A velocidade real na qual a luz viaja é imaterial. O fato de que é não instantânea é muito importante. Embora a luz viaje muito rápido, a luz do objeto ou da cena não atinge o sensor ou o filme no mesmo instante. A luz atinge a câmera do sujeito em um fluxo de energia que se espalha por um período de tempo. Durante o tempo em que o obturador está aberto, esse fluxo de luz é gravado em uma fotografia. Se a cena mudar ao longo da exposição, o formato do fluxo de luz que chega à câmera durante a exposição também muda.
Na física, freqüentemente existe uma frase usada para descrever a maneira como a luz demonstra simultaneamente propriedades da energia das ondas e da energia das partículas: a dualidade da luz . Para fins de fotografia, normalmente tratamos a luz como um fluxo de fótons fluindo da cena para o sensor (ou filme). À medida que atingem o sensor, eles são transformados em elétrons em cada pixel que um fóton atinge. Quando atingem o filme, sua energia resulta em reações químicas aos grãos de produtos químicos na emulsão do filme.
Por que a velocidade do obturador modifica a nitidez / detalhe da imagem?
O tempo do obturador determina quanto tempo o fluxo de fótons da cena pode atingir o sensor. Se algo mudar de posição na cena durante a duração da exposição, a luz da parte da cena que se moveu se moverá através da superfície do sensor e cairá em pixels diferentes. Se a própria câmera for a fonte do movimento, a cena inteira mudará e cada ponto da cena cairá em pixels diferentes no sensor. Qualquer que seja a fonte do movimento, o resultado é desfocado, pois a luz de um único ponto da cena se espalha por vários pixels. Quanto mais tempo o obturador for mantido aberto, maior será o desfoque pela mesma taxa de movimento.
No outro lado da mesma moeda, quanto mais tempo o obturador for mantido aberto, mais luz será capturada na foto. Quanto mais luz capturada pelo sensor, maior a proporção de elétrons coletados pelo sensor da luz da cena (chamamos de sinal ) para os elétrons produzidos pelos eletrônicos da câmera que também são gravados junto com a corrente dos pixels do sensor. Esses elétrons perdidos são o que chamamos de ruído. O ruído de leitura é produzido pelos componentes eletrônicos da câmera. O ruído da foto (foto) é produzido pela natureza aleatória da luz devido à dualidade da luz. Essas partículas de fótons estão viajando ao longo de um caminho em forma de onda definido pelo comprimento de onda de cada bit de luz. Quanto mais sinal (luz) tivermos proporcionalmente ao ruído, mais detalhes conseguiremos produzir em nossa fotografia. Isso é chamado de relação sinal / ruído .
Portanto, um tempo mais curto do obturador minimiza o efeito do movimento, mas pode levar a uma perda de detalhes devido a uma baixa relação sinal / ruído. Um tempo mais longo do obturador aumenta a relação sinal / ruído, mas pode levar a uma perda de detalhes devido ao desfoque de movimento.
Por que as fotos ficam mais escuras com velocidades mais rápidas do obturador e mais claras com velocidades mais lentas do obturador?
Como quanto mais tempo o obturador for mantido aberto, mais luz será capturada na fotografia. É o mesmo que abrir e fechar uma torneira enquanto segura um copo debaixo da torneira. Quanto mais tempo a torneira for mantida aberta, mais água será coletada no copo. Quanto mais tempo o obturador for mantido aberto, mais partículas de luz (fótons) serão coletadas pelo sensor (ou filme).
Nossos olhos estão sempre abertos (quando estamos acordados), mas as imagens não são "superexpostas".
Novamente, a luz está atingindo nossos olhos em um fluxo contínuo, não em um instante singular. Toda a luz coletada por nossas retinas ao longo de um dia, um ano ou toda a nossa vida não é transmitida ao nosso cérebro em um único instante! O sinal eletroquímico de nossos olhos para nossos cérebros muda continuamente à medida que a cena diante de nossos olhos muda.
(Nota: o texto abaixo foi escrito antes que a pergunta acima fosse reeditada significativamente em sua forma atual)
Luz é energia eletromagnética. Como tal, existem dois componentes que devem ser medidos em relação a uma fotografia: intensidade do campo e duração do tempo. A intensidade do campo mede a intensidade da luz sobre uma área específica. A duração do tempo mede quanto tempo essa intensidade do campo é mantida.
É exatamente o mesmo que qualquer outra forma de energia. Se alguém aplicasse uma força constante contra um corpo, o corpo aceleraria. Quanto mais tempo a força é aplicada, mais tempo o corpo acelera e mais rápido o corpo se move em relação ao seu estado inicial.
Um pedaço de filme fotográfico coleta informações sobre a energia que cai sobre ele na forma de luz. Quanto mais tempo o obturador for deixado aberto, mais informações serão coletadas. Se um obturador for deixado aberto duas vezes mais, ele coletará o dobro de informações dessa luz, assumindo que a força da luz seja constante.
O problema da fotografia é que a luz geralmente não é constante. À medida que as coisas no mundo à frente da câmera movem a intensidade da luz do campo sobre qualquer ponto específico do filme ou sensor muda. Enquanto o obturador estiver aberto, ele continuará a coletar informações sobre a luz que cai sobre cada ponto do filme ou sensor. Se algo na visão da câmera estiver se movendo, as informações sobre todas as posições pelas quais passou durante o tempo em que o obturador estiver aberto serão gravadas. Em vez de ser gravada no mesmo local no filme ou sensor, a imagem do objeto em movimento será espalhada pela área sobre a qual ele se move. Isso resultará em desfoque. Mesmo que nada na frente da câmera se mova, se a própria câmera se mover, a mesma coisa acontecerá.