Затворы для камер

Фотографический затвор — это механизм, управляющий временем, в течение которого свет попадает на светочувствительный элемент камеры, будь то плёнка или матрица. По сути, это занавес, который открывается для экспонирования кадра и закрывается, чтобы его завершить. От его конструкции и характеристик напрямую зависят не только выдержка, но и работа со вспышкой, а также форма движущихся объектов.

Затворы можно разделить на три большие группы: центральные, шторные и электронные. Первые два — это классические механизмы, а третий — современная цифровая технология, которая всё чаще вытесняет механику, но имеет свои особенности.

Центральный затвор, который также называют лепестковым, как правило, встроен в объектив и состоит из тонких перекрывающихся лепестков, напоминающих диафрагму. При спуске лепестки одновременно раскрываются от центра к краям, открывая путь свету, а затем закрываются в обратном направлении. Ключевой особенностью центрального затвора является то, что экспонирование всей площади кадра происходит мгновенно и одновременно. Это полностью исключает искажения формы быстродвижущихся объектов, таких как пропеллер самолета или гоночный автомобиль. Кроме того, лепестковый затвор может работать со вспышкой на любой доступной выдержке, что является одним из главных его преимуществ. Это позволяет эффективно подсвечивать объекты в яркий солнечный день на коротких выдержках, не опасаясь, что вспышка не успеет осветить весь кадр. Такие затворы встречаются в основном в компактных камерах и в камерах высокого класса для студийной и репортажной съёмки, особенно в среднеформатной фотографии. Их плюсами являются бесшумная работа, отсутствие вибрации от хлопающих шторок и отличная синхронизация со вспышкой. Минусом же считается более сложная конструкция и, как правило, ограничение по минимальной выдержке, обычно до 1/500 секунды, а также некоторая нестабильность параметров на предельных значениях.

Шторный затвор является наиболее распространённым типом в зеркальных и многих беззеркальных камерах. Он расположен непосредственно перед матрицей или плёнкой и работает по принципу бегущей щели. Кадр экспонируется не сразу, а последовательно: сначала движется первая шторка, открывая окно кадра, а по истечении заданной выдержки за ней вдогонку пускается вторая шторка, которая его закрывает. На коротких выдержках вторая шторка стартует до того, как первая достигнет края. В результате по кадру пробегает узкая щель, которая и экспонирует плёнку, причём чем короче выдержка, тем эта щель становится уже. Слабым местом шторного затвора является синхронизация со вспышкой. Вспышка может осветить кадр целиком только тогда, когда первая шторка полностью открыла, а вторая ещё не начала закрывать окно кадра. Этот момент называется выдержкой синхронизации, и обычно она составляет 1/160 или 1/250 секунды. На более коротких выдержках вспышка засветит лишь ту узкую полоску, которая находится в момент её срабатывания между двумя шторками. Обойти это ограничение позволяет режим высокоскоростной синхронизации, при котором вспышка генерирует не один мощный импульс, а серию очень быстрых и слабых импульсов, как бы засвечивая каждый участок кадра по мере пробегания щели. Шторные затворы ценятся за способность отрабатывать очень короткие выдержки, вплоть до 1/8000 секунды и выше, и за относительно компактную конструкцию самого фотоаппарата, но они подвержены искажению быстрых объектов и имеют ограничения при работе со вспышкой.

Электронный затвор — это не механизм, а метод считывания данных с матрицы, и он не имеет подвижных частей. Существует две основные разновидности электронных затворов. Скользящий затвор, или Rolling Shutter, управляет процессом сброса и считывания заряда построчно, сверху вниз. Как и у механического шторного затвора, у этого метода есть эффект бегущей щели, что приводит к заметному искажению очень быстро движущихся объектов, которое часто называют эффектом желе. Это самый распространённый тип электронного затвора, встречающийся в большинстве беззеркальных камер и всех смартфонах. Глобальный затвор, или Global Shutter, устроен принципиально иначе: все пиксели матрицы начинают и заканчивают экспозицию одновременно. Данные затем сохраняются в своеобразной памяти каждого пикселя и считываются уже после завершения экспозиции. Это полностью решает проблему искажений, но делает матрицу значительно сложнее и дороже в производстве. Электронные затворы обладают рядом неоспоримых преимуществ: они абсолютно бесшумны, не создают вибрации и позволяют достигать сверхкоротких выдержек вплоть до 1/32000 секунды, что полезно при съёмке на открытой диафрагме в яркий солнечный день. Однако скользящий затвор страдает от искажения быстрых объектов и может создавать полосатость при съёмке с некоторыми типами искусственного освещения, такими как старые люминесцентные лампы или светодиоды с широтно-импульсной модуляцией.

В современных камерах часто используются комбинированные решения, позволяя фотографу выбирать между механическим и электронным режимом в зависимости от сюжета. Например, для съёмки спокойного пейзажа на штативе лучше подойдёт электронный затвор, чтобы исключить малейшую вибрацию. Для съёмки быстро движущегося спортсмена лучше использовать механический затвор, чтобы избежать эффекта желе. Для студийной съёмки с импульсным светом, наоборот, может потребоваться механический затвор с определённой выдержкой синхронизации. Таким образом, выбор типа затвора — это всегда компромисс между скоростью, искажениями и работой с импульсным светом, и понимание этих компромиссов является важной частью профессионального владения камерой.