Обтюра́тор (фр. obturateur, от лат. obturo — закрываю) — механическое устройство для периодического перекрывания светового потока. Представляет собой вращающийся секционированный диск, конус, цилиндр либо двигающуюся возвратно-поступательно шторку. Обтюраторы используются в кинопроекторах, киносъемочных, кинокопировальных аппаратах, модуляционных радиометрах инфракрасного диапазона и других оптико-механических и фотоэлектрических приборах. В инфракрасных радиометрах обтюратор также может выполнять дополнительные функции, например, в закрытом состоянии — быть источником опорного излучения.

В киносъёмочном аппарате обтюратор выполняет ту же роль, что и затвор в фотоаппарате. Подвижная часть обтюратора содержит прозрачные и непрозрачные участки, которые попеременно располагаются на пути светового потока. Работа обтюратора синхронизируется со скачковым механизмом таким образом, чтобы киноплёнка оставалась неподвижной от начала открытия обтюратора до его полного закрытия^[1]. Рассинхронизация механизма, при которой киноплёнка движется при частично или полностью открытом обтюраторе, называется «тягой обтюратора».

Угол раскрытия и коэффициент обтюрации

Главной характеристикой обтюратора считается угол раскрытия, равный углу секторного выреза однолопастного или сумме углов всех вырезов многолопастного обтюратора^[1]. Угол раскрытия определяет выдержку при съемке. , где  — частота киносъемки,  — число лопастей обтюратора^[2].

Иногда, основной характеристикой обтюратора считают коэффициент обтюрации , то есть отношение длительности открытого состояния (выдержки) к периоду смены кадра.

Таким образом, в киносъемочном аппарате сочетание частоты киносъемки и угла раскрытия обтюратора определяет выдержку, которую получает светочувствительная пленка во время экспозиции. Существуют кинокамеры с изменяемым углом раскрытия обтюратора, что позволяет регулировать выдержку при съемке. Киносъемочные аппараты, оснащенные таким обтюратором, пригодны для комбинированных съемок.

При кинопроекции для того, чтобы зритель не замечал мерцания^[3] от работающего обтюратора, на нем предусмотрены холостые лопасти, дополнительно перекрывающие световой поток во время неподвижного положения кинопленки в кадровом окне^[4]. Это увеличивает частоту мерцаний сверх физиологического порога заметности^[5]. В звуковых кинопроекторах обтюратор имеет одну холостую лопасть, что обеспечивает частоту мерцаний 48 Гц. В немых кинопроекторах, рассчитанных на частоту кинопроекции 16 к/сек., обтюратор имел две холостых лопасти^[6].

Передача движения

Кроме выдержки, от угла раскрытия обтюратора зависит передача плавности движения на экране. Смаз быстро движущегося изображения при большом угле раскрытия, уменьшает прерывистость движения на экране^[7]. В то же время, если угол раскрытия обтюратора достаточно мал, даже при съемке быстро движущихся объектов они получаются резкими, что при просмотре на экране создает неприятное ощущение дробности — стробированности изображения, особенно заметное на большом экране, когда задействуется периферическое зрение, обладающее меньшей инерционностью. Также, при уменьшении угла раскрытия, становится заметнее стробоскопический эффект. Поэтому, уменьшение угла раскрытия обтюратора применяется в основном, в сценах с неподвижными объектами или с небольшим темпом движения, главным образом, для создания кинематографических эффектов. Также уменьшение угла раскрытия обтюратора применяется при технических и специальных съемках быстропротекающих процессов.

Зеркальный обтюратор

В большинстве профессиональных, а также в некоторых любительских киносъемочных аппаратах в качестве видоискателя применяется сопряженный визир с зеркальным обтюратором. Плоскость дискового обтюратора таких аппаратов располагается под углом 45° к оптической оси объектива, причем, поверхность обтюратора, обращенная к объективу, покрывается зеркальным слоем^[8]. Поэтому при перекрытии кадрового окна обтюратором весь световой поток от объектива направляется на плоскую матовую поверхность плоско-выпуклой коллективной линзы^[9]. Таким образом, на матовой поверхности коллектива получается изображение, идентичное тому, которое получается в кадровом окне на поверхности киноплёнки при открытом обтюраторе. Принцип действия визира, построенного на основе зеркального обтюратора, аналогичен видоискателю однообъективного зеркального фотоаппарата.

Это позволяет построить максимально эффективный видоискатель прямого визирования и производить фокусировку и кадрирование по матовому стеклу. Кроме того, такой видоискатель полностью лишён параллакса и позволяет визуально контролировать глубину резко изображаемого пространства. Поле зрения, отображаемое сопряжённым визиром с зеркальным обтюратором, точно совпадает с полем зрения любого съёмочного объектива, позволяя пользоваться сменной оптикой без ограничений.

В сложных киносъёмочных аппаратах зеркальный обтюратор работает совместно с дисковым или коническим, обеспечивающими более полное перекрытие кадрового окна и предотвращающими подсветку при остановленном механизме. Кроме того, кинематическая схема с двумя обтюраторами применяется для обеспечения переменного угла раскрытия.

Цветоделение обтюратором

В некоторых ранних системах цветного кинематографа дисковый обтюратор применялся для цветоделения. Для этого в его прозрачные сектора монтировались цветные светофильтры. При вращении такого обтюратора, который чаще всего был двухлопастным, соседние кадры киноплёнки экспонировались через светофильтры разного цвета и были пригодны для получения цветоделённого негатива. При демонстрации полученного фильма использовался такой же обтюратор и цветоделённые кадры позитива проецировались через участок обтюратора соответствующего цвета, создавая зрительное ощущение цветного изображения. Такой принцип цветоделения использовался, например, в системе «Кинемаколор»^[10], распространённой в Европе в начале XX века. В СССР этот же принцип использовался в экспериментальной технологии «Спектроколор». В настоящее время подобная технология цветоделения применяется в цифровых кинопроекторах.

Электронный обтюратор

Современные видеокамеры, использующие в качестве преобразователя света в видеосигнал фотоматрицы, обладают возможностью регулирования выдержки, что функционально совпадает со свойствами механического обтюратора. Некоторые производители видеокамер называют эту функцию «электронным обтюратором» (англ. Electronic shutter). Так же, как и у традиционного обтюратора, у электронного время выдержки влияет на передачу плавности движения и при малых выдержках быстрое движение передается дробно, что неприятно для зрителя. Цифровые кинокамеры, приходящие на смену пленочным, не оснащаются механическим обтюратором. Его функцию регулировки угла раскрытия выполняет электронный аналог, интегрированный в систему управления матрицей. Однако некоторые модели цифровых кинокамер^[11] все же оснащаются механическим обтюратором, для предотвращения появления артефактов движения, порождаемых КМОП-матрицами, нуждающимися в физическом перекрытии светового потока на момент считывания заряда. Кроме того, использование механического зеркального обтюратора позволяет сохранить наличие оптического сквозного визира.

См. также

• Фотозатвор

Примечания