Ταχύτητα Συγχρονισμού Φλας
Εισαγωγή
Στο προηγούμενο ιστολόγιο είδαμε πώς η χρήση φλας μπορεί να ανοίξει νέους δημιουργικούς δρόμους για τον φωτογράφο. Από αυτό το ιστολόγιο και έπειτα θα αρχίσουμε να αποσαφηνίζουμε ορισμένες βασικές τεχνικές έννοιες που σχετίζονται με τη λειτουργία και τη χρήση του.
Ειδικότερα, θα εξετάσουμε γιατί, όταν χρησιμοποιούμε φλας, δεν μπορούμε πάντοτε να επιλέξουμε οποιαδήποτε ταχύτητα φωτοφράκτη επιθυμούμε, αλλά πρέπει να λαμβάνουμε υπόψη μια συγκεκριμένη τιμή: την ταχύτητα συγχρονισμού φλας (flash sync speed).
Θα δούμε τι ακριβώς συμβαίνει όταν ξεπερνάμε αυτή την ταχύτητα και γιατί αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μη ομοιόμορφη έκθεση της εικόνας. Τέλος, θα αναλύσουμε πώς ορισμένα σύγχρονα φλας μπορούν να υπερβούν τον περιορισμό της κανονικής ταχύτητας συγχρονισμού, αξιοποιώντας τη λειτουργία Συγχρονισμού Υψηλών Ταχυτήτων (High-Speed Sync – HSS).
Φωτοφράκτης εστιακού επιπέδου
Ο φωτοφράκτης αποτελεί ένα από τα τρία βασικά στοιχεία που καθορίζουν την έκθεση μιας φωτογραφίας, μαζί με το διάφραγμα του φακού και την ευαισθησία του αισθητήρα (ISO).
Ο τύπος φωτοφράκτη που έχει επικρατήσει στις περισσότερες φωτογραφικές μηχανές των τελευταίων δεκαετιών είναι ο φωτοφράκτης εστιακού επιπέδου (focal plane shutter). Στη βασική του μορφή αποτελείται από μια μονάδα ελέγχου —ηλεκτρομηχανική στις σύγχρονες ψηφιακές μηχανές και πλήρως μηχανική στις παλαιότερες φιλμάτες— καθώς και από δύο φωτοστεγανές κουρτίνες που βρίσκονται ακριβώς μπροστά από τον αισθητήρα ή το φιλμ.
Οι δύο αυτές κουρτίνες κινούνται σε επίπεδο παράλληλο προς τον αισθητήρα και είναι υπεύθυνες για τον ακριβή έλεγχο του χρόνου κατά τον οποίο το φως φτάνει σε αυτόν. Με τον τρόπο αυτό καθορίζεται η ταχύτητα φωτοφράκτη και, κατά συνέπεια, η ποσότητα φωτός που θα καταγράψει η φωτογραφική μηχανή.
Εικόνα 1 : Φωτοφράκτης εστιακού επιπέδου μηχανής Fujifilm X-T3
Ο τρόπος λειτουργίας του διαφέρει σε αργές και σε γρήγορες ταχύτητες.
Σε αργές ταχύτητες:
Εικόνα 2: Κίνηση κουρτινών φωτοφράκτη σε αργές ταχύτητες
Σχήμα 1: Με τη διακεκομμένη μαύρη γραμμή απεικονίζεται ο αισθητήρας της φωτογραφικής μηχανής. Πριν από την έναρξη της έκθεσης ο αισθητήρας καλύπτεται πλήρως από την πρώτη κουρτίνα, η οποία απεικονίζεται με κόκκινο χρώμα.
Σχήμα 2: Με την ενεργοποίηση του φωτοφράκτη, η πρώτη κουρτίνα μετακινείται πλήρως προς τα κάτω, αποκαλύπτοντας ολόκληρη την επιφάνεια του αισθητήρα. Κατά το χρονικό αυτό διάστημα το φως φτάνει ανεμπόδιστα στον αισθητήρα και πραγματοποιείται η έκθεση της φωτογραφίας.
Σχήμα 3: Όταν συμπληρωθεί ο επιλεγμένος χρόνος έκθεσης, αρχίζει να κινείται η δεύτερη κουρτίνα, η οποία καλύπτει σταδιακά τον αισθητήρα μέχρι να τον αποκρύψει πλήρως, τερματίζοντας έτσι την έκθεση. Στη συνέχεια, κατά τον οπλισμό του φωτοφράκτη για την επόμενη λήψη, οι δύο κουρτίνες επανέρχονται στην αρχική τους θέση, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, ώστε το σύστημα να είναι έτοιμο για έναν νέο κύκλο λειτουργίας.
