五光十色——理解曝光：光圈、快門速度、ISO

1???????? 什么是曝光

1.1????? 曝光基本概念理解

曝光（Exposure）是指攝影的過程中允許進(jìn)入鏡頭照在感光媒體（膠片相機(jī)的底片或是數(shù)碼照相機(jī)的圖像傳感器）上的光量。

理解曝光：實(shí)現(xiàn)正確的曝光就像收集雨水的桶，雖然降雨率是不可控的，但是桶的口徑，停留在雨中的時(shí)間和要收集的雨水?dāng)?shù)量是可以控制的。只要控制好桶的口徑，停留在雨中的時(shí)間和要收集的雨水?dāng)?shù)量，就能確保沒有收集過少（“曝光不足”），或收集太多（“過度曝光”）。例如，相同的雨水量，可以選擇一個(gè)口徑比較大的桶，而停留在雨中時(shí)間短一點(diǎn)；也可以選擇一個(gè)口徑較小的桶，停留雨中的時(shí)間長一些。在攝影中，曝光設(shè)置中的光圈、快門速度和ISO感光度，類似于桶的口徑，時(shí)間和上面所討論的數(shù)量。此外，上面說的降雨率相當(dāng)于日常的自然光。

有三個(gè)因素能影響一張圖片是否正確曝光：光圈，快門速度，ISO。其中光圈和速度聯(lián)合決定進(jìn)光量，ISO決定CCD/CMOS的感光速度。如果進(jìn)光量不夠，我們可以開大光圈或者降低快門速度，還是不夠的話就提高ISO。大光圈的缺點(diǎn)是解像度不如中等光圈，快門速度降低則圖片可能會(huì)糊，提高ISO后圖片質(zhì)量也會(huì)下降。

曝光三角形（上圖中DOF= depth of field）

1.2????? 光圈

光圈（Aperture）是照相機(jī)上用來控制鏡頭孔徑大小的部件，以控制景深、鏡頭成像質(zhì)素、以及和快門協(xié)同控制進(jìn)光量。光圈的計(jì)算單位稱為光圈值（f-number）或者稱為級(jí)數(shù)（f-stop）。

1.2.1????????? 光圈值

光圈值（f-number）：標(biāo)準(zhǔn)的光圈值（f-number）的編號(hào)如下：

f/1, f/1.4, f/2, f/2.8,f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22, f/32, f/45, f/64

其中 f/1 是進(jìn)光量最大的光圈號(hào)數(shù)，光圈值的分母越大，進(jìn)光量就越小。通常一般鏡頭會(huì)用到的光圈值為f/2.8–f/22，光圈值越大的鏡頭，鏡片的口徑就越大，相對(duì)提高其制作成本跟難度。

（左）光圈示意圖??????? ?????????????（右）大(1)與小(2)光圈實(shí)體圖

級(jí)數(shù)（f-stop）是指相鄰的兩個(gè)光圈值的曝光量差距，例如 f/8 跟 f/11 之間相差一級(jí)，f/2 跟 f/2.8 之間也是相差了一級(jí)。依此類推，f/8 跟 f/16 之間便相差了兩級(jí)，而 f/1.4 跟 f/4 之間就相差了三級(jí)。在職業(yè)攝影圈里，基本上我們都稱光圈級(jí)數(shù)為檔（f-stop），例如f/8 跟 f/11 之間相差了一檔（1 f-stop），或是 f/8 跟 f/16 之間就相差了兩檔（2 f-stop）。在每一級(jí)（光圈號(hào)數(shù)或光圈值）之間，后面號(hào)數(shù)的進(jìn)光量都是前面號(hào)數(shù)的一半。例如 f/5.6 的進(jìn)光量只有f/4 的一半， f/16 的進(jìn)光量也只有 f/11 的一半，號(hào)數(shù)越后進(jìn)光量越少，并且是以等比級(jí)數(shù)的方式來遞減。

鏡頭的光圈環(huán)，上面顯示可調(diào)級(jí)數(shù)2-16

光圈號(hào)數(shù)與進(jìn)光量的關(guān)系：大光圈的鏡頭非常適合低光量的環(huán)境，因?yàn)樗梢栽谖⒘凉獾沫h(huán)境下，擷取更多的現(xiàn)場光，讓我們可以用較快速的快門來拍攝，以便保持拍攝時(shí)相機(jī)的穩(wěn)定度。但是前面提到大光圈的鏡頭不易制作，必須要花較多金錢才可以獲得。除了考慮進(jìn)光量之外，光圈的大小還跟景深有關(guān)。景深是物體成像后，在相片（圖檔）中清晰的程度。光圈越大景深會(huì)越淺（清晰的范圍較小），光圈越小景深就會(huì)越長（清晰的范圍較大）。

f/32 小光圈，深景深??????????????? ?????????f/5.6 大光圈，淺景深

1.3????? 快門

快門（shutter）是相機(jī)中的一個(gè)機(jī)械裝置，大多設(shè)置于機(jī)身接近底片或感光片的位置（大型相機(jī)的快門則是設(shè)計(jì)在鏡頭中），藉由控制快門的打開速度來決定底片或感光片接受光線的時(shí)間長短。

也就是說，在每一次拍攝時(shí)，光圈的大小控制了光線的進(jìn)入量、快門的速度決定光線進(jìn)入的時(shí)間長短，這樣一次的動(dòng)作便完成了我們所謂的（曝光）。

快門以（秒）作為單位，它有一定的數(shù)字格式，一般在相機(jī)上我們可以見到的快門單位有：

B, 30, 15, 8, 4, 2, 1, ?, ?, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60,1/125, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000

