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跟齐老师学拍照 入门篇13: 深入认识相机的基本功能之曝光篇 上

按照我的回忆,大学的摄影教学,头2年是枯燥无比的素描,大二开始上照相机这门课,一上就是一年。其他同学都觉得枯燥,可我却觉得有用。有了这一年的底子,我才能应付各种相机。因为相机的功能看似简单,但是背后的原理却是很复杂。貌似自动的完美功能,随时可能让我吃药。我花了心思学,这门课才能在后来给我带来拍摄时的好处。我不必四处去问别人问什么拍的效果在技术上过不去。因为自己能根据所学分析其中原因。这就是我反复强调照相机知识的根本缘故。这节课,我来浓缩地、系统地说一下照相机的测光和曝光原理。

相机的机身上,一般都有一个曝光模式转盘。就像上图。除了M档之外,其余全部是自动模式。也就是现代的相机都是自动控制曝光的。这点您不必担心。正如我一直将相机理解为机器人,事实上相机确实是一种非人形机器人,曝光系统就是这个机器人中的一个子系统。

在工厂里,机器人不分日夜地工作,但是您不知道的是,工业机器人是由一群工程师在按照维保周期维护的。如果不维护,那么机器的精度就会发生差错,引发事故也很正常。这群工程师必定非常清楚这台机器人是如何工作的,要不然无法维护。您使用的相机同样需要它的使用者格物致知。否则,临阵的时候必有差错。

首先说说相机以什么基准来测光?

 

回到胶片时代,我们知道在胶片上曝光是需要控制光强和曝光时间的,也就是胶片只能接受一定范围内的光能量,不然就会一片死白或一片漆黑。因此照相机上才有光圈和快门,分别控制光强和曝光时间。

到了数码传感器时代,还是需要控制光强和曝光时间的,虽然CMOS适应能量接受的范围远远大过胶片,因此照相机上还是有光圈和快门这两个装置。

那么需要在胶片上落下多少光能量是正确的呢?

  

上图是胶片的特性曲线和

上图是CMOS(或胶片)像场照度公式。根据胶片的特性和像场照度公式,可以求出需要的曝光时间(快门打开的时间)。

但是最终胶片或数码传感器获得能量的大小以什么为准呢?

 

其实回答这个问题很简单,就是以人的肤色为准。人的皮肤肤色接近18%反光率。因此所有的胶片或数码传感器都是以这个基准作为曝光的基准。

早期的照相机没有内置的测光系统,您需要拿着一个外置的测光表去测量光线,这个测光表就认为相机是在拍摄一个18%反光率的巨大背景。测光结果就是保证得到的照片也是17%的灰度。

 

进入1970年代后,相机普遍加入了内置的测光系统,可以进行自动曝光,这代相机也被称为电子相机。这和我们今天说的数码相机是两回事。

 

加入相机的第一种测光系统叫做中央重点平均测光,测光用的一般元件是SPD硅光电管(早期也有用硫化镉CDS)。它的感光特性如上图。

早期电子相机,通常在相机取景器内装入一颗SPD来测量整个画面的亮度。由于SPD自然是对邻近的区域敏感而周边的区域不敏感,因此自然有上图中的特性。也就是说中央重点平均测光是考虑中心区域多一些,考虑周边亮度少一些。

摄影者的脑子里要有这个特性图的概念。

请仔细看这个特性图,测光的重心不仅在画面中央,而且不完全在中心的。一般会向画面下方靠近一些。为什么?

因为画面的主体一般都在画面的下方。设计相机的人考虑到了这一点,有意人为地偏差了一些。您看看,一张ZEISS广告中的标准人像,是不是主体都在画面里略微偏下一点啊?而画面的左、右上角都不怎么重要。

中央重点平均测光这个模式一直沿用到了今天,而且您还仍旧需要时常用到它。就是因为它既考虑了中央,又兼顾了四周。虽然是一种古老的测光模式,但是它最靠谱。因为您心中容易记住上面那张特性曲线,可以知道照相机这个机器人是如何思考的,那么就可以进一步利用好这种特性。

请不要忘记,中央重点平均测光的基准仍然是以拍摄到18%反光率的作为基准。

什么意思?我举例来解释。请看下面视频。

 

 

上面视频中无论我对准一块纯白的白板,使用中央重点测光模式来拍摄,曝光是全自动模式。结果得到是照片上是一张灰卡。

 

我再对准一张纯黑的黑卡,还是使用中央重点测光模式来拍摄,曝光是全自动模式。结果得到是照片上仍旧会是一张灰卡。

 

这个例子就说明中央重点平均测光的基准仍然是以拍摄到18%反光率的作为基准。

那么我们平日使用中央重点测光模式来拍摄却没有发现任何问题。这是为什么呢?

