¿Por qué una velocidad de obturación de ¹⁄₂₅₀th no congela el movimiento cuando lo hace un flash de esa duración?

Acabo de leer que un flash normal ilumina una escena en 1/250 de segundo. (Un flash mantendría la escena iluminada por 1/250 de segundo, ¿verdad?

En general, eso está mal.

La duración del flash es la duración del flash y la velocidad de sincronización es la velocidad de sincronización. Manzanas y naranjas.

El 1/250 de segundo es la velocidad de sincronización de (muchas) cámaras. Esa es básicamente la velocidad de obturación más corta a la que el obturador está completamente abierto durante la exposición. Para velocidades de obturación más cortas, ambas cortinas del obturador se mueven al mismo tiempo, lo que significa que la exposición ocurre a través de una rendija en movimiento formada por ambos obturadores.

El flash expone toda la escena. Pero si solo hay una rendija del obturador abierta durante la exposición con flash, solo esa rendija de la imagen será iluminada por el flash; el resultado son dos (o tres) partes horizontales de la imagen con diferentes exposiciones. (ya sea solo luz ambiental o luz ambiental + flash)

En resumen: para que el flash exponga toda la imagen, el obturador debe estar completamente abierto cuando se dispara el flash. La velocidad de obturación más corta que hace eso se llama velocidad de sincronización.

Y es la velocidad de sincronización del flash, ¿verdad?

La velocidad de sincronización es una propiedad de la cámara, no del flash.

La duración del flash , por otro lado, es el tiempo que el flash está encendido. Un flash no es sólo encendido o apagado . La salida de potencia (luz) de un flash es una curva. flashhavoc.com tiene una gran explicación:

Un pulso de flash de una luz estroboscópica de estudio puede parecer muy rápido para el ojo humano, pero en realidad suele ser un proceso relativamente largo, que consiste en un estallido inicial brillante, seguido de una disminución exponencial larga y lenta, o una larga cola de luz. (Piense en un fuego artificial que explota con un estallido brillante y luego se disipa lentamente). Por lo tanto, las curvas de duración del destello a menudo aparecerán como se muestra a continuación, un pico corto seguido de una larga cola de luz decreciente.

Esta imagen suya ilustra muy bien esta curva de destello y las dos formas diferentes de medir la duración de esa curva.

El problema es que para muchos flashes, la duración del flash depende de la configuración de potencia . Si cambia la potencia, la duración del flash varía.

Andy Gock probó un montón de destellos (y luces estroboscópicas) en su publicación de blog para determinar la duración de los destellos.

Permítanme citar los resultados de la Canon 580EX:

Power     μs  s
1       4000.0  1/250
2       1088.0  1/919
4        484.0  1/2066
8        266.0  1/3759
16       166.0  1/6024
32       105.6  1/9470
64        71.6  1/13966
128       50.4  1/19841

Como puede ver, la duración de la máxima potencia (1) es en realidad 1/250 de segundo. Pero para todas las demás configuraciones, es más corto.

Las duraciones se vuelven tan cortas porque las diferentes configuraciones de potencia se logran apagando el flash antes de tiempo. Esto corta la curva y, por lo tanto, da como resultado duraciones de flash más cortas. Andy hizo un gran trabajo al ilustrar todo esto en su publicación de blog.

Y (entonces) ¿por qué no podemos usar 1/250 de la velocidad de obturación para congelar el movimiento en un lugar bien iluminado?

Un lugar bien iluminado no se presta a congelar el movimiento. Eso es porque la luz ambiental es fuerte. Cuanto más fuerte es la luz ambiental, más influencia tiene en la exposición general.

Para congelar el movimiento con un flash, la influencia de la luz ambiental (que causa la borrosidad) se reduce tanto como sea posible, reduciendo la velocidad de obturación tanto como sea posible, lo que generalmente significa disparar a la velocidad de sincronización y en un lugar oscuro. ambiente.

Incluso con una duración del flash = velocidad de sincronización, el flash sigue disparando en esa curva, lo que significa que durante la exposición, en el momento en que la curva está en su punto máximo, la salida del flash es muy intensa. Este período de flash fuerte tendrá una mayor influencia en la exposición general y puede marcar la diferencia en términos de movimiento congelado.

Acabo de leer que un flash normal ilumina una escena en 1/250 de segundo. (Un flash mantendría la escena iluminada por 1/250 de segundo, ¿verdad?

Más o menos, dependiendo de las especificaciones de la unidad de flash y la configuración de potencia. Por ejemplo, un Speedlite 580EX de Canon ajustado a máxima potencia se descarga en 1/250 s de acuerdo con las duraciones de flash medidas reales de pequeños flashes estroboscópicos de Andy Gock . Pero a 1/128 de potencia, la duración del flash es cercana a 1/20000 s. El sitio vinculado tiene duraciones para varias luces y puede ver el mismo patrón para todos los flashes (pero, curiosamente, no para todas las luces de la luna).

