Migawka w aparacie – co to jest i jak działa?

Czym jest migawka?

Migawka aparatu fotograficznego pojawiła się dopiero w latach 80. XIX w. Wśród twórców tego rozwiązania był Polak, Stanisław Jurkowski, któremu udało się nawet opatentować i opisać swój wynalazek w magazynie „Fotograf”.

Migawka w aparacie to mechanizm kontrolujący czas, przez jaki światło pada na matrycę aparatu lub film. Najczęściej znajduje się ona pomiędzy obiektywem a materiałem światłoczułym (kliszą lub matrycą), na którym zostanie utrwalone zdjęcie. W stanie spoczynku migawka nie przepuszcza żadnego światła. Dopiero po naciśnięciu przycisku otwiera się na chwilę i ponownie zamyka.

Działanie migawki można przyrównać do rolet w oknie: otwierając się i zamykając w określonym czasie, pozwalają na przepuszczenie określonej ilości światła. Stosując inną analogię, zasadę działania migawki przypomina działanie ludzkiej powieki.

Jak działa migawka?

Migawka odpowiada za czas naświetlania, czyli jeden z parametrów „trójkąta ekspozycji”, tuż obok wartości przysłony oraz czułości ISO. Migawka reguluje ilość światła, jakie pada na matrycę, kiedy wykonujemy zdjęcie. Innymi słowami, jest to ta część aparatu, która służy do odsłaniania i zasłaniania z powrotem materiału światłoczułego w celu prawidłowej ekspozycji. Im dłuższe otwarcie migawki – tym więcej światła pada na matrycę.

Czas, w którym migawka jest otwarta, nazywamy czasem naświetlania i jest to jeden z kluczowych parametrów wpływających na to, w jaki sposób na zdjęciu zostanie uchwycony ruch. Krótki czas naświetlania (szybkie zamknięcie migawki) „zamraża” ruch na zdjęciu, podczas gdy dłuższy czas naświetlania pozwala na rejestrowanie ruchu jako smugi lub rozmycia.

Migawka, w połączeniu z przysłoną, pozwala fotografowi kontrolować ekspozycję zdjęcia, a więc jego jasność i głębię ostrości. Zbyt długi czas ekspozycji sprawia, że zdjęcia obiektów będących w ruchu są „rozmazane”. Ale to, co czasem bywa wadą, może być również zaletą. Jedynie dzięki bardzo długiemu czasowi ekspozycji można np. wykonać zdjęcie błyskawicy rozświetlającej nocne niebo.

Co ciekawe, pierwsze aparaty fotograficzne nie były wyposażone w migawkę. Jej rolę pełnił fotograf, który podczas robienia zdjęcia szybkim ruchem zdejmował zaślepkę z obiektywu, wykonywał nią kolisty ruch, po czym ponownie zasłaniał obiektyw.

Oczywiście takie rozwiązanie, choć niezwykle urokliwe, wiązało się z wieloma problemami. Między innymi z powodu długiego czasu naświetlania poruszone obiekty często były rozmyte, a wszelkie drgania aparatu podczas naświetlania powodowały rozmycie całego obrazu. Problemem był także brak kontroli nad ekspozycją: bez migawki trudno było kontrolować dokładny czas naświetlania, co mogło prowadzić do prześwietleń lub niedoświetleń.

Nikon Z6 II + 24-70mm F4 S

★★★★★★ (1)

Rozdzielczość: 24,5 Mpix

Wielkość matrycy: Pełnoklatkowy

Typ matrycy: CMOS

Stabilizacja obrazu: Mechaniczna

12 099,00 zł

Nikon Z50 + Nikkor Z DX 16-50mm f/3.5-6.3 VR

★★★★★★ (0)

Rozdzielczość: 20,9 Mpix

Wielkość matrycy: APS-C

Typ matrycy: CMOS

ISO: 100 - 51200

4 699,00 zł

Nikon Z fc+ Z 28mm F2,8 SE

★★★★★★ (3)

