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¿Sabías que el «Global Shutter» existía desde hace ya aproximadamente 150 años?...

... y se llama ¡película fotoquímica! (1) ¿O quizá no es –exactamente– así? Más adelante, veremos las razones y matices, pero bueno, eso no quita interés al sensor incorporado ahora en la Sony A9 III, que le permite presumir de ser la primera cámara fotográfica  –digital– en incorporar el concepto de «global shutter» (GBS) en el formato Barnack, esto es: 24 x 36 mm.(2)
© Sony
Más de uno de mis alumnos de EFTI y de BBAA recordarán que ya hace unos 15 (¡!) años les comentaba yo en mis charlas que «eso» era el futuro. O sea, «esto».

Actualizado a 07/01/2024
En efecto la Sony A9III es la primera cámara digital que incorpora un sensor CMOS de 24 x 36 mm en el cual todos y cada uno de los fotodiodos correspondientes a sus 24,6 megapíxeles se exponen a la luz, y se realiza la lectura de sus cargas eléctricas de un sólo «golpe». Ello se realiza sin ningún tipo de obturación, ya que el tiempo de exposición depende del tiempo que estén activos esos fotodiodos. Sin necesidad –ni presencia– de cualquier tipo de «cortinillas o «laminillas» en movimiento.

© Sony

En el caso del sistema GBS de la Sony A9 III se habla de tiempos de exposición desde 30 segundos hasta 1/80.000 de segundo (+«B»). En lo que respecta al ajuste ISO, el rango es de 250 a 25.600, lo que parece relativamente modesto para los tiempos que corren. Es muy probable que para ese nuevo sensor se haya sacrificado algo en rango tonal y sensibilidad en aras de la alta capacidad de secuencia de disparo de 120 f.p.s con AF continuo, así como de la complicación de las capas de circuitos subyacentes a la de los fotodiodos (3).

Un aspecto interesante es que se nos habla de las ventajas de poder sincronizar el flash electrónico a todas las velocidades (sic) de obturación, por ejemplo para utilizar ese tipo de fuente de luz de descarga en combinación con la luz ambiente, pero hay –tal como dicen los anglosajones– «a fly in the ointment».

 © Creative Commons

© Profoto

Veamos: la cosa no es tan sencilla. El relámpago de flash se produce por la descarga de alto voltaje entre los electrodos de ese tubo, normalmente ocupado por uno o varios gases nobles. Curiosamente, es necesario hacer circular, de forma simultánea una corriente de voltaje inferior (unos 100v) por ese alambre exterior visible en la imagen, a fin de «animar al salto» al relámpago en el interior del tubo.
Pero ese relámpago, ese «flashazo» no es de la misma intensidad lumínica a lo largo de toda su duración: T5 nos indica el tiempo de duración del «pico» más aprovechable, al tiempo que para T1 la intensidad ha caído ya en un 90%.

Ocurre que, ya para valores de 1/1.000 de segundo y no digamos para –por ejemplo, 1/80.000 s– el resultado podría ser insatisfactorio debido a las propias características de los flashes más arriba reflejadas. Ya que, dependiendo del momento exacto de la sincronización, del cierre de contactos para el flash, el sensor podría atrapar tan sólo una parte poco, digamos... «productiva» de esa eyaculación del relámpago de descarga. 

Por todo ello, podríamos estar hablando de un «valor recomendado sotto voce» por Sony de 1/500 de segundo... ¡que es lo que han venido usando los fotógrafos profesionales hace décadas con sus cámaras de formato medio y obturación central que también sincronizan con el flash a todos los tiempos de obturación! (4)


Hasselblad 903 SWC: su obturador central sincroniza con el flash a todos los tiempos de obturación, de 1 segundo a 1/500 s. Ambas, © Valentín Sama

¡Todo será que tengamos que volver a las antiguas bombillas fungibles de combustión, que con su largo tiempo de permanencia de encendido, permiten tiempos de sincronización incluso «a medida» como ofrecían –por ejemplo– algunas cámaras Leica!

© Valentín Sama

© Valentín Sama

En los mandos de una Leica IIIf de 1951/52, bajo el dial de tiempos de obturación, encontramos un dial ajustable –sin solución de continuidad– entre «0» y «20». Se trata de valores de avance del encendido del flash en milisegundos. Ese avance permitía que la ignición de los filamentos de aluminio, magnesio y otros metales alcanzase su punto álgido de llamarada en el momento oportuno de la exposición del obturador.
No me voy a extender en este artículo acerca de todas y cada una de las características (5) de la nueva cámara de Sony, ya que de eso ya se han ocupado los medios generalistas.
 
Un de las ventajas indudables del sistema de «global shutter» es que desaparece el sistema mecánico de obturación, con sus laminillas, resortes, trenes de engranajes, etc; con ello debería reducirse en algo la incidencia de manchas sobe el sensor, por cierto especialmente molesta en las cámaras Sony de formato Barnack.

© Canon

Muchas de esas manchas no son «pelusillas» sino polvo microscópico que se fija sobre gotículas de aceite y partículas de materiales sinterizados que arrojan contra el sensor las partes en movimiento del obturador. Y por supuesto, está la ventaja comercial de eliminar un costoso componente de vida forzosamente limitada. De eso a como he leído por ahí, a... «eliminar para siempre el problema de las manchas en el sensor»... bien: «si tan largo me lo fiáis».