Οι υψηλές ταχύτητες φωτοφράκτη επιτυγχάνονται με διαφορετικό τρόπο από αυτόν που περιγράφηκε προηγουμένως. Σε αυτή την περίπτωση, η δεύτερη κουρτίνα αρχίζει να κινείται με μια μικρή χρονική υστέρηση σε σχέση με την πρώτη, πριν ακόμη αυτή ολοκληρώσει τη διαδρομή της. Ως αποτέλεσμα, μεταξύ των δύο κουρτινών σχηματίζεται μια στενή οριζόντια σχισμή, η οποία μετακινείται κατακόρυφα μπροστά από τον αισθητήρα. Το φως περνά μόνο μέσα από αυτή τη σχισμή και έτσι πραγματοποιείται η έκθεση της εικόνας. Η διαδικασία αυτή είναι σταδιακή, καθώς ο αισθητήρας δεν εκτίθεται ποτέ ολόκληρος ταυτόχρονα στο φως. Αντίθετα, η σχισμή που δημιουργούν οι δύο κουρτίνες «σαρώνει» διαδοχικά την επιφάνειά του από πάνω προς τα κάτω, εκθέτοντας κάθε τμήμα του για το χρονικό διάστημα που αντιστοιχεί στην επιλεγμένη ταχύτητα φωτοφράκτη.
Σε υψηλές ταχύτητες:
Εικόνα 3: Κίνηση κουρτινών φωτοφράκτη σε γρήγορες ταχύτητες
Σχήμα 1: Με τη διακεκομμένη μαύρη γραμμή απεικονίζεται ο αισθητήρας της φωτογραφικής μηχανής. Πριν από την έναρξη της έκθεσης, ο αισθητήρας καλύπτεται πλήρως από την πρώτη κουρτίνα, η οποία απεικονίζεται με κόκκινο χρώμα. Η δεύτερη κουρτίνα, που απεικονίζεται με πράσινο χρώμα, βρίσκεται στη θέση εκκίνησής της.
Σχήμα 2: Η πρώτη κουρτίνα αρχίζει να κινείται προς τα κάτω, αποκαλύπτοντας σταδιακά τον αισθητήρα. Λίγο αργότερα ξεκινά να κινείται και η δεύτερη κουρτίνα, διατηρώντας μια σταθερή απόσταση από την πρώτη. Η απόσταση αυτή δημιουργεί μια στενή σχισμή, μέσω της οποίας το φως φτάνει στον αισθητήρα.
Σχήμα 3: Οι δύο κουρτίνες συνεχίζουν να κινούνται παράλληλα προς τα κάτω, διατηρώντας σταθερό το πλάτος της σχισμής. Καθώς αυτή μετακινείται μπροστά από τον αισθητήρα, το φως τον εκθέτει σταδιακά από πάνω προς τα κάτω, ολοκληρώνοντας την καταγραφή της εικόνας.
Σχήμα 4: Η πρώτη κουρτίνα έχει ολοκληρώσει τη διαδρομή της και ακολουθεί η δεύτερη, η οποία πλέον καλύπτει πλήρως τον αισθητήρα, τερματίζοντας την έκθεση. Στη συνέχεια, κατά τον οπλισμό του φωτοφράκτη για την επόμενη λήψη, οι δύο κουρτίνες επανέρχονται στην αρχική τους θέση, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, ώστε το σύστημα να είναι έτοιμο για έναν νέο κύκλο λειτουργίας.
Ταχύτητα συγχρονισμού φλας
Είναι το άνω όριο ταχύτητας όπου ο φωτοφράκτης μπορεί να κινηθεί σε λειτουργία αργών ταχυτήτων (Εικόνα 2) και ταυτόχρονα η γρηγορότερη ταχύτητα φωτοφράκτη που μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ηλεκτρονικό φλας (Εικόνα 4). Στις σύγχρονες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές η ταχύτητα συγχρονισμού είναι συνήθως 1/200 sec ή 1/250 sec, αν και η ακριβής τιμή διαφέρει ανάλογα με το μοντέλο της φωτογραφικής μηχανής.
Εικόνα 4: Λειτουργία φλας σε αργές ταχύτητες (ίση και μικρότερη από την ταχύτητα συγχρονισμού)
Εάν επιλέξουμε γρηγορότερη ταχύτητα (πχ 1/500 sec) θα λάβουμε μια ζώνη του καρέ που θα εκτεθεί κανονικά και μια σκοτεινή που δεν εκτέθηκε.
