednost je v tem, da se izognemo težavam z rolling shutter efektom, saj mehanski zaklop tipalo osvetli enakomerno.

Priporočljiv je pri fotografiranju hitro premikajočih se motivov, umetni svetlobi (npr. LED ali fluorescentni), kjer lahko elektronski zaklop povzroči pasove (banding).

Elektronski zaklop:

Omogoča popolnoma neslišno fotografiranje – zelo uporabno pri porokah, koncertih, športnih dogodkih v zaprtih prostorih.

Dosega bistveno hitrejše čase (tudi 1/32.000 s ali več), kar pride prav pri svetlih pogojih, če želimo fotografirati z zelo odprto zaslonko.

Omogoča hitrejše zaporedno fotografiranje (burst), saj ni mehanskega premikanja zavesic.

Slabosti: pri hitrem gibanju lahko pride do rolling shutter popačenja (nagnjeni objekti, popačena kolesa), pri umetni svetlobi pa do neenakomerne osvetlitve.

Kdaj uporabiti katerega:

Mehanski zaklop – za šport, hitro akcijo, umetno svetlobo in kadar želimo najbolj naravne rezultate brez tveganja popačenj.

Elektronski zaklop – za tiho fotografiranje, zelo hitre čase zaklopa, zaporedne posnetke in kadar želimo manj mehanske obrabe zaklopa.

Zadnja generacija kamer (npr. Nikon Z9, Sony A9 III) je s hitrimi “stacked” tipali in celo globalnim zaklopom že skoraj povsem odpravila pomanjkljivosti elektronskega zaklopa. A pri večini kamer je še vedno priporočljivo dobro premisliti, kdaj uporabiti en ali drugi način.

Najnovejši primeri: Canon, Nikon in Sony

Canon EOS R1: Canon še vedno ponuja oba zaklopa. Mehanski zaklop ostaja kot varna izbira za popolno odsotnost rolling shutter popačenj, elektronski pa omogoča tiho in hitro delovanje.

Sony A1 in A1 II: uporabljata zloženo tipalo z izjemno hitrim branjem. Zato je efekt zaporednega zaklopa minimalen, a teoretično še vedno obstaja. V obeh kamerah je še vedno tudi mehanski zaklop.

Nikon Z9 (in Z8): uporabljata zloženo tipalo, ki se bere tako hitro, da je efekt zaporednega zaklopa pri fotografiji praktično neviden. Pri videu v 8K/60p se občasno še lahko pokaže pri ekstremno hitrih premikih. Nikon je zato lahko mehanski zaklop v celoti odstranil.

Sony A9 III: prva kamera s pravim globalnim zaklopom na CMOS tipalu. Vse točke tipala se izpostavijo in preberejo hkrati – efekta zaporednega zaklopa ni več. Slabost je visoka cena in nekoliko manjši dinamični razpon v primerjavi z najboljšimi zloženimi tipali.

Povzetek:

Nikon Z9/Z8, Sony A1/A1 II – efekt zaporednega zaklopa je zloženim tipalom praktično odpravljen, a teoretično še vedno obstaja pri ekstremnih pogojih.

Sony A9 III – prvič v praksi popolna odprava efekta zaporednega zaklopa z globalnim zaklopom. To je mejnik, ki bo tehnologijo postopno prenesel tudi v širšo rabo.

Zaključek – prihodnost kontrole časa zajema je samo še elektronska

Razvoj tipal in hitrosti branja je omogočil, da se poslavljamo od mehanskih zaklopov, ki so fotografiji služili več kot stoletje. Tako kot so centralni zaklopi v objektivih postali zgodovina, bodo tudi zavesni mehanski zaklopi kmalu le še spomin.

Danes smo v PRO modelih kamer, že v prehodnem obdobju – Canon v R5 MkII in R1 še vedno ponuja oba sistema, Nikon je v Z8 in Z9 mehanski zaklop že opustil, Sony pa z modelom A9 III prvič prinaša globalni zaklop in popolno odpravo efekta zaporednega zaklopa.

Skratka - Fotografska kamera je na pragu obdobja, ko bo odločilni trenutek s sodobnimi kamerami zajet povsem elektronsko – tiho, hitro in brez mehanskih omejitev. V bistvu se mora tehnologija poceniti in bo lahko vpeta tudi v kamere nižjih cenovnih razredov.

O avtorju: Matjaž Intihar / e-Fotografija.si