Le rolling shutter a mauvaise presse et se trouve généralement accolé au mot "problème". Pourtant, le rolling shutter, que l'on peut traduire par "obturateur déroulant", est avant tout un mécanisme d'acquisition d'image que l'on retrouve sur les capteurs CMOS.

Pour comprendre le rolling shutter, il faut revenir aux technologies des capteurs. Celles-ci se scindent en deux grandes familles : les CMOS et les CCD. Ces derniers exposent l'intégralité de la surface photosensible en une seule fois. Une fois exposé, le capteur est obturé afin de transférer les charges électriques vers les zones de lecture. Si ce procédé, appelé global shutter, convient bien à la technologie CCD, il est moins efficace avec les capteurs CMOS de nos appareils photo qui sont (étaient) moins sensibles à la lumière. Pour raccourcir le temps d'occultation des photodiodes, une technique de lecture ligne par ligne (de haut en bas du capteur) est utilisée. Une fois la ligne de photodiode lue, elle peut à nouveau être exposée plus rapidement.

Notez que cette limitation technique n'est pas inhérente à la technologie CMOS, mais résulte de contraintes liées aux choix techniques et aux coûts de production. En effet, des capteurs CMOS à obturation globale existent déjà depuis longtemps pour des applications industrielles. Ceux-ci nécessitent plusieurs transistors supplémentaires par photodiode, augmentant de facto la complexité de fabrication ainsi que le tarif.

illustration du fonctionnement du rolling shutter en vidéo

Cette acquisition de l'image ligne par ligne a toutefois quelques défauts. Ainsi, sur les mouvements horizontaux rapides de caméra ou sur un sujet en déplacement, l'image peut être décalée avec une forte déformation des lignes verticales. Ci-dessous, la vidéo montre les effets du rolling shutter avec différents appareils photo (en mode vidéo) équipés de capteur CMOS.

Rolling Shutter compared: D90 vs 5D Mark II vs GH1 vs 7D from Mike Kobal on Vimeo.


Cet effet de rolling shutter est surtout visible sur les modèles de smartphones âgés de quelques années. Mais dans le principe de fonctionnement, tous les appareils de captation équipés d'un capteur CMOS sont "touchés" par le rolling shutter et les déformations.

Un autre phénomène lié au rolling shutter est l'exposition partielle des images lors de l'utilisation d'une lumière très rapide de type stroboscope ou flash. C'est sur ce principe que notre collaborateur Jean-Charles Fouché teste le rolling shutter des caméras.

Canon XC10 test de rolling shutter
Image partiellement éclairée avec un éclairage stroboscopique, typique du rolling shutter d'un CMOS.

Depuis quelques années, les constructeurs cherchent à minimiser les effets de rolling shutter avec notamment l'intégration d'un obturateur global dans la technologie CMOS. Ainsi, les Cinema Camera de Black Magic Design disposent désormais d'un capteur CMOS doté d'un global shutter.

Mise à jour le 7/10/2016 suite à l'expertise de Marc Heitz, lecteur de Focus Numérique.

> Tous nos articles "Comprendre"
> Toute l'actualité (tests et articles)
> Suivez en direct l'actualité photo sur la page Facebook de Focus Numérique

PARTAGER
Contact Vie privée, Cookies Conditions Générales d'Utilisation