Eικόνα 5: Λειτουργία φλας σε γρήγορες ταχύτητες (μεγαλύτερες από την ταχύτητα συγχρονισμού)
Eικόνα 6: Σκοτεινή ζώνη του καρέ εξαιτίας επιλογής ταχύτητας φωτοφράκτη μεγαλύτερης της ταχύτητας συγχρονισμού
Η ταχύτητα συγχρονισμού στους επιλογείς ταχυτήτων φωτοφράκτη συνήθως αναγράφεται με άλλο χρώμα ή με την ένδειξη “Χ” δίπλα στην τιμή, ώστε να είναι άμεσα αντιληπτή (Εικόνα 6).
Εικόνα 7: Στα αριστερά η ταχύτητα συγχρονισμού σε μηχανή Zenit 11 (1/30) και στα δεξιά σε μηχανή Fujifilm X-T3 (1/250)
Λειτουργία Συγχρονισμού Υψηλών Ταχυτήτων – HSS
Ανάλογα με το μοντέλο της φωτογραφικής μηχανής και του φλας, ενδέχεται να υποστηρίζεται η λειτουργία Συγχρονισμού Υψηλών Ταχυτήτων (High-Speed Sync – HSS). Η λειτουργία αυτή επιτρέπει τη χρήση του φλας σε ταχύτητες φωτοφράκτη υψηλότερες από την κανονική ταχύτητα συγχρονισμού.
Στη λειτουργία HSS, το φλας δεν εκπέμπει μία και μοναδική σύντομη λάμψη, όπως συμβαίνει στον συμβατικό συγχρονισμό. Αντίθετα, παράγει μια ταχεία αλληλουχία διαδοχικών, πολύ σύντομων λάμψεων, λειτουργώντας ουσιαστικά σαν μια σχεδόν συνεχής πηγή φωτός για όσο χρόνο απαιτείται.
Με αυτόν τον τρόπο, καθώς η στενή σχισμή που δημιουργείται μεταξύ των δύο κουρτινών μετακινείται και σαρώνει σταδιακά τον αισθητήρα, οι διαδοχικές λάμψεις εξασφαλίζουν ότι κάθε τμήμα του αισθητήρα φωτίζεται κατά τη διέλευση της σχισμής. Έτσι καθίσταται δυνατή η ομοιόμορφη έκθεση ολόκληρου του καρέ, ακόμη και σε ταχύτητες φωτοφράκτη υψηλότερες από την κανονική ταχύτητα συγχρονισμού.
Εικόνα 8: Λειτουργία φλας σε HSS
Η φωτογράφιση συγχρονισμού υψηλής ταχύτητας εξαλείφει τους περιορισμούς της ταχύτητας συγχρονισμού φλας και επιτρέπει τη χρήση της μονάδας φλας σε ολόκληρο το εύρος ταχυτήτων του φωτοφράκτη της μηχανής. Η δυνατότητα επιλογής μεγαλύτερων ταχυτήτων επιτρέπει την δυνατότητα επιλογής και ανοιχτότερων διαφραγμάτων και συνεπώς μικρότερου βάθους πεδίου, προσφέροντας περισσότερες δυνατότητες στην σύνθεση κάδρου.
Εικόνα 9: Αριστερά λήψη σε κανονική λειτουργία με ISO 200, 1/250, f/8 και αριστερά σε λειτουργία HSS με ISO 200, 1/2000, f/2.8. Είναι εμφανής η διαφορά στο βάθος πεδίου.
Τα σημαντικότερα μειονεκτήματα της λειτουργίας HSS είναι η μειωμένη αποτελεσματική ισχύς του φλας και η αυξημένη θερμική καταπόνηση της μονάδας.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, στη λειτουργία HSS το φλας δεν εκπέμπει μία μόνο σύντομη λάμψη, αλλά μια ταχεία ακολουθία διαδοχικών παλμών καθ’ όλη τη διάρκεια της κίνησης της σχισμής του φωτοφράκτη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα η διαθέσιμη φωτεινή ενέργεια να κατανέμεται σε μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της αποτελεσματικής εμβέλειας και ισχύος του φλας.
Παράλληλα, η συνεχής εκπομπή διαδοχικών παλμών προκαλεί μεγαλύτερη θερμική καταπόνηση, ιδιαίτερα όταν το φλας χρησιμοποιείται σε υψηλές ρυθμίσεις ισχύος ή για μεγάλο αριθμό διαδοχικών λήψεων. Για τον λόγο αυτό, η χρήση του HSS μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη θερμοκρασία της μονάδας και, ανάλογα με το μοντέλο, σε μεγαλύτερους χρόνους επαναφόρτισης ή ενεργοποίηση των μηχανισμών προστασίας από υπερθέρμανση.
