La velocidad real a la que viaja la luz es irrelevante. El hecho de que se trata no instantánea es muy importante. Aunque la luz viaja muy rápido, la luz del sujeto o la escena no golpea el sensor o la película al mismo tiempo. La luz llega a la cámara desde el sujeto en una corriente de energía que se extiende durante un período de tiempo. Durante el tiempo que el obturador está abierto, este flujo de luz se graba en una fotografía. Si la escena cambia en el transcurso de la exposición, también cambia la forma del flujo de luz que llega a la cámara durante la exposición.
En física, a menudo se usa una frase para describir la forma en que la luz demuestra simultáneamente las propiedades de la energía de las olas y de las partículas: la dualidad de la luz . Para el propósito de la fotografía, normalmente tratamos la luz como una corriente de fotones que fluyen desde la escena hacia el sensor (o película). Cuando golpean el sensor, se transforman en electrones en cada pozo de píxeles que golpea un fotón. Cuando golpean la película, su energía produce reacciones químicas a los granos de los productos químicos en la emulsión de la película.
¿Por qué la velocidad de obturación modifica la nitidez / detalle de la imagen?
El tiempo de obturación determina cuánto tiempo se permite que el flujo de fotones de la escena golpee el sensor. Si las cosas cambian de posición en la escena durante la duración de la exposición, entonces la luz de la parte de la escena que se ha movido se moverá a través de la superficie del sensor y caerá en diferentes píxeles. Si la cámara misma es la fuente del movimiento, la escena completa cambiará y cada punto de la escena caerá en diferentes píxeles en el sensor. Cualquiera que sea la fuente del movimiento, el resultado es borroso ya que la luz de un solo punto de la escena se extiende a través de múltiples píxeles. Cuanto más tiempo se mantenga abierto el obturador, mayor será el desenfoque para la misma velocidad de movimiento.
En el reverso de la misma moneda, cuanto más tiempo se mantenga abierto el obturador, más luz se capturará en la foto. Cuanta más luz capte el sensor, mayor será la proporción de electrones recogidos por el sensor de la luz de la escena (llamamos a esta señal ) a los electrones producidos por la electrónica de la cámara que también se graban junto con La corriente de los píxeles del sensor. Estos electrones perdidos son lo que llamamos ruido. El ruido de lectura es producido por la electrónica de la cámara. El ruido de la foto (disparo) se produce por la naturaleza aleatoria de la luz debido a la dualidad de la luz. Esas partículas de fotones viajan a lo largo de una trayectoria en forma de onda definida por la longitud de onda de cada bit de luz. Cuanta más señal (luz) tengamos en proporción al ruido, más detalles podremos producir en nuestra fotografía. Esto se llama relación señal-ruido .
Por lo tanto, un tiempo de obturación más corto minimiza el efecto del movimiento, pero puede conducir a una pérdida de detalles debido a una baja relación señal / ruido. Un tiempo de obturación más prolongado aumenta la relación señal / ruido, pero puede provocar una pérdida de detalles debido al desenfoque de movimiento.
¿Por qué las imágenes se vuelven más oscuras con velocidades de obturación más rápidas y más brillantes con velocidades de obturación más lentas?
Como cuanto más tiempo se mantiene abierto el obturador, más luz se captura en la fotografía. Es lo mismo que abrir y cerrar un grifo mientras sostiene una taza debajo de la espita. Cuanto más tiempo se mantenga abierta la llave, más agua se recogerá en la taza. Cuanto más tiempo se mantenga abierto el obturador, más partículas de luz (fotones) serán recogidas por el sensor (o película).
Nuestros ojos siempre están abiertos (cuando estamos despiertos), pero las imágenes no están "sobreexpuestas".
Nuevamente, la luz está golpeando nuestros ojos en una corriente continua, no en un instante singular. ¡Toda la luz recolectada por nuestras retinas en el transcurso de un día o un año, o toda nuestra vida, no se transmite a nuestro cerebro en un solo instante! La señal electroquímica de nuestros ojos a nuestros cerebros cambia continuamente a medida que cambia la escena frente a nuestros ojos.
(Nota: lo siguiente se escribió antes de que la pregunta anterior se volviera a editar significativamente en su forma actual)
La luz es energía electromagnética. Como tal, hay dos componentes que deben medirse con respecto a una fotografía: intensidad de campo y duración del tiempo. La intensidad de campo mide la intensidad de la luz sobre un área específica. La duración del tiempo mide cuánto tiempo se mantiene esa intensidad de campo.
Es igual que cualquier otra forma de energía. Si uno aplicara una fuerza constante contra un cuerpo, el cuerpo se aceleraría. Cuanto más se aplique esa fuerza, más tiempo acelerará el cuerpo y más rápido se moverá en relación con su estado inicial.
Una pieza de película fotográfica recopila información sobre la energía que cae sobre ella en forma de luz. Cuanto más tiempo se deja abierto el obturador, más información se recopila. Si un obturador se deja abierto el doble de tiempo, recogerá el doble de información de esa luz, suponiendo que la intensidad de la luz sea constante.
El problema en la fotografía es que la luz a menudo no es constante. A medida que las cosas en el mundo frente a la cámara mueven la intensidad de campo de la luz sobre cualquier punto particular de la película o los cambios del sensor. Mientras el obturador esté abierto, continuará recopilando información sobre la luz que cae sobre cada punto de la película o el sensor. Si algo en la vista de la cámara se mueve, se registrará la información sobre todas las posiciones por las que pasó durante el tiempo que el obturador está abierto. En lugar de grabarse en el mismo lugar en la película o el sensor, la imagen del sujeto en movimiento se extenderá por el área sobre la que se mueve. Esto resultará en desenfoque. Incluso si nada delante de la cámara se mueve, si la cámara se mueve, sucederá lo mismo.