因为平日我们取景的景物中包含的物体很多,中央重点测光模式以比较偏重中央且带有平均色彩地平均考虑了画面中景物的反光率。总之景物越杂,测光越准。拍人的时候,如果人在画面中占主体地位,那么中央重点测光模式也很准。只是17%的反光率是白种人的肤色标准。黄种人和黑人会略有微小差异。谁让胶片和相机都是白人发明的呢?标准就是照着人家的模式走,而且沿用至今。但是,我的经验,拍我们黄种人的时候,基本不需要考虑补偿。

那么什么时候需要重点考虑中央重点测光模式的这个特性呢?

比如:拍摄白色基调占主体地位的景物时候,比如拍摄一个生日蛋糕,或者婚纱。使用中央重点测光模式可能会导致白色的景物不够白。

比如:拍摄黑色基调占主体地位的景物时候,比如拍摄一个黑色电脑,或者黑色衣服。使用中央重点测光模式可能会导致黑色的景物不够黑。

那么我们为什么还要保留,并且很重视这个中央重点测光模式呢?

如我前面所说,我们能掌握其测光的原理。等我后面讲到目前最先进的多区域评估测光模式的缺陷的时候,会反过来讲中央重点测光模式的重要性和使用技巧。

在相机发展到70-80年代,随着中央重点平均测光这种模式,还发展出一种叫点测光的模式。您一看这个名字就知道了,测光元件只对画面中央很小的一个区域敏感。早期要获得这样的测光结果很难。一般也只有极其昂贵的专业级相机上才有这样的功能。主要也是由很专业的摄影师来使用这个功能。

今天,点测光的模式很容易实现,因此也很普及。即使平民价格的相机上也通常都有点测光模式。那么这个模式好用吗?

我可以非常肯定地回答您。不好用!而且您基本用不上。

点测光是针对高级阶段或极端状态下使用的一种测光模式。因为我们拍摄的景物千差万别,不象人体的肤色那样具有17%的标准反射率。您使用点测光的结果可能也是千差万别,让您无所适从。

接下来的视频课件里,我举个例子来说明点测光的问题所在。以及展示一下点测光的一种用法。

 

相机里最常见的三种测光模式的最后一种是90年代以后发展起来的多区域权衡测光模式。我们先来看一个典型的测光元件的将画面分割成的形态。

 这是另一家公司采取的分割方式(现在的微单将测光和曝光都集成在CMOS上,因此越是接近现代的相机,画面分割的区域越多。

每个区域内都有对应的测光元件。输出的测光结果如下图:

相机会根据内置的数据库自动比对测光的结果,进而猜到您在拍摄哪种场景,接着给出最平衡的测光结果。

理论上,多分区权衡测光是最佳的测光模式,至少针对绝大部分难以拍摄的场景它能一次就给到非常完美的测光结果。所以现代相机的拍摄成功率才会很高。

然而事事无绝对,您不知道这种测光模式是如何工作的呀?因此只能完全相信相机。相机这种机器人的智能化程度应该说还不算高,因此多分区权衡测光也时常有不尽如人意的结果。在摄影的中级阶段就需要综合运用以上这三种测光模式了。

下面的视频很重要,推荐您仔细看看。 

 

 

课后作业:

看完视频后大家尽量多动手试试。反正数码相机不会浪费胶片,您尽管拍。

在绝大部分条件下,我建议初学者只使用多分区权衡测光模式。这种测光模式在不同的相机厂家可能会有不同的称谓。没关系,只要标着“多分区”的就是这个模式。

点测光的使用技巧和高光、阴影的准确曝光控制方法,我在中级课程里还会专门讲。

 

下节课:

我将指导大家如何正确地在各种环境下使用测光系统,让您拍出曝光正确的照片。


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