Avez-vous déjà entendu parler des termes « rolling shutter » et « global shutter » sans vraiment savoir ce qu’ils signifient ?
Êtes-vous curieux de comprendre le fonctionnement interne du mécanisme d’obturateur de votre appareil photo ? Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certaines photos semblent déformées ou inclinées, tandis que d’autres capturent le mouvement avec une précision cristalline ?
La réponse réside dans la confrontation entre deux technologies d’obturateur : l’obturateur roulant et l’obturateur global.
Dans cet article, je vais vous expliquer les différences fondamentales entre ces deux systèmes, en mettant en évidence leur fonctionnement et leur impact sur votre photographie.
Que vous soyez un photographe professionnel ou un amateur passionné, comprendre les subtilités de l’obturateur roulant et de l’obturateur global vous permettra de prendre des décisions éclairées lors de la capture de vos images.
Global Shutter vs Rolling Shutter : Quelles diférences ?
L’obturateur global (Global Shutter) et l’obturateur roulant (Rolling Shutter) sont deux types d’obturateurs utilisés dans les appareils photo, en particulier dans les hybrides à obturateur électronique.
En résumé, la principale différence entre un obturateur roulant et un obturateur global réside dans la manière dont ils capturent les images.
Un obturateur roulant balaye la scène de manière séquentielle, ligne par ligne ou colonne par colonne, ce qui peut entraîner des distorsions et des artefacts pour les sujets en mouvement rapide.
Un obturateur global capture l’ensemble de l’image simultanément, figeant le mouvement à un moment précis, assurant une représentation précise des objets en mouvement sans distorsion.
Le choix entre les deux dépend de facteurs tels que la qualité d’image souhaitée, la précision du mouvement et les performances en basse lumière.
Pour mieux comprendre leurs disparités, examinons les détails :
Fonctionnement
Global Shutter vs Rolling Shutter : les obturateurs roulants fonctionnent en exposant différentes parties du capteur d’image de manière séquentielle.
Ils balayent la scène ligne par ligne ou colonne par colonne, capturant une ligne ou une colonne de pixels à la fois.
Ce processus de balayage crée un effet de défilement lors de la capture de sujets en mouvement rapide ou lorsque l’appareil photo lui-même est en mouvement.
D’autre part, les obturateurs globaux exposent l’ensemble du capteur d’image simultanément, capturant l’intégralité de l’image en une seule fois, figeant le mouvement à un moment précis.
Cette exposition synchrone garantit que toutes les parties de l’image sont capturées simultanément, évitant toute distorsion causée par le mouvement pendant l’exposition.
Artéfacts de mouvement
Une autre distinction clé entre l’obturateur roulant et l’obturateur global réside dans la présence d’artéfacts de mouvement.
En raison de la nature de balayage séquentiel de l’obturateur roulant, les objets en mouvement rapide peuvent apparaître déformés ou inclinés dans l’image finale.
Cet effet est couramment appelé « jelly effect » ou « distorsion de l’obturateur roulant ».
Cela se produit lorsque les objets se déplacent de manière significative pendant le processus de balayage, entraînant une représentation non uniforme sur toute l’image.
En revanche, l’obturateur global élimine les artéfacts de l’obturateur roulant en capturant l’ensemble de l’image simultanément.
Il fige le mouvement à un moment précis, garantissant que les sujets en mouvement sont représentés avec précision sans aucune distorsion causée par le processus de balayage.
Qu’est-ce qu’un obturateur roulant ?
L’obturateur roulant est le type d’obturateur le plus couramment utilisé dans les caméras CMOS. Lorsqu’il est exposé, l’obturateur roulant lit les lignes de pixels individuellement, en descendant le capteur. Cela signifie que le moment où l’image est capturée varie légèrement à mesure que vous vous déplacez vers le bas de l’image. Ce phénomène peut entraîner des distorsions d’image, notamment des effets de déformation ou de « jelly effect » lors de la capture d’objets en mouvement rapide.
Avantages
Fréquence d’images plus élevée
L’obturateur roulant permet aux appareils photo d’atteindre des fréquences d’images plus élevées par rapport à l’obturateur global.
En balayant séquentiellement le capteur d’image, chaque ligne ou colonne peut être lue à une vitesse plus rapide, permettant aux appareils photo de capturer plus d’images par seconde.
Efficacité énergétique
La technologie de l’obturateur roulant offre une meilleure efficacité énergétique par rapport à l’obturateur global.
En lisant les données de manière séquentielle, le capteur peut activer et désactiver des parties spécifiques selon les besoins.
Cette activation sélective aide à préserver l’énergie, ce qui rend l’obturateur roulant adapté aux appareils avec une autonomie limitée de la batterie, comme les smartphones et les caméras portables.
Inconvénients
Distorsion avec des sujets en mouvement
Au fur et à mesure de l’exposition, qui progresse de manière séquentielle sur toute l’image, tout mouvement survenant pendant cette période peut entraîner des artefacts visuels et des distorsions.
Les objets en mouvement, tels qu’une hélice en rotation ou un véhicule rapide, peuvent apparaître déformés ou décalés dans l’image finale ou la vidéo.
