3.1 相机的基本结构
图3-1是相机的基本原理结构示意图。
图3-1 数码相机基本结构示意图
如前所述，曝光是指打开相机的快门，让被摄景物的光线进入相机内部，照射到感光材料上，使之感光并形成影像的过程。没有进行曝光时，快门的常态是闭合的。
在曝光过程中，所涉及到的装置有以下三个：
（1）光圈
（2）快门
（3）感光材料
光圈是镜头中一个可以调节大小的孔洞，用于调节照射到感光材料上的光的强弱。这个光孔越大，照射进去的光越多，感光材料上的光越强；反之，就越少、越弱。
快门是一种可以快速打开和关闭的装置（例如幕帘快门）。打开后，光通过，感光材料开始曝光；关闭的瞬间，曝光结束。这期间的时间长短称为曝光时间，也称为快门速度。
至于感光材料，在传统相机中就是胶片，而在数码相机中，就是图像传感器。图像传感器将光转换为电信号，形成影像。感光材料所接收到的光的总量称为曝光量，它与光圈的大小成正比，与曝光时间成正比。曝光量越大，影像就越亮；反之，就越暗。
3.2 光圈
光圈通常是由多个叶片组成（如图3-2所示），可以调节孔径的大小（称为光圈的大小）。
图3-2 镜头的光圈
光圈的大小用光圈系数来表示，记成f/n或Fn，其中n就是光圈系数，也称F值。n的计算公式为：n=焦距/D 其中n为光圈系数，D为光圈的直径。
n的常用取值为 1、1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、32、64等，分别称为光圈的级或档（为了统一，本文中采用“档”）。光圈系数与光圈大小的关系如图3-3所示。
图3-3 光圈系数与光圈大小
【重要】
（1）相邻两级光圈之间的进光量差一倍（因为光孔的面积差一倍）。
（2）F值越大，表示光圈越小（因而进光量就越少）。要注意这里是相反的关系。
（3）相邻两级光圈中，大F值/小F值 =1.4。（猜猜为什么？）
（4）镜头有最佳光圈之说，当采用该光圈时，其成像质量最好。最佳光圈因镜头而异，一般是在f/5.6到f/8之间。
【举例】
f/4光圈的进光量是f/5.6光圈的进光量的2倍，是f/8光圈的进光量的4倍（2×2＝4）。
相机上提供了设置光圈的手段，有的是在镜头上有光圈转环，有的则是通过机身上的拨盘或者菜单来设置的。
3.3 快门
快门是相机上的一个可以快速打开和关闭的装置。打开后，让光线通过它进入机身，感光材料开始曝光；关闭的瞬间，曝光结束。这期间的时间长短称为曝光时间，也称为快门速度。快门速度用数字表示，以秒为单位。数码单反相机常用的快门速度范围是30秒～几千分之一秒，例如，5D3的是30秒～1/8000秒。
需要注意的是，曝光时间是对快门速度的另一种表述。快门速度提高，意味着曝光时间减少，而不是增加。快门速度提高到原来的m倍等同于曝光时间减少到原来的1/m。
拍摄者是通过相机上的快门按钮来控制快门的。按下这个按钮，快门瞬间打开，经过与当前快门速度值相对应的时间后，快门自动关闭。快门本身打开和关闭的动作非常快，时间可以忽略不计。
【重要】
在光圈不变的情况下，快门速度越慢（快），曝光量越大（小）。可以通过控制快门速度来控制曝光量。
为了操作方便，在相机里设置了一些固定的快门速度档：30秒、15秒、8秒、4秒、2秒、1秒、1/2秒、1/4秒、1/8秒、1/15秒、1/30秒、1/60秒、1/125秒、1/250秒、1/500秒、1/1000秒、1/2000秒、1/4000秒。相邻两档之间的曝光时间差一倍。在光圈相同的情况下，曝光量也差一倍。
【提示】
（1） 现在的数码相机一般都是采用幕帘快门，它由两块不透光、能快速移动的幕帘组成。幕帘快门的使用寿命一般为几万次到几十万次，依具体的相机而定。
（2） 数码相机中，快门速度可以以1/2档或者1/3档作为调整的最小单位，这可以通过设置相机来选择。
3.4 ISO
ISO在摄影中是指感光材料的感光度，即胶片或者图像传感器对光的敏感程度，用ISO值（以下简称ISO）来表示。其常用值有：50、100、200、400、800、1600、3200、6400、12800、25600等，称为感光度的档。其中相邻两档的ISO相差一倍。ISO越高，表示胶片或者图像传感器的敏感程度越高。
胶片的感光度是固定的，不能改变，而数码相机里图像传感器的感光度则是可以现场设置（改变）的。当然，是在一定的范围内。
【重要】
曝光程度是指感光材料的感光程度。感光程度越高，照片就越亮；反之，就越暗。
从曝光程度的角度来看，感光度提高一档与曝光量增加一倍的效果是相同的。所以也可以通过调整相机的ISO来实现对曝光的控制。
感光度的高低对画质的影响很明显。感光度越高，噪点越多、画质越差。所以一般要尽量采用低感光度，例如ISO50或ISO100。但如果光线较弱，而光圈已经不能再增大、快门速度已经无法再降低（因为已经调到头或者因为受表现意图所限），就只好提高ISO了。
【提示】
现在的高级单反数码相机的高感（高感光度）表现已经很好了，中、低感光度就更不用说了。所以白天ISO400及以下以及夜景ISO1600及以下的画质都是很不错的，完全可以接受。
3.5 曝光铁三角
光圈、曝光时间、ISO三者常被称为曝光的铁三角（也称为曝光三要素），因为它们且只有它们共同地决定着曝光的程度。这可以形象地用图3-4来表示。其中三角形的面积表征曝光程度。
图3-4 曝光铁三角
只要把这三者中的任何一个提高一档（即一倍），那么曝光程度就提高一倍，如图3-5中的三角形的面积所示。
图3-5 曝光程度提高一倍
3.6 互易关系
光圈、曝光时间、ISO三者存在1:1的互易关系。即：当我们把这三者中的某一个调整一档时，只要把其余的任何一个往相反的反向（从曝光的角度考虑）调整一档，就能保持曝光不变。这称为曝光的互易律，也称为倒易率。
图3-6中，把ISO提高一档，但同时把光圈大小或者曝光时间减少一档，则曝光程度不变。即三角形面积没有改变。
图3-6 曝光的互易律
3.7 光圈与快门的表现力
光圈和快门不仅与曝光关系密切，而且对于照片的表现力也有直接的关系。光圈大小与虚实、快门速度与动感的表现密切相关。关于这点，我们将在下一讲中详细介绍。
虽然现在一般是采用自动曝光，就是由相机自动计算曝光量并设定参数。但有时我们对光圈或者快门速度有特殊要求，所以需要采用光圈优先模式或者速度优先模式。这是由拍摄者设定一个参数，然后由相机自动计算另一个参数。这时，可能需要调整ISO。例如，采用光圈优先模式，设定为f/8，如果光线不好，相机可能计算出来快门速度是1/30秒。如果觉得手持拍摄需要1/125秒才可靠，那么就只好把ISO提高两档。这样快门速度也就会提高两档，到1/125秒。
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