2007年9月7日 星期五

拍照好好玩系列之三:曝光

曝光基本概念

曝光可以簡單理解為決定照片的亮度,拍照的過程是讓光接觸到塗滿感光材料的底片,然而這個光的量需要多才能讓照片不會太亮也不會太暗,就必須透過曝光的過程來決定。

曝光有點像裝一杯水,我們假設曝光恰到好處的照片和裝滿一杯水一樣,那麼我們去控制要裝多少水的手段主要有三個:控制水龍頭的大小、控制裝水的時間和控制杯子的容量,剛好對應控制曝光量的三個手段,分述如下:

1. 光圈:光圈就像水龍頭,把水龍頭開的越大,那麼水流的越快,一杯水也越快裝滿;同樣的,光圈開的越大,光線進入相機的量也越多,因此曝光的時間會比較短。

2. 快門:快門就像裝水的時間,快門打開的越久,光線進入相機的量越多。基本上要裝同樣一杯水,水龍頭開的大,那麼裝水的時間就短;水龍頭開的小,裝水的時間就長。拍照也是一樣,同樣的環境之下,用比較大的光圈,快門值相對要比較快,如果要用比較長的快門,就需要用比較小的光圈。

3. 感光度(ISO):感光度就像是杯子的容量,同樣的水龍頭大小和裝水時間可以裝滿500cc的杯子,但是裝不滿1000cc的杯子,所以裝滿1000cc的杯子需要更長的時間或是更大的水龍頭。感光度也是一樣,相同的快門光圈對ISO100的底片剛好,可是對ISO50的底片可能就偏暗。

以上三種是改變曝光值的方法,在一般拍照的情況下,我們不太會去改變感光度,因為感光度是由底片決定的,一般拍照過程中不太會隨意更換底片。因此在決定曝光值的時候,通常會先決定光圈快門值其中一項,然後讓測光系統去告訴我們另外一項的數值應該是多少。例如說:我把快門值固定在1/60秒,則測光系統會告訴我光圈值應該是多少才是正確的曝光值。

一般相機都有內建的側光器,即便是機械式相機也有簡單的測光表,若不是非常要求精確測光的情形(如商業攝影、棚內攝影等),或是特殊環境容易產生的曝光失準(如雪地),內建的測光器已經足夠應付大多數的攝影情境。




光圈先決和快門先決的應用

就像上面說的,曝光值可以利用先決定光圈或是先決定快門,來讓測光器告訴我另外一個值,如果說我先決定光圈,讓測光器告訴我快門值,這個叫光圈先決;反之如果我先決定快門,讓測光器告訴我光圈值,這個叫快門先決。但是,為什麼要分成光圈先決和快門先決,既然兩個都是以達到正確曝光為目的,為何不固定其中一項,僅改變另外一項以因應不同的環境就好了呢?

這是因為光圈和快門除了決定曝光之外,分別還代表了不同的意義,分述如下:

  •  光圈和景深:

在買一顆鏡頭中,已經介紹了光圈是安裝在鏡頭中的一個開口,可以調整大小,光圈值的定義為:焦距/光圈開口直徑 = 光圈值,因此光圈值越大,其實光圈開口越小,所以會看到2F是大光圈,而22F是小光圈這樣的說法。

而和光圈除了決定曝光值,另外還決定了景深。

景深基本上有是照片中清楚的範圍,這裡的範圍指的不是左右的範圍,是前後的範圍,景深很深,代表能拍到前面的人很清楚,後面的山也很清楚;景深很淺,可能拍人眼睛還清楚,鼻子就模糊了,這就是景深的概念。

為什麼光圈和景深會有關係,可以參考這張圖:


Fig. from 巨龍之眼



簡單來說,就是由於光圈小,光線交叉的距離變長,因此景深就變長,光圈越大,光線交叉距離短,所以景深短。所以當我們需要拍攝景深取向的照片時,就要使用光圈先決。例如風景攝影涵蓋遠景近景需要使用小光圈,人象攝影常使用的淺景深需要使用大光圈等等。

絕大部分的鏡頭在大光圈的成相表現往往比不上中或小光圈,這和光線的波長和折射等光學性質有關,因此大光圈往往被用來考驗鏡頭好壞的檢驗標準之一。



  •  快門和動速

快門是設置在相機中的簾幕,透過簾幕在短時間內的開關達到控制光線進去相機的時間。現在的相機通常包含兩片快門簾,以避免單快門簾造成的曝光不均勻的情況。

既然快門有控制光進入相機的時間這個功能,因此快門除了控制曝光值之外,另外也和被攝物的速度有關係。

我們有時候在比較昏暗的地方拍照,或是拍移動比較快的東西如汽車,會發現被拍的東西模糊了,這都是因為快門速度太慢的原因所致,因為在快門簾打開的時間中,被攝物已經移動了,因此就模糊了,由此可知,我們在拍攝移動比較快速的物體如水滴、賽車、運動等等的時候,如果要把被攝物拍的清楚,利用快門先決選擇比較快的快門值是必要的。



  •  安全快門值與防手振

安全快門值指的是將影像拍攝清楚所需要的最慢快門,為什麼會需要一個安全快門值,這是因為普通人在拍照的時候手會自然的振動,因此在快門時間過長的時候,影像會因為手的晃動而顯的模糊,而將快門保持在安全快門值之上可以避免這個問題。

然而安全快門值並非一值是一個定值,取決於每個人穩定度的不同和鏡頭的焦長,一般而言安全快門值 = 1/焦長 sec,以焦長50mm的鏡頭來說,安全快門值約為1/60秒(因為沒有1/50秒的快門),焦長200mm的鏡頭,安全快門值則在1/250秒左右。

