Jak fotit digitální zrcadlovkou (DSLR) a bezzrcadlovkou: 35. díl - ROZDÍL MEZI ELEKTRONICKOU A MECHANICKOU ZÁVĚRKOU

Jakou funkci plní závěrka fotoaparátu

Téměř dvě staletí jsme byli zvyklí na jediný typ závěrky a tou byla ta mechanická. Jde o lamelový mechanismus umístěný mezi objektivem a snímačem, který po určitou dobu pouští světlo na snímač. Tato doba je známa jako expoziční čas, nebo také jako délka expozice. Závěrku lze v určitém rozsahu řídit a díky tomu si můžeme nastavit konkrétní čas expozice tak, aby odpovídal daným světelným podmínkám nebo typu fotografované scény.

Závěrka tedy ve fotoaparátu plní dvě primární funkce. Tou první je samotné umožnění dopadu světla na snímač nebo jiné záznamové médium (dříve kinofilm). K tomu, aby vznikla fotografie, potřebujeme určitý objem světla. Ten lze regulovat pomocí více, či méně otevřené clony, nebo nastavením konkrétní hodnoty citlivosti ISO. Když se ani jedna z těchto možností nehodí, protože například nechcete otvírat clonu pro zachování větší hloubky ostrosti a ani nechcete zvýšit ISO, protože by snímač začal generovat šum, nezbývá, než si světlo dohnat poslední možnou cestou a tou je delší čas expozice. Díky tomu si fotoaparát posbírá větší objem světla a fotografie není tmavá.

Druhým neméně důležitým úkolem závěrky je kontrola pohybové neostrosti na fotografii. Díky krátkým časům závěrky lze na fotografii zmrazit pohybující se objekt, který tak působí ostře. Naopak déle otevřená závěrka vytváří při fotografování dynamické scény pohybovou neostrost. Ta je často nechtěná, ale může jít také o určitý záměr. Typickými scénami se záměrnou pohybovou neostrostí jsou například fotografie tekoucí vody, pohybujících se mraků na obloze, ohňostrojů, nebo jedoucích dopravních prostředků v noci a za šera.

Jednotka mechanické závěrky profesionální zrcadlovky Nikon D3x

Princip mechanické závěrky

Mechanická závěrka je umístěná v útrobách fotoaparátu před snímačem nebo kinofilmem. Tato závěrka je označovaná jako štěrbinová. Jde o systém dvou lamel (jaskýchsi žaluzií), které se pohybují stejnou rychlostí. Mezerou (štěrbinou) mezi nimi proniká světlo, které dopadá na snímač a tím dochází k samotné expozici. Dobu osvitu určuje šířka této mezery. U delších expozičních časů jsou lamely otevřené na maximum, naopak u krátkých expozičních časů je štěrbina závěrky nejužší.

Mechanismus závěrky ale nemusí být nutně umístěný v těle fotoaparátu. Některé typy velkoformátových kamer používají tzv. centrální závěrku, která je součástí objektivu. Ta má narozdíl o té štěrbinové kruhový profil a je velmi podobná systému clony objektivu. Funguje na principu tří, případně více lamel, které se rozvírají a tím dochází k průniku světla na snímač. Tento typ závěrky nedisponuje tak krátkými časy jako štěrbinová závěrka a obvykle lze použít maximálně 1/750 s. Oproti tomu dokáže synchronizovat blesk i při 1/500 s, což štěrbinová závěrka neumí. U ní je běžný synchro čas mezi 1/160 s až 1/250 s.

Vraťme se ale ke klasickému formátu, kterým jsou posledních 20 let digitální zrcadlovky a k jejich stále silnější konkurenci, kterou jsou bezzrcátkové systémy. Oba typy fotoaparátů používají mechanickou závěrku řízenou elektronicky. Jde o koncept prověřený staletím, který funguje velmi spolehlivě. Pokrok ale zastavit nelze, a tak se pár chytrých hlav sešlo a začali koketovat s myšlenkou, zda jsou ještě mechanické lamely závěrky potřeba.

Princip mechanické štěrbinové závěrky (delší, střední a krátký čas)

Jak funguje elektronická závěrka

Obrazový senzor je přeci elektronická součástka, která jde zapnout a vypnout a tak se nabízí otázka, zda by sám sobě nedokázal být onou pomyslnou závěrkou. Zrodila se tak myšlenka stvořit závěrku "jakou svět neviděl". Ano, je to přesně jako s tou jitrnicí v pohádce Obušku z pytle ven. Elektronická závěrka totiž není žádná fyzická součástka.

Jde v podstatě pouze o schopnost aktivovat a deaktivovat snímač v určitém časovém úseku tak, aby světlo začal vstřebávat a pak ve správný okamžik zase přestal. A když už to jde u bezzrcadlovek bez mechanického zrcátka, tak proč by to nešlo i bez mechanické závěrky. No a tím byl koncept elektronické závěrky na světě.

Přetransformovat ale tento nápad do reálně podoby není zdaleka tak jednoduché, jak by se na první pohled mohlo zdát. Jak mechanická, tak elektronická závěrka mají svá pro a proti. Určitě se vzájemně velmi hezky doplňují, ale stále tu jsou určité bariéry, proč se zatím nejde zbavit mechanické závěrky úplně. V současné době je tedy na trhu mnoho bezzrcadlovek a i pár zrcadlovek, které disponují kombinací obou závěrek.