Rozdzielczość: 20,9 Mpix

Wielkość matrycy: APS-C

Typ matrycy: CMOS

Stabilizacja obrazu: Optyczna

5 799,00 zł

Rodzaje migawek w aparatach fotograficznych

Wiemy już, do czego służy migawka i jak działa, ale… migawka, migawce nierówna. W czasach fotografii analogowej sprawa była prosta – wszystkie migawki sterowane były mechanicznie. Jednak wraz z rozwojem technologii, fotografowie mogą wybierać także pośród innych rozwiązań dostępnych na rynku. I tak, generalnie, możemy wyróżnić trzy rodzaje migawek:

mechaniczne,
elektroniczne,
hybrydowe.

Migawki mechaniczne

Czym się różnią poszczególne rodzaje? Zacznijmy od migawek mechanicznych, które natomiast dzielą się na migawki szczelinowe i migawki centralne, zwane też irysowymi.

Migawki szczelinowe są powszechnie używane w aparatach fotograficznych z wymienną optyką. Składają się one z dwóch płaskich płytek, tzw. lamelek. Migawki te znajdują zastosowanie zarówno w lustrzankach (umieszczone za lusterkiem) jak i w aparatach hybrydowych. W większości przypadków są uniesione przez większość czasu, umożliwiając kontrolowany przepływ światła do matrycy. W dzisiejszych czasach przeważają migawki o ruchu pionowym, choć istnieją również takie, w których lamelki przesuwają się poziomo.

Centralne (irysowe) migawki zazwyczaj umieszcza się tuż za przysłoną w obiektywie. Wykorzystywane są one głównie w aparatach średnioformatowych i kompaktach. Składają się z kilku listków, które na siebie zachodzą. Podczas robienia zdjęcia, listki te dynamicznie rozchylają się, pozwalając na przepływ światła, a następnie wracają do swojego pierwotnego położenia. Migawki tego typu, mimo że mają pewne ograniczenia w krótkich czasach naświetlania (najczęściej do 1/2000 s), oferują lepszą synchronizację z lampą błyskową przy najkrótszym czasie otwarcia.

Migawki elektroniczne

W przeciwieństwie do migawki mechanicznej, migawka elektroniczna nie jest odrębnym od matrycy elementem i nie ma żadnych ruchomych części. Zamiast tego informacje o obrazie są zbierane z czujnika przez określony czas ekspozycji, który może być znacznie krótszy niż jest w stanie obsłużyć jakikolwiek mechanizm.

Problem polega jednak na tym, że ze względów technicznych, takich jak przepustowość elektroniczna, danych czujnika nie można zapisać w całości na raz, lecz należy je odczytać sekwencyjnie, po jednej linii (lub kilku liniach) pikseli na raz. W rezultacie „czas otwarcia migawki” (czyli czas ekspozycji) może być znacznie krótszy, ale prędkość odczytu może wprowadzać ograniczenia i potencjalne problemy. Może również pojawić się kłopot przy pracy z lampą błyskową, nie mówiąc o zniekształceniach obrazu (rolling shutter). Z drugiej strony migawka elektroniczna pozwala na znacznie większą swobodę fotografowania niż w przypadku użycia migawki mechanicznej.

Najbardziej oczywistą korzyścią wynikającą z użycia migawki elektronicznej jest zdolność do fotografowania przy znacznie krótszych czasach ekspozycji. To dlatego, że eliminuje ona opóźnienia związane z ruchem fizycznych elementów. Migawka mechaniczna, choć wciąż najczęściej używana, ma pewne ograniczenia. W amatorskich aparatach najkrótszy czas otwarcia migawki wynosi zazwyczaj 1/4000 sekundy. W bardziej zaawansowanych modelach można go skrócić do 1/8000 sekundy, ale to wciąż niewiele w porównaniu z możliwościami migawki elektronicznej, która pozwala fotografować nawet z czasem ekspozycji wynoszącym 1/40 000 sekundy.

