11 测光与曝光

测光与曝光系统照相机要得到正确的曝光，就需要获得正确的光量，否则成像就会呈现太亮（溢出）或者太暗（死黑）的现象。光量大小又与光照强度与光照时间以及感光媒介的感光度有关，在拍摄中，光圈可以控制光照强度、快门速度控制光照时间，感光器则控制了感光媒介对光线的灵敏度。现代的自动相机，能实现自动联动控制这些参数，但控制之前，必须获得光量的大小，获得光量的过程，就叫测光，即测定光量。拍好一张照片需要多大的曝光量，取决于环境的亮度(一般用cd/m2表示)和胶片的(或感光元件设置的)感光度。DIN110lgISO相机中用快门和光圈来控制曝光量fFD测光、曝光的加法公式AV+TV=EV=SV+BVAV：光圈值，TV：快门值，SV：胶片感光度值BV：亮度值，EV：曝光值AV=6.64lgA1TV=3.32lg()TBBV=3.32ln()0.3KSV=3.32lg(0.3S)A：镜头光圈数T：快门标称值（秒）B：环境亮度cd/m2S：胶片ISO感光度值K：曝光表校正常数(~12.5)加法公式参数值与记号值对照表例：求与f/3.5的光圈和1/180秒的曝光时间相对应的AV和TV值。解：AV=6.64lgA=6.64lg3.5=3.613.5TV=3.32lg(1/T)=3.32lg[1/(1/180)]=7.497.5例：根据国家标准对快门精度的要求，当曝光时间大于1/125秒时，其快门速度误差应在19%~+23%之间，求这个误差范围相当于多少曝光值（EV）？解：设标准曝光时间是B秒，则允许的误差极限值是B下限=0.81B与B上限=1.23B。则TV的误差下限为：TV标准TV下限=3.32lg(1/B)3.32lg(1/B下限)=3.32lg(B下限/B)=3.32lg0.81=0.3同理可算得TV的误差上限为+0.3。快门速度的误差所引起的曝光误差为0.3EV。在全手动拍摄时代，测光最初依赖经验目测或者单独的测光表完成。后来出现了外置测光表的照相机。这种测光方式没有考虑镜头本身的透光率，只能提供一个参考值。之后出现了TTL（ThroughTheLens）测光照相机，测光传感器位于镜头后方，因此更换滤镜、镜头等操作，不再会影响测光的准确性。测光元件TTL测光元件一般位于五棱镜后方的位置，因为测光元件与感光媒介位于相似的光照环境当中，因此TTL的测光精确度要大大优于以前的测光方式，成为主流，几乎所有自动单反以及晚期的手动机械单反均采用这种测光方式。测光感应器位置靠近取景器窗口，取景器窗口的漏光就会影响到测光。在使用光学取景器时，眼部会贴合眼罩，不会构成漏光。但在拍摄夜景、盲拍等时时就可能出现取景器无遮挡的情况。有些中高档相机可以手动关闭取景器，防止漏光。没有这个功能的相机也可以使用取景器遮光罩。某些相机，例如索尼DSLR-A330，在使用电子取景时，会自动关闭光学取景窗口，目的也是防止光线从取景器进入相机内部从而影响测光精度。abcde常用测光模式性能与用途对照表很多相机都具有多区域测光功能，它将取景区域内的像面分割成矩形或者蜂窝状的分区，并对各区进行测光，然后进行加权计算，得到一个全局的曝光量。这种测光模式各品牌都有，称呼则各有不同，例如平均测光、评价测光、ESP测光等等，工作原理上大同小异。多区域测光的精确度与分区的多少有关。理论上讲，分区越多精度越高，实际上分区达到一定程度后，其数量带来的精度提升已经不明显了。在微单（单电）相机中通过感光器测光，可以轻易的分割出更多的测光区，例如索尼NEX-5N，就实现了1200区测光，而佳能EOS5DMarkII才不过35分区。常用测光元件性能对照表表中工作范围的EV值均在ASA100下测定。在最新的一些中高级单反相机中，采用了一种“RGB测光感应器”或者“亮度+色彩的双层测光感应器”。大部分单反相机采用的测光感应器只能测量场景亮度，而对色彩没有感知能力，在某些时候可能会导致某种色彩的溢出。RGB感应器是一种专用的感光器，它需要与图像处理器配合，来实现测光。它能实现测光的方式更为灵活，且附带的功能也在增加，它不再只是提供更高级更精确的测光，它还能协助实现动态追踪AF、白平衡等服务。RGB感应器电子取景器兼作测光采用电子取景器的相机，感光元件实时地将光转化成数字图像并传输到图像处理器，图像处理器则可判断曝光量是否合适，图像是否存在溢出或不足。当数值超出某个警戒值时，相机将自动调整光圈和快门速度等，或者报警提示（手动模式时，发出蜂鸣声或者闪烁）。直接通过感光元件来测光，使得测光与成像时的位置和面积完全一致，测光精准度理论上可以做到最高。