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感光度和快门一样,曝光的时间
影像佳丽 2020-01-02 21:45

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拍照,说白了就是一个曝光的过程,在一定时间内,将一定量的光线作用在感光元件(胶片,传感器)上的工作,构成了曝光。

作为曝光铁三角中不可或缺的一项,感光度其实是最容易忽视的内容,究其原因就在于它最主要是对质量负责而非效果,不同于快门可以控制捕捉运动物体的状态,不同于光圈可以改变景深控制画面的效果,而感光度就只能影响到画面的精细程度。

因此曝光说白了其实就是两大因素在控制,曝光的时间,以及单位时间曝光的量,而控制这两者的指标就是快门以及光圈。既然是曝光三角,那就还得涉及另外一个因素,感光元件对于光线的感受能力,就是感光度,也就是 ISO。

摄影:Issam Hammoudi

曝光三角控制着曝光,它们三者之间互相作用也互相制约,其中一个高了,就得降低剩下的两个或一个来达到曝光的平衡。

感光度又称ISO值,是衡量传感元件对于光线的灵敏程度的指标,数字越高,对于光线的感受灵敏度就越高。

我们先说快门,所谓快门说直白一点就是镜头同感光元件之间阻挡光线的幕帘打开的时间(由于不同相机采用不同的幕帘设计,这里不做深入讨论),当幕帘打开,光线通过镜头传递到传感器上,传感器感受光线,直到幕帘关闭,传感器接受光线的时间就是快门,如下图所示:

举个例子,假设一个场景我们需要使用1/30s的快门,f/5.6的光圈,ISO 200的感光度才能将这个场景正常的曝光。而如果保证光圈不变的前提下,将感光度提升到ISO 400,这时候只需要使用1/60s的快门就能达到和之前一样的曝光量了。如果将感光度提升到ISO 3200,光圈不变,这时候就可以用到 1/500s 的高速快门。

既然是时间,那就会记录幕帘打开这一段时间内眼前的景象,因此曝光时间的长短对于记录到的内容有着决定性的作用。

在同样快门速度与光圈大小下,使用不同感光度的结果

如下两张图所示,如果快门打开的时间较长,那么从幕帘打开到幕帘关闭这一段时间内的苹果下落时的影像都会被记录在感光元件上。

感光度和快门一样,标准档位的曝光量都是成倍增减的。

image via Sheldon Evans

像是比ISO100高一档的就是ISO200,高两档就是ISO400,高五档就是ISO3200,以此类推。

而使用高速快门的时候,从幕帘打开到关闭只有很短的瞬间动作,在此时看来就算是下落的苹果相对来说也是禁止的,因此动作被凝固。

但是感光度并不是越高越好,当增加感光度的时候,图像就会变的粗糙,整体图像质量也会受到影响,胶片会出现明显的颗粒感,而数码则会出现不同程度的噪点。因此,在实际拍摄中,在快门可以保证不会出现运动模糊的前提下,尽可能的降低感光度,是保证图像质量的关键。

image via Sheldon Evans

摄影:Adam Birkett

所以当我们想要通过快门来为画面内容做创意的话,如果想要冻结高速运动的物体,就必须要使用高速快门,比方说拍摄运动中的人,行进中的车,奔跑中的小动物等等,但是如果想要拍出物体运动的轨迹,可以尝试使用慢快门,像拍摄光轨之类的。

胶片的感光度都是固定的,因为胶片本身是一种化学产品,是将卤化银涂抹在软性片基上,而乳剂本身的化学成分已经固定,作为胶片的重要指标,胶片的感光度一般都和胶片的名称一同出现在包装盒上,方便我们辨识。像是最常见的color 200,还有Tmax 400等等。

下面来说光圈,光圈如下图所示,就是通过镜头内的叶片控制镜头开孔孔径大小,而这个孔径,就是光圈:

但是随着灵敏度的增加,也就是感光度的提升,胶片薄膜中的单个光敏晶体的尺寸也会增加,也就会让拍出来的照片出现明显的颗粒感。除了颗粒,高感的胶片在色彩还原以及动态范围上的能力也会下降。