Migawka hybrydowa

Migawki hybrydowe łączą w sobie cechy obu wyżej opisywanych rozwiązań i są stosowane w niektórych prostszych modelach lustrzanek. Pozwalają uzyskać krótkie czasy naświetlania, kiedy np. przednia kurtyna jest funkcją elektroniczną, a tylna – mechaniczną. Dzięki takiemu rozwiązaniu aparat może pracować ciszej oraz wykonywać wysokiej jakości zdjęć w szybkim tempie, nawet do 12 klatek na sekundę.

Używanie migawki hybrydowej, która rozpoczyna ekspozycję elektronicznie i kończy ją poprzez mechaniczne przysłonięcie matrycy, eliminuje zniekształcenia obrazu i zachowuje względną ciszę, choć nadal jesteśmy ograniczeni przez czas migawki mechanicznej.

Ze względu na doskonałość współczesnych podzespołów raczej się ich nie stosuje i po prostu aparaty są wyposażone w dwa mechanizmy. Kiedyś mieliśmy do czynienia z tzw. „trybem cichej migawki”, dziś są to tryby migawki mechanicznej oraz elektronicznej.

Kiedy używać migawki elektronicznej, a kiedy mechanicznej?

Migawka elektroniczna jest najlepszym wyborem, gdy potrzebujesz szybkich zdjęć seryjnych i/lub bardzo krótkiego czasu otwarcia migawki. Jest również cicha w działaniu, co może być jej dodatkowym atutem w niektórych sytuacjach.

Jeśli fotografujesz przy sztucznym oświetleniu lub korzystasz z lampy błyskowej, migawka mechaniczna (lub elektroniczna migawka z przednią kurtyną) może być lepszym wyborem, ponieważ obsługuje dłuższe czasy otwarcia migawki.

Aktywność migawki podczas nagrywania filmów

Teraz, gdy wiesz, że większość aparatów może rejestrować tylko kilka klatek na sekundę, rozumiesz, dlaczego podczas nagrywania wideo nigdy nie używa się migawki. W przeciwnym razie ruch będzie nierówny, ponieważ migawka nie będzie wystarczająco szybka, aby uchwycić naturalny ruch.

Kiedy nagrywasz filmy za pomocą aparatu bezlusterkowego lub lustrzanki cyfrowej, migawka podnosi się i nie opada, dopóki nie zakończysz nagrywania. W trybie wideo czujnik staje się „wirtualną” migawką, elektronicznie skanując światło pochodzące z obiektywu.

Przechwytywanie danych wideo zależy od rodzaju czujnika, w który wyposażony jest aparat. Istnieją dwa główne typy czujników w kamerach. Pierwszym z nich jest CMOS, który można znaleźć w większości aparatów podstawowych, a nawet w niektórych profesjonalnych sprzętach. Przechwytuje on wideo, skanując scenę od lewej do prawej i od góry do dołu.

Czujnik CMOS skanuje całą scenę w ciągu milisekund, ale niestety ma tendencję do wywoływania efektu rolling shutter. Innymi słowy, zniekształca szybki ruch, ponieważ nie można nagrać całej sceny na raz. Jeśli masz lustrzankę cyfrową lub aparat bezlusterkowy, spróbuj szybko przesunąć aparat od lewej do prawej, a zauważysz „efekt galarety” powodowany przez rolującą się migawkę.

Drugi typ czujnika nazywa się CCD i występuje głównie w wysokiej klasy, profesjonalnych kamerach wideo lub kinowych. Wykorzystuje tak zwaną migawkę globalną, aby uniknąć zniekształceń ruchu. Oznacza to, że rejestruje całą scenę na raz, dzięki czemu nie zauważysz opóźnień w żadnym ruchu w kadrze.

Fotografujesz? Filmujesz? Tworzysz w social mediach? Odwiedź naszą Strefę Twórcy, aby znaleźć więcej podobnych poradników, inspiracji oraz sprzętowych porad. Znajdziesz tam m.in.: