单反相机参数详解

单反相机参数详解 相机参数详解——写给初学者 本人也是个初学摄影的菜鸟，却敢于写这样大的题目，实在是有些吹，对于高手来说，这当 然是鲁班门前掉大斧了，可对于和我一样初学摄影的朋友，也还是有些帮助的。 因为我有个朋友，最近也买了个单反相机，可是对光圈快门什么的全然不通，当然拍出来的 照片，有的黑乎乎的，有的白茫茫的，不但我弄不明白他拍照时的依据是什么，他自己也没 有一个清晰的概念，好像是凭自己的感觉。有一次我凑过去看他怎么拍，原来他始终用的是 光圈优先模式，就是相机自己确定使用多大的光圈，快门呢则由这位老兄自己凭感觉而定(要 命的是他还不知道怎么看曝光补偿，ISO 也不懂)，大概是光线明亮的时候用比较快的快门， 光线昏暗的时候用比较慢的快门，当然拍出来的照片黑的黑，白的白了，拍的亮度适中那只 能是凑巧。 想起来我也是走了这样一条弯路，最初也是不懂何为曝光补偿。我最初是在3 年前买了一个 Cannon 的DC，A80，应该说那是一个功能比较全的DC(不是指防抖之类的功能，而是说A/T/P/M 这几个档都有)。要说光圈、快门、ISO 这几个参数的含义，我想大多数人都能说上个八九不 离十，可这几个参数怎么关联的，恐怕有很多初学者就说不清了。我也一样，在使用A80 的 两年多的时间里，我也是一头雾水，直到去年年底的时候，发狠研究了一下这些参数的取值， 才摸清了它们的联系。我现在虽然换上了单反，但还是得感谢那个给了我很大启发的 A80。 闲话少说，现在来逐一说说相机的那几个参数，当然，最重要的还是我从中发现的一个关系 式。 光圈 A ,,,, 光圈(Aperture，口径)，从字面上来说，很容易理解，不就是一个可以通过光的圆圈嘛。但 往往让初学者犯迷糊的是，光圈数值的大小，究竟对应什么呢,因为往往看到有人说，要拍 出背景虚化的效果，要用大光圈，而大光圈又对应小的光圈值。在这里暂且不论为什么大光 圈会虚化背景，单就大光圈对应小的光圈值这样一个有悖常理的概念，困惑了我好久，我相 信对于很多初学者来说也一样是个伤脑筋的事情。 后来，我想明白了，这是因为“光圈”这个词的两个截然相反的含义造成的。我们通常说“光 圈”，显然指的是镜头中间那块透光的部分，但是相机上用数字表示的 “光圈值A”，却是另 一个含义:光圈值对应的不是镜头中间透光的那部分，而是叶片那部分不透光的部分。这样， 如果光圈数值大，代表叶片大部分都旋出来了，当然透光的部分就小了。 更进一步的学习发现，原来“光圈值”实际上是镜头的焦距直径比(简称焦径比)。设镜头的 焦距为F，直径为D，那么A=F/D。在镜头焦距F 不变的情况下，镜头(透光部分)直径D 越 大，光圈值A 越小。这也是为什么很多镜头用比值的形式来表示光圈值了，例如F/1.8，f/1.8， 1:1.8 等。所以，在物理意义上来说，光圈值 A 对应的是镜头透光部分直径 D 的倒数，而前 面把A 与光圈叶片旋出部分联系在一起是不科学的，但是对于建立正确的直觉还是有一点帮 助的。 应该说，问题到这里还没有结束，后来我又琢磨了一下光圈值的取值特点，这成了发现参数 间互相关系的关键。就拿A80 来说吧，它的光圈值只能取一系列离散的数:2.8，3.4，4，4.8， 5.6，6.7，8，9.5。为什么要取这样一些奇怪的数字,我很快就发现这些都是 2^(1/4)的整 数次幂的近似值。2.8?2^(6/4)，3.4?2^(7/4)，??。也就是说，光圈值每增加一档的话， 镜头(透光部分的)直径缩小2^(1/4)倍，而面积跣 ? 倍。光圈值每增加两档，镜头面积 缩小2 倍。这在需要人工计算曝光量的年代，这种设计无疑是便于简化计算的。 这样，我可以用一个数学式子来表示第n 档的光圈值(n?N 自然数集合): A(n) = 2^((n-1)/4) ...[1] 对于上面的A80 来说，n 仅取从7 到14。特别地，为了计算透光部分的面积(后面计算曝光 量会用到)，再做一个假设:当焦距为F，光圈值为A=1 的时候，透光部分面积为s，那么， s=π *((F/A)/2)^2=π /4*F^2。有了这个参照，第n 档光圈值对应的透光面积为: S(n) = s*2^((1-n)/2) = s/A(n)^2 ...[2] 快门 T ,,,, 快门的概念应该是最清晰易懂的，它表示的是光线从镜头通过的时间间隔，用T 来表示。相 机上的快门值，仍有一个倒数的问题:小于1 秒的快门，用倒数来表示，例如1/60 秒只表示 为60;大于1 秒的快门，就加上"这个符号，例如2 秒就表示为2"。这个没什么难以接受和 产生误解的(只有极强的人，才会努力去辨别 2"和2)。 快门的变化也不是连续的，仔细看一下取值，就不难发现，基本上也是2 的整数次幂。如1， 2，4，8，15(16 的近似)，30(32 的近似)，60(64 的近似)??，4000(4096 的近似) 等。假设以1 秒为第1 档，每增加1 档时间间隔缩短一半，每减少1 档时间间隔延长一倍， 那么第m 档的快门时间间隔为(m?Z 整数集合): T(m) = 2^(1-m) ...[3] 对于通常的相机来说，m 取从-4 到14，也就是快门从30 秒到1/8000 秒。快门速度越快，表 示性能越高级，当然也就越贵了。上面那个7440，最快的快门才只有1/1000，而我现在用的 单反，也只到1/4000。 感光度 ISO ,,,,,,, 感光度ISO 表征感光材料(胶片或CCD 等)对光线的需求量。如果ISO 低，表示感光度差， 可以理解为很硬的材质，不怎么感光，因此就需要很大的光通量。反之，ISO 很 高，则说明 对光线非常敏感，可以理解为很柔软的材质，只需要些许的光线就足够了，但这样一来，很 容易受到不期望的干扰，比如CCD 自身的噪声就可以在照片上产生噪点。 这样就很容易理解，在白天光线充足的时候，应该选用ISO100，晚上光线暗的时候，就要选 用较高的ISO 了。做个更形象的比喻，ISO 好比万用表上那个电压量程，有0V~10V 的档，有 10V~100V 的档，等等。 普通相机的ISO 范围很窄，且感光度达不到很高，例如7440，是从80,400(80 的感光度不 常见)。高级相机的ISO 可达3200，ISO 越高表示性能越高级。ISO 一般有如下几个档位:100、 200、400、800、1600、3200 等。这里也有一个明显的2 的幂函数关系，第k 档ISO 为(k? N 自然数): ISO(k) = 100*2^(k-1) ...[4] 进一步的学习发现，ISO 增加1 档，正确曝光所需要的光通量就会减少1/2。这是计算曝光量 的一个重要的依据。 曝光量 ,,,, 曝光量(Explosure)，也就是相机能够曝光的能力，它有三个要素:光通过的面积 S、光通 过的时间T、感光材料的感光度ISO。这三个要素在前面都已经用“档位”量化了，那么下来 就可以计算曝光量。 首先是光通量:光通量，就是光通过的面积S 和时间T 的乘积，从概念上来说很容易理解。 而曝光量，则定义为感光度和光通量的乘积的倒数，E=1/ISO/S/T，没错，又是倒数，没办法， 发明相机的那帮人，看起来很喜欢用倒数，光圈用倒数，快门用倒数，曝光量也用倒数。 曝光量是和能量有关的量，这个量的变化范围常常在几个数量级之间，因此习惯上用对数来 表示，就象地震震级也是对数的关系等等。这里曝光量要取 2 的对数，因此有:E = log_2(1/ISO/S/T)。再简化一遍，去掉其中的常数，例如 ISO 中的常系数100，面积S 中那 个参照标准s，这个计算仅用到了初中数学里的对数知识，于是，最终有: E = log_2(A(n)^2)-log_2(T(m))+log_2(100/ISO(k)) = m+(n-1)/2-k ...[5] 可见，复杂的曝光量计算，最终简化成了档位序号之间的算数运算(当然，相机不同，档位 的划分也不同，但原理上是一样的，在此只是用来说明其原理)。 下面是我在网上找到的几个例子，作为印证(网上的计算方法是查表、或者查一个什么图， 和我的方法不同，在此不赘述了): 1. 当光圈为1.4(相当于n=3，第3 档光圈值)，快门为1/30 秒(相当于m=6，第6 档快门 值)，ISO100(相当于第1 档感光度)时，曝光量为:6+(3-1)/2-1 = 6 2. 当当光圈为3.4(相当于n=8)，快门为1/15(相当于m=5)，ISO200(相当于第2 档感光 度)时，曝光量为:5+(8-1)/2-2 = 6.5 还有一点需要注意，从前面的计算里，曝光量怎么和环境没关系呢,原来，曝光量只是一个 表征相机本身固有特性的参数，作为一个相机，它的状态只是由光圈A、快门T、感光度ISO 唯一决定的，无论环境变亮了还是变暗了，相机还是那个相机，还是那个状态。为了把环境 明暗的因素引入到曝光的效果里来，还必须考虑测光和曝光补偿的问题。 曝光补偿 ,,,,, 测光就是相机(或者人、别的什么工具)对环境光的测量。这个测量一般是有限度的，也就 是有量程的，在一定的明暗范围内，才能正确地测光。假设环境光测出的值为E'，而此时相 机本身具有的曝光量(曝光的能力)是 E，两下里一比较，就知道应该补偿多少，这就是曝 光补偿，通常在相机里用Ev 来表示，在照片文件的 Exif 信息里，也有一项是Ev。 假设有这么一个标准的环境光，把它的测光值定为0，相机的曝光量也设为0(这里的0 都是 对数值，不是说环境光漆黑一片、相机成瞎子了)，这时就能够正确的曝光。那么在稍暗一点 的环境里，测光值可能是-1 了，那么按常理推断，应该提高感光度或者增加光通量才能正确 曝光，而这都会使相机的固有特性——曝光量 ——降低。不难理解，曝光量从0 降低到-1， 就能正确曝光了。 从这里可以看出，只要把相机本身的曝光量 E 调成和测光量E'一致，就OK 了。通常，相机 显示屏上显示的曝光补偿值，实际上就是: Ev = E-E' ...[6] 有的相机更形象一些，用一个带刻度的标尺来表示。如果相机本身的曝光量高于环境所需， 曝光补偿就是一个正的数值(表示拍出来的照片会偏亮)，反之是一个负的数值(表示拍出来 的照片会偏暗)。 -2 -1 , , , ????????????? ? Ev 简而言之呢，就是通过光圈值A、快门T 和ISO 组合的调整，使得当前的曝光补偿为0。曝光 补偿一般可比0 再低1,2 个刻度，每个刻度代表0.5 或者0.3，相机一般都可以设这个档位 间隔。这样拍的照片较暗，不会因为过爆而损失细节，而亮度在后期处理是可以提高的。