这种测光方式是一种完全数字化的测光方式，它还可以实时显示直方图，这对更精准的设置测光参数大有帮助。横轴为亮度，从左至右亮度增大。竖轴为对应亮度值的像素数量。若大部分统计柱偏左，则像面偏暗；反之则偏亮。这是一张明暗反差较大的照片。两个峰坡度平缓，没出现断裂，细节连贯平滑，明暗部都有较好细节。在最右侧没有对应统计柱，说明该图没有最亮的部分，在拍摄时还可以略微增加曝光补偿或者进行后期修正。直方图还可以对红绿蓝三基色色进行单独统计。在拍摄浓艳色彩的对象，例如花花草草时，应该多多留意三原色单色直方图，防止色彩溢出。测光延时微单（单电）采用成像传感器测光时可能出现测光延时的问题，延时程度与处理器性能和算法有关。当在光差较大的两个场景切换时，可以看到取景器上的场景亮度会有个变化过程。遇到这种情况，使用者需要等待测光完成，否则会得到错误的测光值。数码单反采用独立的测光系统，一般情况下可提供实时测光数据供使用者参考。曝光模式光圈和快门的组合就形成了曝光量，在曝光量一定的情况下，这个组合不是唯一的。例如当前测出正常的曝光组合为F5.6、1/30秒，如果将光圈增大一级也就是F4，那么此时的快门值将变为1/60，这样的组合同样也能达到正常的曝光量。不同的组合虽然可以达到相同的曝光量，但是所拍摄出来的图片效果是不相同的。四种基本曝光曝光模式1.手控曝光手控曝光模式每次拍摄时都需手动完成光圈和快门速度的调节，这样的好处是方便摄影师在制造不同的图片效果。如需要运动轨迹的图片，可以加长曝光时间，曝光增大；如需要制造暗淡的效果，快门要加快，曝光要减少。虽然这样的自主性很高，但是很不方便，对于抓拍瞬息即逝的景象，时间更不允许。2.光圈优先Aperturepriority光圈优先模式是由拍摄者人为选择拍摄时光圈的大小，再由相机根据景物的亮度、CCD或CMOS的感光度以及人为选择的光圈等信息自动选择合适曝光所要求的快门时间的自动曝光模式，也即光圈手动、快门时间自动的曝光方式。这种曝光方式主要用在需优先考虑景深的拍摄场合，如拍摄风景、肖像或微距摄影等。3.快门优先（速度优先）Shutter（speed）priority快门优先模式是在手动定义快门的情况下通过相机测光而自动选择光圈值。快门优先多用于拍摄运动的物体上，特别是在体育运动拍摄中最常用。物体的运行一般都是有规律的，那么快门的数值也可以大概估计，例如拍摄行人，快门速度只需要1/125秒就差不多了，而拍摄下落的水滴则需要1/1000秒。4.程序曝光ProgramExposure，自动曝光AutoExposure照相机根据测光结果自动选择光圈和曝光时间，使摄影者可以全神贯注地构图取景，特别适于抢拍、抓拍。程序曝光要求镜头与机身均有此功能，而且能相互兼容。Minolta7000的P曲线图广角P(35mm)标准P(35~135mm)长焦P(135mm)例：当采用广角镜头，EV=9时，相机选择光圈4和快门1/30秒；EV=11时，相机选择光圈5.6和快门1/60秒。EV快门时间光圈Minolta7000及Nikon的某些机型允许用户改变程序曝光模式YoucanusetheFlexibleProgramfunctiontotemporarilyshiftanautomaticallyselectedshutterspeed/aperturecombinationinfavourofyourownsettings.50mmF1.4标准镜头Minolta7000i的程序曝光曲线测光系统的业余测试一.用准确的测光表对照测光。二.在没有参照表时，可用以下方法大致测试。1.校基准点。将镜头或测光窗紧贴在20~40W普通日光灯表面，测灯管的亮度，应为EV14.5~15.2之间，即1/125秒、f/16~13.5。2.校线性。夜晚点亮100~150W的白炽灯，用毛玻璃放在镜头前，正对着灯光测光，在1米处测得一个读数，然后距离每增大倍（即1.4、2、2.8、4米），测光值应下降1档。23.测试手动调焦相机的测光中心。将相机对着2~3米处点亮的日光灯管，并使灯管分别按横竖两个方向构图，分别上下、左右移动相机，找到测光读数最大的位置，这两个位置的交点就是测光中心。4.绘制手动调焦单反相机的测光区灵敏度分布图。相机对着墙壁安装于三脚架上，在墙上画出相机的取景视场及通过视场中心的米字线。将一白炽灯置于视场的测光中心处，记下此处的测光值。使灯沿米字线慢慢离开测光中心，标注出测光值每下降1档时灯的位置。将米字线上测光系统显示相同EV值的点相连，所得的等亮线图就是相机测光的灵敏度分布图。