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了解数码相机的曝光原理 提高我们的摄影技术

2019-10-29 22:08:00   来源:摄影频道 读者评价   评论

朱之强  主讲  图/文

用数码相机拍摄照片时,需要按照自己创作设想正确反映被摄景物的影调范围。否则,就可能会出现整个画面偏暗,暗部的细节模糊不清的曝光不足问题。也可能会出现整个画面偏亮,亮部区域变成一片白色,缺乏层次感的曝光过度问题。很多人认为曝光是一件很复杂的事,其实简单来说,曝光就是通过镜头的光线投影到影像传感器上产生影像的过程,它是由光圈和快门共同决定的,曝光决定了画面的明暗。了解数码相机的曝光原理对于正确掌握曝光技术进行摄影艺术创作会有很大的帮助。

一、数码相机的曝光原理

所谓的曝光是用于表示照片整体亮度的术语。照片的亮度基本是由图像感应器所接收到的光的总量决定,也就是由光圈大小和快门速度决定的,而光圈和快门就像调节阀,起到了调整进光量的作用。快门的单位是时间,相当于“光线之门”打开的时间。而光圈则表示“光线之门”打开的大小。可分别通过对两者进行调节来控制光线通过量。为了获得合适的亮度,需要对两者进行联动调节,可采用高速快门配合大光圈以得到一定亮度,同样也可采用低速快门配合小光圈来获得同样的亮度。从曝光这个角度来说,我们可以认为这两种做法的结果是相同的。

若把快门速度和光圈比作“水龙头”,那么光圈值是水龙头的口径,而快门速度就表示开放水龙头的时间,而水杯就相当影像传感器可接受的光量。水龙头开的越大(光圈的口径越大,光圈F值小),接满一杯水所需的时间就越短(快门打开时间短)。同样,将水龙头关小一些(光圈口径减小,光圈F值大),接满一杯水所需的时间就越长(快门打开时间长)。

图1

曝光严重过度,又称曝光溢出,(相当水从杯子中流出)。曝光不足,又称欠曝光,(相当杯子中的水没有满)。

下表中总结了用感光度ISO100,在晴天的户外摄影中快门速度与光圈大小的对应值。

图2

二、影像传感器的感光度调整

感光度(也就是ISO)指的是影像传感器CMOS对光线感受的能力。感光度越高(也就是ISO值越高)时,拍摄时所需要的光量就越少,感光度越低时,对拍摄时所需要的光量就越多。

感光度与所需的曝光量成反比.举个例子来说,ISO 200所需的光量比ISO 100少一半, 在相同情况和相同的光圈下使用ISO 100时曝光1/125秒,如果换用ISO 200的感光度只要1/250秒。

在条件允许的情况下,应尽量使用低感光度,因为感光度越高,拍出的影像噪点越多,颗粒越大,越不清晰。感光芯片的尺寸越小,这种现象越明显。全幅单反的影像传感器面积比半幅单反大一倍,能使用的感光度也要高一些。

三、数码相机的测光原理

要想拍到正确曝光的照片,选择正确的测光方法是至关重要的,要记住:所有的相机在测光过程中,会将“看到”的所有物体都默认为反射率为18%的灰色(摄影的专业术语叫“中级灰”),并以此作为曝光的基准。也就是说,在相机测光系统的“眼”中,所有的被摄体都应该是灰色的,曝光的目的就是为了正确还原这种18%的灰色。

为什么非要用这个特殊的18%灰作为测光的基准呢?因为18%的灰与人的皮肤平均反射光是16~20%(黑种人除外)的影调基本一样,都是中级灰,而人是我们最常拍摄的对象。

下图是依据测光原理,用数码相机拍的两张照片,以便通俗地说明这个问题。

图3

因此照相机中测光系统的设计就是以这种18%的灰的亮度为再现目的的。不管你把测光系统对准任何色调的物体进行测光,它总是“认为”被摄对象是中灰色调,并提供再现中灰色调的曝光数据。也就是说,你把照相机对着白雪测光,得到的曝光数据是把白雪还原为灰色,对着黑色的物体测光,得到的曝光数据也是把黑色还原成灰色。

测光系统工作时,要看被摄体的反射率是否为18%,如果反射率是18%,那它测量出来的数值就十分准确了,按此数值曝光,被摄体的色彩和影调就会得以真实地还原,既要“对中间调测光”。

举例:对黑色的衣服测光,黑色的衣服被拍成灰色,而其它部位就会严重过曝,称为“曝光溢出”。

图4

曝光严重过度的照片,后期是无法完全修复的,亮度非常高的部位会失去细节。

图5

对白色的衣服测光,白色的衣服被拍成灰色,而其它部位就会曝光不足,称为“欠曝”。

图6

对于欠曝不是很严重的照片,后期还能调整过来,但画质会有影响,以前对曝光就有个建议“宁欠不过”。

图7

拍摄人像时正确的测光方法是:对人物的脸部测光,才能获得正确的曝光。但人的皮肤颜色也各不相同,专业摄影师多会用18%的标准灰板测光,以获得更准确曝光的照片。还要对人物的眼睛对焦,要保证把眼睛拍清楚,因为眼睛是人物情感表现的重要器官。

图8

那在风光拍摄中又应该怎样测光呢?自然界的色彩五颜六色,反光率各不一样,应该选择哪种颜色测光?

如果一个物体是绝对的黑色,那它的反射率是0,如是绝对的白,那么它的反射率就是100%。实际上所有的物体都在这两个极端之间。如果某一颜色反射的是18%的光,它就是18%的灰。自然界中常见的色彩:

图9

将其转换为黑白影像后:

图10

可以看到橙色、黄绿色、蓝紫色的反光率最接近18%的灰,所以在风光摄影中多会选择这几种颜色进行测光,而红色、黄色、蓝色的反射率相差的就比较大。风光摄影更准确方便的曝光方法还是手动曝光(在《早霞和晚霞拍摄技巧》中已经介绍过)。

图11

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