A verdade física do obturador eletrônico de cortina frontal (EFCS) da câmera, desfocando os ângulos dos pontos de luz e a exposição irregular em velocidades de obturador muito altas (1/2000s+) e grandes aberturas

1. Mecanismo de funcionamento e arquitetura física dos três modos do obturador

Antes de compreender este fenômeno físico, é necessário esclarecer os três modos de funcionamento do obturador das modernas câmeras sem espelho:

1. Obturador puramente mecânico (Obturador Mecânico):

• Início da exposição: a primeira cortina mecânica (cortina frontal) desce e abre, expondo o sensor;
• Fim da exposição: A segunda cortina mecânica (cortina traseira) desce para alcançar e fechar, bloqueando o sensor.
• As cortinas frontal e traseira são completadas por lâminas mecânicas reais localizadas no mesmo plano físico na frente do sensor (aproximadamente 2~3mm da superfície CMOS).

2. Obturador silencioso totalmente eletrônico (Obturador Eletrônico):

• Não há movimento físico da cortina e depende apenas do sensor para ligar o sensor de luz linha por linha (cortina frontal eletrônica) e interromper a leitura linha por linha (cortina traseira eletrônica). Ambas as cortinas são feitas na superfície física de silício do chip CMOS (distância 0).

3. Obturador Eletrônico de Cortina Frontal (EFCS - Electronic Front-Curtain Shutter):

• Início da exposição: contando com o pulso elétrico do sinal de reset da fileira de sensores para ativar instantaneamente o fotossensibilizador (cortina frontal eletrônica, localizada na superfície de silício CMOS, distância = 0mm);
• Fim da exposição: A lâmina mecânica física superior desce para cortar a luz (cortina traseira mecânica, localizada na frente do CMOS, distância = 2~3mm).

2. A causa física espacial do truncamento do Bokeh: paralaxe de fenda assimétrica

Por que as venezianas puramente mecânicas e as venezianas puramente eletrônicas não economizam, mas apenas o EFCS o faz?

• Varredura de fenda com obturador de alta velocidade:
• Quando a velocidade do obturador excede a velocidade de sincronização do flash (como 1/2000s ~ 1/8000s), a cortina traseira já começou a subir e fechar antes que a cortina frontal esteja totalmente aberta;
• O sensor não expõe todo o quadro ao mesmo tempo, mas um espaço móvel extremamente estreito de nível de mícron formado entre as cortinas frontal e traseira percorre todo o quadro.
• Projeção geométrica de sombras no espaço tridimensional:
• Lentes de grande abertura (como 50 mm f/1.2, 85 mm f/1.4) têm uma pupila de saída enorme e o ângulo do cone de luz convergente é extremamente amplo (a luz entra nos pixels dos cantos em um grande ângulo de inclinação);
• Cortina frontal (eletrônica) fica ao nível do solo (0mm) enquanto Cortina traseira (mecânica) fica suspensa 2,5mm no ar;
• Quando a luz incidente na borda de grande ângulo passa obliquamente por esta fenda espacialmente desalinhada em alta velocidade, parte da luz é interceptada e bloqueada antecipadamente pela cortina traseira mecânica na altura, enquanto a luz do outro lado entra desimpedida;
• Efeito de truncamento geométrico: No círculo de confusão fora de foco (Bokeh Ball), essa oclusão espacial unidirecional se manifesta diretamente quando a metade inferior ou superior do ponto de luz é nitidamente cortada, e o ponto de luz originalmente redondo e bonito se torna um ponto crescente de ângulo semi-achatado feio e deformado!

3. Exposição irregular na parte superior e inferior da tela em alta velocidade e falhas de listras (Exposição irregular)

Além do colapso do desfoque de fundo, o EFCS também pode induzir lesões fatais de luz e sombras escuras em 1/4000s ~ 1/8000s:

• Desvio físico do tempo de luz efetivo:
• A cortina traseira mecânica é um conjunto de lâminas metálicas com massa real, e sua curva de aceleração é afetada pela gravidade, tensão da mola e resistência do ar;
• A cortina frontal eletrônica é um sinal elétrico na velocidade da luz, e a velocidade de varredura é absolutamente constante;
• Em uma fenda extremamente estreita (1/8000s, largura da fenda é inferior a 1 mm), a diferença na velocidade de movimento da cortina traseira mecânica na parte superior e inferior da imagem não pode ser 100% sincronizada com a velocidade uniforme da cortina frontal eletrônica;
• Escala de gradiente de luz e cores escuras: Ao fotografar um céu azul puro ou uma parede branca pura, uma falha de passo de luz e escuridão de 0,3EV ~ 0,5EV aparecerá na parte superior e inferior da tela, e até mesmo listras de zebra serão estimuladas sob algumas fontes de luz artificial de alta frequência.

4. EFCS usa modos de limite e obturador para alternar árvores de decisão douradas

Use o modo obturador cientificamente sem se preocupar com EFCS:

1. Velocidade do obturador (\le 1/1000s): Sinta-se à vontade para ativar o EFCS:

• Neste momento, a largura da fenda é extremamente suficiente, o truncamento da sombra causado pelo desalinhamento espacial é mínimo e a deformação do ponto de luz é completamente indetectável a olho nu;
• E neste momento, o EFCS pode eliminar completamente o "choque do obturador" causado pela abertura mecânica da cortina frontal, melhorando muito a nitidez de pixels altos em 1/30s ~ 1/250s, enquanto minimiza o atraso do obturador (Shutter Lag).

2. Quando a velocidade do obturador é (\ge 1/2000s) e emparelhada com uma grande abertura ((f/1.2 \sim f/2.0)): desligue resolutamente o EFCS e volte para o obturador totalmente mecânico! ：

• Ao fotografar retratos de grande abertura em ambientes externos com muita luz, você deve entrar no menu para mudar o obturador para Obturador Mecânico;
• A cortina frontal mecânica e a cortina traseira mecânica voam exatamente no mesmo plano espacial, garantindo perfeitamente que o ponto circular fora de foco seja completo e redondo, sem qualquer deformação nos cantos, e a exposição full-frame seja absolutamente uniforme!

3. Relevo sem cortina para modelos principais (Z8/Z9, A9III): O sensor empilhado e o obturador global eliminam completamente o componente do obturador mecânico, enviando esse problema para o museu de história pela raiz.

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