Précision réduite des mouvements
Dans les scènes avec des mouvements rapides ou des changements rapides de direction, les images capturées peuvent ne pas représenter avec précision le timing ou le positionnement exact des sujets en mouvement.
Cela peut entraîner une perte de détails et un manque de netteté, notamment lors de la capture de sujets à mouvements rapides.
Difficulté avec les mouvements verticaux
Lorsque vous faites une panoramique verticale ou inclinez l’appareil photo, la direction de balayage devient plus visible, ce qui entraîne des lignes verticales inclinées dans l’image.
Cet effet est couramment appelé « tour penchée » ou « inclinaison verticale » et peut-être visuellement distrayant, notamment lors de la capture d’architectures ou de sujets avec des lignes droites.
Vitesse de synchronisation du flash limitée
Étant donné que l’exposition se produit de manière séquentielle, le flash peut ne pas se synchroniser parfaitement avec chaque balayage de ligne ou de colonne, ce qui entraîne une illumination partielle ou un éclairage inégal sur toute l’image.
Cela peut être préoccupant dans des situations dans lesquelles une synchronisation précise et constante du flash est cruciale, comme en photographie en studio ou lors de la capture de sujets en mouvement rapide avec flash.
Global Shutter vs Rolling Shutter : Qu’est-ce qu’un obturateur global ?
L’obturateur global, quant à lui, lit l’ensemble du capteur simultanément après l’exposition à la lumière. Cela signifie que tous les pixels du capteur sont lus en même temps, d’où le terme « global shutter ». Contrairement à l’obturateur roulant, l’obturateur global élimine les distorsions d’image causées par le mouvement rapide des objets, car tous les pixels sont exposés en même temps.
Avantages
Élimination des artefacts et des distorsions
Comme mentionné dans les paragraphes précédents, avec un obturateur global, l’ensemble de l’image est exposé simultanément, garantissant que tous les pixels capturent le même instant dans le temps.
Cela élimine les distorsions et les artefacts visuels qui peuvent survenir avec un obturateur roulant, notamment lors de la capture de sujets en mouvement rapide ou lors des mouvements de l’appareil photo.
Capacité à capturer des actions rapides avec précision
Comme l’exposition est simultanée sur toute l’image, il n’y a pas de disparité temporelle entre la capture de différentes parties de l’image.
Cela permet aux caméras à obturateur global de figer avec précision le mouvement des sujets, en maintenant la netteté et les détails même dans les scénarios à grande vitesse.
C’est particulièrement avantageux dans des applications telles que la photographie sportive, la photographie animalière ou toute situation dans laquelle la capture de sujets en mouvement rapide est cruciale.
Simplification de la photographie avec flash
L’obturateur global permet une synchronisation précise avec des flashs externes.
Puisque l’ensemble de l’image est exposé simultanément, il n’est pas nécessaire de se soucier de l’illumination partielle ou de l’éclairage inégal causé par une synchronisation asynchrone du flash.
Cela rend l’obturateur global idéal pour la photographie en studio, la photographie de portrait ou toute situation où une synchronisation précise et constante du flash est essentielle.
Polyvalence en termes de sources lumineuses
L’obturateur global permet une synchronisation précise avec des flashs externes, car l’ensemble de l’image est exposé simultanément.
Cela évite les problèmes d’illumination partielle ou d’éclairage inégal qui peuvent survenir avec une synchronisation asynchrone du flash.
Ce qui en fait un choix idéal pour la photographie en studio, la photographie de portrait ou toute situation nécessitant une synchronisation précise et constante du flash.
Inconvénients
Réduction de la fréquence d’images
Comme l’ensemble de l’image est exposé simultanément, il faut plus de temps pour lire et traiter tous les pixels. Cela peut limiter la fréquence d’images maximale.
Consommation d’énergie plus importante
La conception des capteurs à obturateur global nécessite souvent une consommation d’énergie plus élevée et génère plus de chaleur par rapport à un obturateur roulant.
La capture de l’ensemble de l’image simultanément nécessite une électronique plus complexe et un débit de données accru, ce qui peut entraîner des exigences de puissance plus élevées et des défis potentiels de dissipation de chaleur.
Cela peut avoir un impact sur la durée de vie de la batterie et peut nécessiter des mécanismes de refroidissement supplémentaires, en particulier dans les situations de prise de vue continue ou lors du fonctionnement dans des environnements à haute température.
Plage dynamique réduite
L’exposition simultanée de tous les pixels peut causer des problèmes de surexposition des zones lumineuses et de sous-exposition des zones sombres dans les scènes à fort contraste. Cela peut entraîner une perte de détails dans les zones claires et sombres, limitant la capacité du capteur à capturer l’ensemble des valeurs tonales dans une scène.
Global Shutter vs Rolling Shutter : Conclusion
Dans un monde parfait, tous les appareils seraient équipés d’un obturateur global, permettant à tous les pixels d’être activés et désactivés simultanément. Cela éliminerait la distorsion associée au mode d’obturateur roulant.
Cependant, il y a des avantages et des inconvénients pour les deux types d’obturateurs. Il est important de déterminer quels avantages sont essentiels pour vous.