Con todas sus características de velocista, la Sony A9 III parece diseñada como una soberbia cámara «de acción», para deportes, pensada ya con vistas a las próximas Olimpiadas.
 
Placas secas

Ahora, vamos a lucubrar un poco, volviendo al título de este post

Uno de los aspectos que más interesante me parece del GBS es la enorme similitud que tiene su forma de funcionar con el concepto original de la captura sobre material fílmico basado en los haluros de plata... con ciertos condicionantes. Vamos a verlo.

Emulsión convencional de haluros de plata

Emulsión de haluros de plata de grano tabular Kodak T-Max

Sensor Foveon © Sigma

En una emulsión fotográfica de haluros de plata, todos y cada uno de los cristales (ver imágenes más arriba) se impresionan al mismo tiempo tan pronto se exponga la totalidad de la «placa» o «fotograma» a la luz, y –de la misma forma– la información de las cargas eléctricas generadas por los fotones en esos cristales se «extrae» de forma simultánea –si bien progresiva– mediante el revelado o –si se prefiere– «procesado». En un sensor CMOS distinto a GBS, como, por ejemplo el de la imagen, la información se extrae por columnas e hileras, como sugieren muy gráficamente todos esos contactos...
De ahí el enorme parecido de concepto entre la «película» y el «global shutter». Sin embargo... ¡hay un «pero», que les separa!

En efecto: las cámaras dotadas de «global shutter» como la muy nueva Sony A9III pueden prescindir absolutamente de obturador físico por delante de su sensor, pero las analógicas o fílmicas precisan de uno por delante de la película a efectos de salvaguardarla de la incidencia de la luz hasta el momento de la exposición. Y ahí está el «quid» de la cuestión: ninguno de los tipos de obturador disponibles expone toda la superficie del fotograma de forma absolutamente simultánea, sean centrales, planofocales, frontales de cortinillas... 

Un obturador central iniciando su apertura © Valentín Sama

Así, en el caso de un obturador central –tal como podemos ver en la imagen, arriba– la secuencia de movimiento de las palas del obturador hace que la exposición se inicie de centro a bordes y se finalice... ¡de bordes a centro!
Por tanto, la «captura» de la escena no se realiza en un único instante... y otro tanto podría decirse de los planofocales; en estos, primero una cortinilla comienza a descubrir el fotograma, y un instante después, la segunda cortinilla lo comienza a cubrir: un extremo del fotograma se expone en un «momento» distinto del opuesto...
Y ello, tanto sea de recorrido horizontal com de recorrido vertical, como es el caso del de la KIEV-4 de la muestra.

De hecho, para tiempos de exposición más breves que el más corto posible de sincronización, el fotograma se expone a través de una rendija en movimiento ¡«Superman», con su enorme capacidad de volar a altas velocidades, sería capaz de aparecer en dos o más puntos distintos de la imagen!

¡Adiós –en parte– a nuestro símil de la película con el «global shutter»! Por «culpa» de la necesidad de mantener al fotograma de la película a salvo de la exposición hasta el mismo momento de la misma, y la necesidad de un... «opérculo» para ello, no podemos hablar —en puridad– de atrapar cada punto de una escena «en el mismo instante». Tampoco –en los tiempos del daguerrotipo y otros procesos pioneros de baja sensibilidad, el retirar la tapa del objetivo con un floreo de mano nos lo garantizaba.
Con el «global shutter» –si es que no nos mienten– quizá sea posible...

O quizá tampoco, de nuevo en puridad: en el tiempo que transcurre entre el «encendido» y «apagado» de los fotodiodos del «global shutter» el universo cambia, y lo hace de forma distinta en cada parte de la escena a fotografiar. Ese humilde tallo de hierba que se pliega a la brisa... (*)
Realizar una captura fotográfica de un instante único de una porción del universo que –modestamente– conocemos, parece seguir siendo una entelequia, con o sin «global shutter». 

«Stein und Blume, Mensch und Tier: alles erhält sein Licht von mir»

Por hoy... ¡eso es todo, amigos!


(*) De hecho, hemos podido saber, que –en realidad– cada pixel o punto de imagen en el sensor GBS de la Sony A9 III consta de dos fotodiodos. El segundo actuaría como una suerte de «contenedor» temporal de la carga de su gemelo –un buffer– para permitir la descarga completa de la información del sensor de un solo golpe. Así, por tanto, la «instantaneidad» de la lectura de escena, sería un tanto... ¡fake!
Esa misma estructura explicaría el mayor ruido y menor rango dinámico de este sensor respecto a otros equivalentes en densidad de píxeles y a igual ajuste ISO.

(1) Tomo como referencia la introducción de la placa seca, con la posibilidad de hacer «instantáneas» merced a una sensibilidad ya suficiente
(2) Anteriormente disponible en formatos más pequeños
(3) Función/capacidad ya disponible mucho antes en cámaras Olympus y OM-System, en sensor Cuatro Tercios
(4) En algunas cámaras SLR Rollei para formato medio se llegó a 1/800s merced a la utilización de palas de obturador en fibra de carbono
(5) Aviso: la nota oficial en español deja mucho que desear en lo que a calidad de traducción se refiere
Nota: vídeos gentileza de Rafael Roa

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