首先说光圈的表示形式 f/xx 中,xx 表示光圈大小,而 xx 是在分母的位置,因此光圈在数值上越小,光圈就越大,比方说 f/2 就要大于 f/5.6。

虽然胶片换卷比较麻烦,但是在胶片时代,像是体育摄影师这类,为了保证快门速度,他们宁愿直接使用高速卷,也要避免高速快门引起的曝光不足或者曝光不足引发的动态模糊。

在上面的图中我们可以轻易的看出,光圈越大,镜头的开孔孔径就越大,这样来说在单位时间内通过镜头传递到传感器上的光线就更多。

摄影:ShareGrid

也就是说,当曝光效果一致时,增加曝光时间(进入的光线的时间变长),就需要缩小光圈(进入光线的单位量变小)来达到曝光平衡,反之亦然。

而数码相机是不存胶片的化学反应的,数码相机的感光度是通过调整感光元件对于光线的灵敏程度或者合并感光点来实现的,也就是说是通过提升感光元件的光线敏感度或者合并几个相邻的像素点来达到提升ISO,达到和胶片感光度类似的等效感光度。这样的后果同样也是不可避免的画质的损失,形成噪点,并且动态范围也会降低。

但是对于光圈来说,除了控制进光量的多少之外,它还会控制另外一个重要内容,就是景深。

只不过不同的是,有的时候胶片的颗粒看起来还有些美观,而数码的不规则的杂乱噪点就让人比较难以忍受了。

当使用同一支镜头同一台相机,相机到主体的距离,主体到背景的距离一致时,开大光圈,景深就会变浅,背景就会被虚化,缩小光圈,景深就会变的宽广,就连背景也会变得清晰,如下两图所示:

摄影:Markus Spiske

image via Sheldon Evans

不过好在技术总是在改变着世界,在数码相机诞生之初,由于感光度的限制,数码相机面对胶片,除了方便之外并没有什么太大的优势。而现在则不同了,高感越来越可控,暂且不说一些黑科技可以达到几十万的感光度,但是现在常规相机的感光度,在3200甚至6400都能够有很好的表现,而这些都是胶片可望而不可及的。

image via Sheldon Evans

也因此,只要我们的数码相机不是太古老,这几年的机型都可以放心大胆的提升感光度去拍摄,如果并不是拍摄像是风景摄影景观摄影这样细节有些的作品,在拍摄街头或者人像之类的时候,提升高感来控制快门其实很有必要。

因此我们在考虑通光量的同时,也要考虑光圈对于景深的影响。当我们需要拍摄更宽广的景深的画面的时候,就不可避免的要缩小光圈,这时候通光量减少,而如果想要达到曝光平衡就必须要增加快门时间,同样的,如果我们需要拍摄浅景深的时候,就需要开大光圈,这时候通光量增加,就必须减少快门时间用高速快门来平衡曝光。

摄影:Nik Guiney

曝光的第三个因素就是感光度了,感光度是很神奇的,有的时候我们需要拍摄弱光环境,但是又必须捕捉动作所以要使用高速快门,而光圈又达到极限,这时候就得提高感光度来平衡曝光。

另外传感器的尺寸对于高感控制也有一定的影响,在同等焦段同等光圈下,由于同等焦段是根据135画幅折算出等效焦段,传感器越小,实际焦距其实就会更短,看似同等光圈,其实小画幅镜头的光圈的开孔尺寸要小于大画幅的镜头,因此单纯就通光量来说,在焦段光圈一致的前提之下,画幅越大,通光量越大,传感器感受的光线就越多,高感的控制显然就会越好。而另一方面,在同一解像度下,较大画幅的感光元件的像素密度相对于较小画幅要低,可以让传感器制造厂商在电子线路方面有更多的空间,所以大画幅相对于小画幅在高ISO的情况下会有较好的表现。

众所周知感光度并不是越高越好,我们都知道随着感光度的增加,感应光线的能力也就会增加,也正是因为能力越来越强,太过于活跃,所以一不小心就会出现更多的噪点,因此感光度越高,噪点越强。这在早期的数码相机中简直是一个硬伤,但是随着科技的发展,很多相机的高感都能够得到很好的控制,现在是市场上的大部分的数码相机在 3200 感光度下依然能够表现良好,有些高端相机甚至能够表现的更好。

但是这一切还是要说前提,不设置前提条件就来抬杠的一定是杠精,上面所说的一切都只是在技术层面上的可能,只是,如果我们不需要打印超大幅照片而只是在屏幕中观看照片的话,其实小画幅的高感上的控制在大部分时候对我们来说也足够了。不要迷信技术上的数字,选择适合自己的才是最重要的。

摄影:Clem Onojeghuo

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相对来说,画幅越大,相机对于高感的控制也就越好,这也是全画幅对于 C 幅或者 43 幅的一个优势,这是因为在同一解像度下,较大画幅的感光元件的像素密度相对于较小画幅要低,可以让传感器制造厂商在电子线路方面有更多的空间来控制高感。

但是比较也是建立在相对应的基础上的,至少也要拿同时推出的传感器来比较,不然乱比的话,说不定现在的 1 寸画幅的高感都要比十年前的全幅的高感要强的多。

毕竟科技一直在进步。