防手振則是利用鏡頭的鏡片組去對晃動進行微調,以避免晃動造成的影像模糊等情形,可將安全快門值更往下降,一般的防手振技術約可以將安全快門值下修兩格,原本1/60秒的安全快門值透過防手振技術可能可以到1/15秒。


其他曝光概念

  •  曝光格數與曝光補償

剛才提到光圈和快門的數值,事實上光圈和快門的數值並不是微調的,而是有一定的格數,例如光圈的格數為:
f/1.4  2  2.8  4 5.6  8  11  16  22  32  45  60  90

而快門的格數為:
30" 20"  15"  10"  1"  2  4  8  15  30 60  125  250  500  1000 2000

其中光圈值從2到2.8我們稱之為「一格」或「一級」,快門從30到60也是一格,每一格的進光量都差一倍。假設現在的最佳曝光是f/5.6 125,那麼如果我把光圈調成f/4 125就亮了一格,也就是亮了一倍,我們稱之為over一格。相反的,我把光圈調成f/8 125就是暗了一倍,稱之為under一格。但是如果讓光圈over一格,快門under一格,整體的曝光就會和原來的一樣,例如f/8 125的曝光值會等於f/6 250的曝光值。而如何決定光圈快門值,除了光源強弱,還有就是上面提到的,被攝物的特性。

至於什麼是曝光補償,也就是我們常看到的ev值?剛才提到光圈快門先決和曝光格數的概念,曝光補償的意義就是,當你不滿意相機為你測量出的曝光值,或許你想暗一點或是亮一點,你就可以調整曝光補償。正的曝光補償會比較亮,而負的曝光補償比較暗。舉例,你使用光圈先決的情況下,設定光圈為f/2,相機為你測出的最佳快門為60,這時的ev 值為0,但是你覺得太暗了,想要亮一點,於是調整曝光補償為+1ev,這時快門就會over1格變成30,若是+2ev則快門變成15,反之-1ev為125,-2ev為250。快門先決也一樣,只是變成更動光圈值罷了。

現在的光圈快門值已經設計出在一格的曝光值中,可以更進一部的調整將一格分成三份,例如光圈不再只是從2直接變成2.8,而是經過2  2.2  2.4  2.8這樣更加細微的調整,以做更精確的曝光,同樣曝光補償不只有+1ev,同樣也有+0.3ev,+0.7ev等的調整。


  •  B快門與相反則不軌理論

在相機的快門設定中有一個叫做B快門,什麼是B快門。在長時間曝光的攝影,例如夜景攝影或是星軌攝影中,有時候會需要用到非常長時間的快門,快門會打開甚至到四五個小時,而相機的快門設定大多只到30秒,超過30秒的快門就要用到B快門。B快門就是當你按著快門鈕時,快門簾就會持續打開,一直到你的手離開快門鈕,快門簾才會合上。但是怎麼可能持續按著快門四五個小時呢?手會廢的,所以需要用到快門線,快門線有許多種,但基本上就是在使用B快門時,能夠卡住使快門簾持續打開,這時你就可以設定一個鬧鐘,去旁邊翹腳看報紙,等到時間到再把快門關起來就好啦!

但是在長時間的攝影中,底片由於化學物質的特性,有時後曝光值並不會與曝光的時間為正比,而會稍微的曝光不足。例如測量出來的曝光值為f/8 8min,但是實際拍出來的照片,卻比正確的曝光值還暗,這就是相反則不軌理論,在長時間曝光中,實際曝光時間要比測量出來的曝光時間來的長一點,才能得到正確的曝光。至於何為長時間曝光呢?這要看底片遵守相反則不軌的情形,例如正片三劍客之一的RDPIII,可以在128秒內不受相反則不軌影響,保持正確曝光,但是同為三劍客的E100VS卻只有10秒鐘,每種底片的特性不同,進行增加曝光最好先了解底片的特性,通常底片的說明上都會有說明。


  •  最小自動對焦光圈

現在大多電子相機,包括數位相機都會有自動對焦(Auto focus; AF)的功能,就是半按快門,鏡頭就會根據對焦點決定最佳的對焦距離。但是有兩種情況,自動對焦的鏡頭不會自動對焦,第一就是它壞了,第二就是最大光圈在f/8以下,也就是說,要讓相機自動對焦,鏡頭的最大光圈必須超過f/8。

雖然大部分的鏡頭望遠端最大光圈都有超過f/8,但有一種情形例外,就是加倍鏡。加倍鏡就是可以讓你焦長增加的鏡頭,就像是望遠鏡,可以看到更遠的地方,通常用在生態攝影,拍鳥的時候。例如說,原本焦長200mm的鏡頭加了一顆兩倍鏡,焦長就會變成400mm。多好用啊,拿來偷窺女生洗澡都不是問題,但是加倍鏡有一個致命的缺點,就是焦長加多少倍,光圈就小多少格(記得光圈值怎麼算的嗎?沒錯,和焦長有關係)。例如原本200mm f/4的鏡頭,加了一顆兩倍鏡,最大光圈會變成f/8,記得我剛說最小自動對焦光圈不能超過多少嗎?沒錯,就是f/8,所以這顆鏡頭就沒有辦法自動對焦,必須仰賴手動對焦了。


基本的曝光概念說的差不多了,對相機的基本操控技巧也大致介紹完了,下一次我們來介紹一下構圖。

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