Le rolling shutter ou obturateur déroulant est un terme technique pour désigner le fait que l’enregistrement des pixels d’une image par le capteur n’est pas instantané sur l’ensemble de la surface. En d’autres termes, toutes les parties de l’image de la scène ne sont pas enregistrées exactement au même instant.
Cela a pour conséquences de provoquer des effets indésirables comme des lignes ondulées ou des objets en mouvement qui semblent déformés. Heureusement, il existe des moyens de minimiser ces effets.
Photo Jonen (CC BY-SA 3.0)
Qu’est-ce que le rolling shutter et comment fonctionne-t-il ?
L’obturateur déroulant peut être mécanique ou électronique. L’avantage d’un obturateur déroulant électronique est que le capteur peut continuer à recueillir des photons pendant le processus d’acquisition, ce qui augmente la sensibilité. On le trouve sur de nombreux appareils photo et caméras vidéo numériques utilisant des capteurs CMOS.
Au lieu d’exposer l’ensemble du capteur à la lumière en même temps, chaque rangée de pixels est exposée à tour de rôle. Cela signifie que si vous photographiez un objet en mouvement, il peut sembler déformé sur l’image. Alors que certains capteurs CMOS utilisent un obturateur global, la majorité de ceux que l’on trouve sur le marché grand public utilisent un obturateur déroulant.
Les CCD (dispositifs à couplage de charge) sont des alternatives aux capteurs CMOS, qui sont généralement plus sensibles et plus chers. Les caméras à base de CCD utilisent souvent des obturateurs globaux, qui prennent un instantané représentant un seul moment » relatif » dans le temps et ne souffrent donc pas des artefacts de mouvement causés par les obturateurs déroulants.
Les avantages du rolling shutter
Outre le coût de production réduit, les appareils équipés d’un obturateur déroulant sont plus efficaces pour capturer des fréquences d’images élevées sans occasionner de chaleur excessive ni trop solliciter la batterie.
L’un des principaux avantages de l’obturateur déroulant est sa capacité à réduire le bruit de l’image. Le bruit est généralement dû aux fluctuations de tension qui se produisent lorsque l’image est lue en une seule fois. En raison de la manière dont l’obturateur déroulant fonctionne, ces fluctuations sont réduites, ce qui permet une meilleure qualité d’image.
De plus, le rolling shutter permet une meilleure gestion de la lumière. En effet, il n’y a pas de temps mort entre les images, ce qui signifie que la caméra peut être exposée à une plus grande quantité de lumière sans crainte de surbrillance. Cela permet également une meilleure gestion du contraste et des niveaux de gris. Cela est particulièrement utile pour les applications telles que la vidéo slow motion ou les pauses longues.
Comment réduire les effets du rolling shutter
Pour éviter les déformations lorsque vous enregistrez des mouvements rapides, réglez votre vitesse d’obturation de manière à ce qu’elle soit deux fois supérieure à la fréquence d’images. Vous devez faire en sorte que votre vitesse d’obturation ne soit pas inférieure à la fréquence d’images. Sinon, le capteur n’aura pas le temps d’enregistrer l’image.
Par conséquent, vous devez choisir une vitesse d’obturation ni trop élevée pour capturer un léger flou de mouvement ni trop faible pour réduire la distorsion de l’obturateur déroulant.
De plus privilégiez l’utilisation d’un trépied ou d’un steadicam afin de réduire les mouvements ou les tremblements de l’appareil.
Un effet appelé « Réparation d’obturateur déroulant » dans Adobe Premiere Pro permet de corriger les problèmes d’obturateur déroulant.
Le capteur stack pour réduire les problèmes
Sony a développé un nouveau type de capteur CMOS stack ou capteur empilé. Ces capteurs avec des pixels à deux couches de transistors permettent d’accroître la plage dynamique et de réduire le bruit numérique. Grâce à cette nouvelle architecture, le capteur composé de trois étages (le circuit, les transistors et lesphotodiodes) permet un enregistrement plus rapide de l’information, réduisant ainsi les risques de déformations.
Les capteurs stack équipent les appareils photos professionnels destinés à photographier du sport et dotés de rafales aux cadences rapides uniquement permises par l’obturation électronique.
Modèles équipés d’un capteur stack :
- Sony A9 II
- Sony A1
- Nikon Z9
- Canon EOS R3
- Fujifilm X-H2s
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