Además, y esto es importante, la distribución de la luz durante la duración del flash no es constante. Mira la primera imagen en el artículo vinculado:

Puede ver que hay un pico fuerte justo al comienzo del destello, seguido de una caída exponencial. Entonces, incluso si el flash tarda 1/250 s en dispararse por completo, la mayor parte de la luz se entrega en los primeros 1/1000 s.

Y es la velocidad de sincronización del flash, ¿verdad?)

No. La velocidad de sincronización del flash es una propiedad de la cámara. Es la velocidad de obturación más rápida a la que se expone todo el sensor a la vez. Para que la cámara se beneficie de toda la luz que proviene del flash, la duración del flash debe ser más corta que la velocidad de sincronización del flash de la cámara.

Entonces, ¿es suficiente 1/250 de iluminación para congelar el movimiento en una habitación oscura?

Puede ser. Todo depende de qué tan rápido se mueva el sujeto. El movimiento físico es continuo, por lo que, por supuesto, nunca puede detener el movimiento con un obturador rápido, pero puede grabar una imagen durante un tiempo tan corto que hay tan poco movimiento durante la exposición que no hay desenfoque de movimiento. Por lo tanto, si está fotografiando un objeto que se mueve con relativa lentitud, como una gota de agua que cae, puede utilizar una exposición más larga que si está fotografiando una bala que perfora una manzana.

Sin embargo, como se discutió anteriormente, la mayor parte de la luz de un flash se emite mucho más rápido que 1/250 s. Si la parte más intensa del flash ocurre en los primeros 1/1000, entonces puede obtener una imagen nítida de un objeto que se mueve más rápido, incluso si 1/250 no es lo suficientemente rápido como para "detener" el movimiento del sujeto.

¿Por qué no podemos usar 1/250 para detener el movimiento en un lugar bien iluminado?

Si 1/250s es lo suficientemente rápido como para detener el movimiento de su sujeto, entonces ciertamente puede hacerlo si hay suficiente luz ambiental para disparar a esa velocidad. Sin embargo, la luz ambiental tiene una intensidad constante, por lo que, a diferencia del flash, obtendrá una exposición significativa durante todo el 1/250 y es más probable que el desenfoque de movimiento sea un problema a esa velocidad.

La velocidad de sincronización del flash generalmente será un poco más lenta que el tiempo de tránsito del obturador de la cámara, es decir, el tiempo que tardan ambas cortinas del obturador en moverse de un borde del sensor al otro. Puede disparar a una velocidad mucho más alta que con luz ambiental, pero debe saber que la duración de la exposición completa no puede ser inferior al tiempo de tránsito del obturador. A velocidades de obturación más altas, cualquier parte del sensor verá solo esa exposición corta, pero los tiempos en los que se expondrán dos partes del sensor serán diferentes. Si el sujeto se está moviendo, eso puede provocar una distorsión de la imagen como esta:

Esto se denomina efecto de obturador rodante , y solo es un problema si está fotografiando objetos que se mueven rápidamente y necesita una imagen sin distorsión temporal. La mayoría de las veces, nuestros sujetos no se mueven tan rápido que hay mucha distorsión, y estamos contentos con las imágenes nítidas y uniformemente iluminadas que puede brindarnos un obturador de plano focal. Otras veces, como cuando usa la fotografía para medir algo, la distorsión puede ser más notoria y problemática.

Disparar en una habitación oscura reduce el desenfoque de movimiento que se hace visible por la luz ambiental, pero quizás lo más importante también le permite usar una configuración de potencia más baja en su flash. Es fácil dominar por completo la iluminación de la habitación con un flash configurado a máxima potencia, pero como se ve arriba, la máxima potencia también tiene la mayor duración del flash. La configuración de potencia más baja en el flash le brinda la duración de flash más corta y, por lo tanto, la mayor capacidad para detener el movimiento, pero no puede competir con la luz ambiental a 1/128 de potencia, por lo que apaga las luces.

La pregunta parece hacer una suposición incorrecta: que a una velocidad de sincronización de 1/250 segundos, todo el sensor se descubre al mismo tiempo durante 1/250 segundos. Este no es el caso. La mayor parte de ese tiempo lo consume la apertura de la primera cortina y el cierre de la segunda cortina. Solo hay un momento más corto entre el tránsito de las dos cortinas cuando todo el sensor se descubre simultáneamente. Es en este momento que el flash debe disparar y liberar al menos la mayor parte de su energía. Con flashes "más lentos", como algunas luces estroboscópicas de estudio, se debe usar un tiempo de obturación más lento que la velocidad de sincronización.

Con un obturador de plano focal, cada parte del sensor queda expuesta durante la misma cantidad de tiempo. Pero cada parte del sensor no está expuesta durante el mismo período de tiempo. Ya sea con una velocidad de obturación de 30 segundos o 1/8000 segundos, una cámara típica con una velocidad de sincronización de 1/200 segundos comenzará a exponer el comienzo de un lado del sensor (normalmente la parte superior, que es la parte inferior de la cámara invertida). imagen) alrededor de 1/250-1/300 segundo antes del último del otro lado. Asimismo, ese mismo lado será cubierto por la segunda cortina la misma cantidad de tiempo antes que el otro lado. Es la diferencia entre el comienzo del movimiento de la primera cortina para descubrir el sensor y el comienzo del movimiento de la segunda cortina para volver a cubrirlo lo que determina el tiempo de exposición.

Entonces, ¿cómo se aplica esto a flash? Significa que incluso con un tiempo de exposición a la velocidad de sincronización, todo el sensor se descubre al mismo tiempo durante solo una fracción del tiempo total de exposición.

También se debe mencionar la distinción entre los diferentes tipos de flash. La mayoría de las unidades de flash portátiles montadas en zapata (a menudo llamadas flashes) regulan la potencia controlando la duración del flash. Cuanto menor sea la potencia seleccionada, menor será el tiempo de flash. Muchas luces estroboscópicas de estudio controlan la potencia, al menos parcialmente, utilizando la duración del flash. Pero muchos también varían la potencia a través de la cantidad de energía cargada en los condensadores antes del disparo del flash. Los flashes a máxima potencia generalmente tienen tiempos de descarga más cortos que las luces de estudio a máxima potencia. Parte de esto se puede atribuir a la mayor potencia de iluminación que la mayoría de los flashes de estudio pueden emitir en comparación con la mayoría de los flashes.

Estas diferencias en los tiempos de descarga significan que todos los flashes pueden no funcionar correctamente a la velocidad de sincronización de una cámara en particular. Para algunos flashes, es posible que se requiera un tiempo de obturación mucho más lento que la velocidad de sincronización de la cámara para permitir que la duración completa del flash ilumine todo el sensor.

Con la fotografía de alta velocidad que se utiliza para "congelar" el movimiento de objetos de alta velocidad, se utilizan unidades de flash muy especializadas e incluso matrices de unidades de flash. Este tipo de flashes son capaces de liberar toda su energía en un intervalo de tiempo muy corto . Para los sujetos más rápidos, como balas en vuelo, normalmente se emplean en entornos sin iluminación ambiental en el momento de la exposición. Se trata de luces muy sofisticadas (y, por lo general, muy caras) que utilizan todo tipo de tecnologías que no se emplean en los flashes de estudio o flashes de uso común y corriente.

1/250 es el tiempo que normalmente tarda una persiana mecánica en desplazarse de una posición final a otra. Entonces, para velocidades de obturación más rápidas, la cortina que se cierra debe comenzar a moverse antes de que la cortina que se abre haya terminado su recorrido, y 1/250 es la velocidad de obturación más rápida en la que, por un momento, todo el sensor (o marco de la película) se expone a la vez. . Entonces se puede disparar el flash en ese momento, y la iluminación de toda la escena se graba en un tiempo mucho más corto que 1/250. Por ejemplo, la duración del flash de Nikon SB-900 es 1/880 a máxima potencia, e incluso más corta a niveles de potencia más bajos.

Por lo tanto, 1/250 en un lugar bien iluminado es más débil para congelar el movimiento porque, en este caso, cada parte de la imagen está realmente iluminada para todo el 1/250, no solo para el breve estallido.

Su comprensión de cómo funciona un flash es incorrecta.

La duración del flash está más en el rango de 1/1000 a 1/8000. Debido a la física y al diseño, el obturador debe estar abierto más de 1/1000 para que el flash se "sincronice".

La fotografía con flash generalmente involucra tanto la luz ambiental como la luz del flash. Por lo general, nos gusta usar velocidades de obturación más rápidas para evitar que entre la luz ambiental y, en la mayoría de los casos, la imagen solo se iluminará con el brevísimo flash de 1/1000 a 1/8000 del Speedlite.

La mayoría de las cámaras están limitadas a una velocidad de obturación de 1/200 o 1/250 antes de que tenga problemas de sincronización. Esto se debe a que la mayoría de las cámaras DSLR utilizan un obturador de desplazamiento vertical de plano focal que se abre y se cierra progresivamente para permitir que la luz llegue al sensor de imagen.

A veces usamos una velocidad de obturación lenta para permitir intencionalmente que la luz ambiental entre en la escena además del breve estallido de luz del flash. Esto se llama "Arrastrar el obturador".