上面每一個(gè)數(shù)字都是用秒作為單位，也就是說每一段快門分別是：30秒,15秒..... 1秒, 1/2秒, 1/4秒..... 1/4000秒等等。一般中階的單鏡反光機(jī)快門可以做到1/4000秒，而高階的專業(yè)機(jī)則可以到達(dá) 1/8000 秒。

我們可以注意到每個(gè)快門之間數(shù)值的差距都是兩倍的，例如 1/30 是1/60 的兩倍、1/250 是 1/500 的兩倍，這個(gè)跟光圈值的級(jí)數(shù)差距計(jì)算都是一樣的。所以在職業(yè)攝影圈內(nèi)同樣地稱為檔（f-stop）。

有多個(gè)不同的快門速度和光圈組合能達(dá)到相同的曝光：快門速度減半就會(huì)將曝光值提高1EV，光圈加倍（即光圈系數(shù)減半）就會(huì)將曝光值提高2EV。因?yàn)檫@樣，一般的光圈與光圈之間就會(huì)相差根號(hào)2倍（或取其近似數(shù)1.4倍）。這樣，1/250秒的快門速度與f/8的光圈大小、1/500秒與f/5.6、1/125秒與f/11這三個(gè)曝光組合都能達(dá)到相同的曝光。

光圈級(jí)數(shù)跟快門級(jí)數(shù)的進(jìn)光量其實(shí)是相同的，也就是說光圈之間相差一級(jí)的進(jìn)光量，其實(shí)就等于快門之間相差一級(jí)的進(jìn)光量，這個(gè)觀念在計(jì)算曝光時(shí)很重要。

前面我們提到光圈決定了景深，快門速度還可以改變運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)的形式。高速的快門可用于凝固快速移動(dòng)的物體，如在拍攝體育運(yùn)動(dòng)的時(shí)候。而慢速快門會(huì)使物體模糊，常用于產(chǎn)生藝術(shù)效果。高速快門即曝光時(shí)間短，而慢速快門則表示曝光時(shí)間長。

有時(shí)我們要抓取的畫面可能需要連續(xù)性的感覺，像是拍攝像是絲緞般的瀑布或是小河時(shí)，就必須要用到速度比較慢的快門，延長曝光的時(shí)間來抓取畫面的連續(xù)動(dòng)作。

上面5幅圖片依次為1s、1/3s、1/30s、1/200s、1/800s快門速度拍攝的照片

1.4????? 感光度

感光度，又稱為ISO值，是衡量攝像頭對(duì)于光的靈敏程度。在數(shù)碼相機(jī)中ISO定義代表著CCD或者CMOS感光元件的感光速度，ISO數(shù)值越高就說明該感光材料的感光能力越強(qiáng)。ISO的計(jì)算公式為S=0.8/H（S感光度，H為曝光量）。從公式中我們可以看出，感光度越高，對(duì)曝光量的要求就越少。ISO 200的膠卷的感光速度是ISO 100的兩倍，換句話說在其他條件相同的情況下，ISO 200膠卷所需要的曝光時(shí)間是ISO 100膠卷的一半。在數(shù)碼相機(jī)內(nèi)，通過調(diào)節(jié)等效感光度的大小，可以改變光源多少和圖片亮度的數(shù)值。它與光圈和快門速度不同，通常使用較低的感光度，因?yàn)檩^高的ISO感光度顯著提高圖像的噪聲。通常ISO從較低值開始，如果進(jìn)光量不夠，我們可以開大光圈或者降低快門速度，還是不夠的話才會(huì)去提高ISO。

Low ISO Speed???????? ???High ISO Speed

(low image noise) ???????????????????????(high image noise)

2???????? 包圍曝光

包圍曝光（Bracketing）拍攝三張等差曝光亮的相片，如不足一級(jí)、正常、過度一級(jí)，適用于復(fù)雜光源，或相機(jī)不易正確測光之場合。

自動(dòng)包圍曝光 (Auto exposure bracketing)是一種通過對(duì)同一對(duì)象拍攝曝光量不同的多張照片“包圍”在一起，以獲得正確曝光照片的方法。“自動(dòng)”指照相機(jī)會(huì)自動(dòng)對(duì)被攝物體拍攝連續(xù)拍攝2、3或5張曝光量在0.3到2.0EV之間的照片（每張照片曝光量不同）。當(dāng)你不確定曝光是否正確時(shí)，可以使用自動(dòng)包圍曝光功能，保證曝光的準(zhǔn)確度，提高了照片質(zhì)量。數(shù)碼相機(jī)上的自動(dòng)曝光功能，甚至可以讓用戶把欠曝和過曝的照片合成一幅曝光準(zhǔn)確的照片—即使你在拍攝的時(shí)候并沒有任何一張照片曝光準(zhǔn)確。

3???????? 過曝和欠曝

過曝就是指由于光圈過大 快門過慢等原因造成的畫面中亮度過高，照片泛白。欠曝通常是圖像暗處信息不能體現(xiàn)，照片整體偏暗。而理想情況下曝光度控制在合理的范圍時(shí)照片對(duì)比度強(qiáng)，亮度適中。通常通過直方圖分布查看一副圖像曝光表現(xiàn)（之前總結(jié)過一篇文檔，這里不再詳細(xì)描述）。

版權(quán)聲明：本文內(nèi)容由網(wǎng)絡(luò)用戶投稿，版權(quán)歸原作者所有，本站不擁有其著作權(quán)，亦不承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任。如果您發(fā)現(xiàn)本站中有涉嫌抄襲或描述失實(shí)的內(nèi)容，請(qǐng)聯(lián)系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實(shí)后本網(wǎng)站將在24小時(shí)內(nèi)刪除侵權(quán)內(nèi)容。