Una delle decisioni prese da Nikon quando l'autofocus divenne per la prima volta una tecnologia praticabile su scala consumer, circa 25 anni fa, fu quella di creare un sistema che permettesse di essere retrocompatibile con l'attuale gamma di obiettivi Nikon con innesto F. Ciò significava mantenere un collegamento meccanico tra il corpo della fotocamera e l'obiettivo per fermarsi all'impostazione di apertura selezionata sulla ghiera dell'obiettivo nell'istante immediatamente prima dell'apertura dell'otturatore.

Poiché la misurazione e la messa a fuoco (manuale o automatica) vengono generalmente eseguite con l'obiettivo alla massima apertura, la quantità di tempo necessaria per attivare l'apertura influisce direttamente sulla quantità di ritardo dell'otturatore visualizzato dalla fotocamera. In ambienti molto freddi, i dispositivi meccanici lavorati con tolleranze ristrette possono incontrare un attrito sostanzialmente maggiore rispetto agli ambienti più caldi, soprattutto se vengono utilizzati lubrificanti che iniziano a irrigidirsi a determinate temperature.

Dal momento che non hai indicato una lente specifica in la tua domanda, dovrò fare un'ipotesi: che stai usando un obiettivo di tipo D con un anello dei diaframmi sull'obiettivo. Anche quando l'apertura è bloccata sull'impostazione più stretta (solitamente indicata in arancione) e controllata dalla fotocamera anziché dall'anello di apertura, il collegamento meccanico tra la fotocamera e l'obiettivo manterrà l'apertura completamente aperta fino a quando non viene premuto il pulsante di scatto. Quindi il collegamento si sposterà per consentire all'obiettivo di fermarsi fino all'apertura selezionata un istante prima che l'otturatore inizi ad aprirsi.

Su è possibile osservare l'apertura chiusa che varia leggermente di forma, probabilmente a causa del "rimbalzo" di le leve meccaniche che collegano l'obiettivo al corpo macchina, man mano che il sensore viene esposto progressivamente in questo video in super slow motion di una Nikon D3 con AF Nikkor 50 mm f / 1.4D impostato su f / 16 e 1/4000 di secondo in bicicletta a 11 fps.

(screenshot dal video)

Sospetto che quello che è successo sia che l'ambiente freddo abbia inibito il movimento del collegamento di controllo del diaframma quel tanto che basta per non aver completato il suo movimento af / 7.1 quando l'otturatore si è aperto per alcune o tutte le esposizioni in questione . La fotocamera dovrebbe avere tempo sufficiente per completare questo movimento prima dell'attivazione dell'otturatore quando la fotocamera si trova in un ambiente entro i limiti dell'ambiente operativo indicato dal produttore . La temperatura operativa nominale minima per il D7100 è 0ºC / 32ºF. Le differenze da un fotogramma all'altro in termini di esposizione indicano differenze nella quantità di tempo necessaria alla fotocamera per impostare l'apertura af / 7.1 tramite il collegamento meccanico quando si opera in un ambiente più fresco.

Non è la tua fotocamera o l'obiettivo. È un problema con l'apertura meccanica. Ciò accade con alcune impostazioni di apertura e velocità di scatto rapide. È incoerente e inaffidabile. Questo è l'unico motivo per cui sto lontano da Nikon.

Qui, citato da "Nikon F vs Canon EF - Qual è la differenza?" su photographylife.com:

Nikon F - Leva meccanica del diaframma

Uno dei maggiori svantaggi dell'attacco F Nikon è la leva meccanica del diaframma / apertura presente sulla maggior parte degli obiettivi Nikon. Sia che tu stia guardando un classico Nikkor con messa a fuoco manuale, un vecchio tipo "D" o il più recente tipo "G", tutti richiedono che i corpi macchina Nikon cambino fisicamente l'apertura su ogni scatto se è impostata su qualcosa di diverso dall'apertura massima. Questo perché tutti questi obiettivi Nikon contengono una leva meccanica sul lato posteriore dell'obiettivo, che deve essere innestata per regolare l'apertura. Quando un obiettivo viene smontato, la leva caricata a molla sull'obiettivo viene spinta indietro nella sua posizione standard, che sostanzialmente arresta l'obiettivo fino alla sua apertura minima. Una volta che inizi a fissare l'obiettivo al corpo della fotocamera, la leva corrispondente all'interno della camera della fotocamera forza l'obiettivo ad aprire il diaframma, come illustrato di seguito:

Gli obiettivi in ​​genere rimangono completamente aperti alla massima apertura quando montati sulle fotocamere, in modo che la massima quantità di luce raggiunga il mirino e il sistema di autofocus a rilevamento di fase. Quindi, l'apertura sulle reflex digitali cambia solo subito prima dell'esposizione. Una volta scattata una foto, la leva torna indietro e il meccanismo del diaframma torna allo stato completamente aperto per continuare a fornire la massima quantità di luce alla fotocamera. Ciò significa che quando si scatta con obiettivi dotati di tali leve meccaniche, l'obiettivo deve fermarsi fisicamente e aprirsi ogni volta che la fotocamera scatta. Poiché la leva meccanica è attivata fisicamente dalla fotocamera, questo meccanismo deve essere estremamente preciso e accurato per fornire una luminosità costantemente accurata e la profondità di campo desiderata. Tuttavia, quando si scatta continuamente ad alta velocità, è spesso impossibile ottenere risultati costanti, poiché la leva meccanica potrebbe non avere abbastanza tempo per andare avanti e indietro abbastanza velocemente. E se la leva non è calibrata con precisione, o potenzialmente si consuma / non funziona correttamente nel tempo, ogni scatto potrebbe produrre un'apertura e una luminosità errate.

Oltre a quanto sopra, gli obiettivi con leve meccaniche sono difficili da adattare con altri sistemi tramite adattatori di terze parti. Se ti stavi chiedendo perché gli adattatori per obiettivi Nikon sono difficili da usare e non forniscono un controllo completo e preciso dell'apertura, ora sai perché: altri produttori semplicemente non avrebbero lo stesso meccanismo di controllo della leva nei loro corpi macchina. Un adattatore in grado di muovere meccanicamente una leva richiederebbe un motore con un chip elettronico, il che renderebbe la soluzione piuttosto proibitiva in termini di costi.

Al contrario, gli obiettivi che dispongono di diaframmi elettromagnetici non hanno leve meccaniche - modifiche in apertura vengono comunicati elettronicamente dalla fotocamera attraverso i contatti dell'obiettivo. Questo metodo di controllo del diaframma è molto più preferito, perché gli obiettivi possono impostare i diaframmi in modo coerente e preciso, senza variazioni da uno scatto all'altro.

Per quanto sopra, l'utilizzo di una leva meccanica per modificare l'apertura è soggetto a incoerenze nell'esposizione e a potenziali problemi meccanici sia nella fotocamera che negli obiettivi. Canon se ne è accorta e da tempo è passata completamente al controllo elettronico dell'apertura su entrambe le montature EF ed EF-S, e Nikon ha iniziato solo di recente ad aggiornare i suoi obiettivi con obiettivi di tipo "E" con meccanismo a diaframma elettromagnetico. Sfortunatamente, tali obiettivi sono stati limitati principalmente ai super teleobiettivi e agli obiettivi zoom di fascia alta, quindi nonostante gli ovvi svantaggi, Nikon ha ancora rilasciato molti moderni obiettivi di tipo "G" con leve meccaniche.