Elektronická závěrka je součástí obrazového senzoru

V loňském roce 2021 se už ale dokonce objevila první bezzrcadlovka, která nemá mechanickou závěrku a spoléhá pouze na tu elektronickou. Jde o Nikon Z9 a výrobce tvrdí, že už vychytal všechny mouchy, které s sebou nese absence mechanické závěrky. Čas tedy ukáže, zda se mu to skutečně povedlo a pokud ano, je dost pravděpodobné, že se stejnou cestou vydají i ostatní výrobci. Bohužel v případě zmiňovaného Nikonu je nutné upřesnit, že jde o vlajkovou loď značky a tudíž se fotoaparát pohybuje v kategorii nad 150 000 Kč.

Na to, až se stanou fotoaparáty bez mechanické závěrky cenově dostupnější si tedy patrně ještě nějakou dobu počkáme a tak máme spoustu času na to si vysvětlit hlavní rozdíly mezi těmito typy závěrek.

Nikon Z9 (2021) - první digitální fotoaparát bez mechanické závěrky
Lamely slouží pouze k ochraně snímače

Výhody a nevýhody mechanické závěrky

Jednou z nevýhod mechanické závěrky je její samotná konstrukce. Jde o systém založený na fyzickém pohybu žaluzií a při něm dochází k určitému opotřebení. Je třeba si uvědomit, že pohyb závěrky musí být založený na velmi přesném algoritmu, u kterého nemůže docházet k absolutně žádným odchylkám. Pokud by například závěrka exponovala časem 1/125 s namísto 1/500 s, je to pro výslednou fotografi zásadní. A to jak z hlediska objemu posbíraného světla, tak z hlediska případné pohybové neostrosti.

U většiny současných zrcadlovek a bezzrcadlovek proto výrobci testují tzv. životnost závěrky. Při tomto měření se zjišťuje, kolik cyklů je daná závěrka schopná zvládnout z hlediska její fyzické výdrže. U modelů nižší a střední třídy je to obvykle kolem 100 000 cyklů a u vyšších řad fotoaparátů pak jedenapůlnásobek až čtyřnásobek.

Určitě to ale neznamená, že se po stotisícé fotografii závěrka rozpadne na prach. V podstatě jde o určité zárukou stanovené minimum. Znám mnoho případů, kdy počet fotografií konkrétního fotoaparátu desetinásobně překročil hodnotu, na kterou byl testovaný výrobcem a zrovna tak jsem zažil situaci, kdy bylo nutné závěrku vyměnit asi po dvou měsících nijak náročného provozu u modelu skoro za ¼ milionu korun. Přesto je potřeba brát mechanické opotřebení závěrky jako nevýhodu, protože je spousta žánrů, kde dostává tato součástka doslova na frak. Své o tom ví například svatební fotografové, sportovní reportéři, milovníci wildlife, časosběrů, nebo animátoři, kteří místo kamer používají zrcadlovky a bezzrcadlovky.

U elektronické závěrky je životnost dána samotným snímačem, takže je teoreticky neomezená. A přesně to je pro některé žánry k nezaplacení. Jde především o situace, kdy během jednoho focení vznikají tisíce až desetitisíce fotografií. Ptáte se, kdo by proboha pořizoval takové množství snímků na jedné akci? Vyprávět by například mohli sportovní a svatební reportéři, kteří často využívají sekvenční snímání, aby jim neutekl žádný z klíčových momentů. Dále to mohou být fotografové produktů, kteří za den pořídí také stovky až tisíce fotografií. A největší záhul dostává závěrka při časosběrném snímání nebo vytváření timelaps videí, které se skládají až z několika desítek tisíc záběrů.

Podobně jsou na tom i makrofotografové, kteří kvůli prodloužení hloubky ostrosti skládají výsledný záběr opět z několika desítek až stovek fotografií. To nemluvě o animovaných filmech, kde je obvykle potřeba 24 políček na jednu vteřinu záběru. Na minutu animovaného filmu je to tedy 1440 snímků a na desetiminutový večerníček animátor pořídí 14 400 záběrů za předpokladu, že se všechno povede. Takže když započítám i ty nepovedené, jsme na 20 000 a u pěti dílů krátkého animovaného seriálu jsme na 100 000 záběrech.

S elektronickou závěrkou naštěstí životnost této součástky řešit nemusíte.

Časosběrná videa se mnohdy skládají z mnoha desítek až stovek tisíc snímků.

Mikrootřesy způsobené cvaknutím

Se samotným mechanickým pohybem tohoto typu závěrky souvisí i její další nevýhoda a tou je fyzické klapnutí závěrky. Jednoduše řečeno i při pohybu lamel závěrky vzniká určitá kinetická energie, která se přenáší do dalších součástek systému, což může způsobit mikrochvění. Nejde o stejné chvění jako když na fotoaparát působí vnější vlivy, ale přesto může být dostatečně silné na to, aby se jeho část přenesla do expozice a na fotografii se následně projevila pohybová neostrost. Vzhledem k tomu, že je tato neostrost způsobená pohybem fotoaparátu a ne pohybem fotografovaného objektu, propíše se do každého jednoho pixelu celého snímače. Výsledkem je více či méně neostrá fotografie. Tato mikro neostrost nemusí být na první pohled patrná a lze ji pozorovat až na větším výstupním zařízení, nebo při velkoformátovém tisku. O to víc je ale tato neostrost zrádnější.