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曝光三要素:光圈、快门、ISO感光度 | 新手摄影入门指南

走路不带风个人认为,摄影初学者必学的一堂课便是认识摄影的曝光三要素,相信大家对曝光三要素的这三个名词「光圈、快门、ISO」一定都不陌生,甚至多多少少还知道一些进阶的应用(比如慢快门摄影、大光圈浅景深等等),但是却对三者基础知识不太熟悉、也对彼此相互关系不太了解。

因此本篇文章走路不带风将从最基础的观念说起,并以用我自创的绘图比喻法来解释三者间的相互关系。至于进阶的光圈、快门、ISO应用和技巧,我会再额外撰写3篇文章来深度展开各自的细节,敬请期待。


什么是曝光?

所谓「曝光」以最简单的角度来说,就是指光线在感光物体上(如感光元件或胶片) 感光的一个过程;用更加通俗的话来说,就是每次按下快门时,景色被纪录在胶片或感光元件上的这个过程,就称作「曝光」。

然而曝光虽然只是按下快门这么简单的动作,但其中深藏的细节却非常的多。而对摄影有兴趣的大家,更应该要知道所谓曝光,其实是「光线通过镜头光圈后,在快门开启的这段时间内,将光影感光在特定感光度的元件上」的一个过程。听起来可能有点复杂,没关系,我们接下来就以更生活化的绘图比喻法来进一步解释。

*由于早期相机尚未问世之前,人们普遍都是通过「绘画」方式来记录图像,因此走路不带风认为以「绘画」的比喻方式来解释曝光三要素,相较其他比喻不仅更为贴切、也更容易理解。

什么是曝光

如上图所示,相机曝光过程其实就跟绘画过程一样,光线就好似画笔上的颜料感光元件则类似于画纸。当今天光线越强,就好像画笔的颜料越多,轻轻一抹就有颜色;而光线越弱就好比颜料越少,如果只是简单一抹只会让颜色黯淡无光。

相机也是如此,光线充足情况下只要简单按下快门,照片就会明亮饱和;但如果光线不足时,则往往容易拍出曝光不足的黯淡照片。

将两边相互比较整理后,可得到曝光和绘图法的相互关系如下所示。

  • 光圈 → 画笔粗细
    光圈越大 → 进光量越大 → 画面越亮
    画笔越粗 → 颜料量越多 → 上色越亮
  • 快门 → 上色时间
    快门越长→ 感光越久 → 画面越亮
    上色越久→ 颜料越多 → 上色越亮
  • 感光度(ISO) → 画纸材质
    感光度越高 → 感光越强 → 画面越亮
    画纸越易上色 → 上色越亮

不知道这样的解释大家看懂了吗?没错,曝光三要素正是光圈、快门、感光度(ISO),而这三者对曝光的影响,就犹如画笔粗细、上色时间、画纸材质对绘画的重要性一样。因此接下来的篇章,走路不带风将会分别介绍这三大关键要素的详细内容。


光圈

什么是光圈?

光圈

「光圈」是镜头内一个控制孔径大小的组件,由数个光圈叶片所组成,主要用来控制进光量(光线进入相机的量) 。由于光圈的设计和人的瞳孔十分相似,为了应付不同的光线和不同的视觉环境,人的瞳孔在黑暗时会放大以获取更大的进光量,同理光圈也是一样的功能,所以才会有「更大光圈、更好的夜拍能力」这种说词。

  • 光圈越大 → 开孔越大 → 进光量越大 → 照片越
  • 光圈越小 → 开孔越小 → 进光量越小 → 照片越

光圈、曝光的关系

一般而言我们会以f/值来表示光圈的大小,比如说f/ 1 , f/ 1.4 , f/ 2 , f/ 2.8 , f/ 4 , f/ 5.6 , f/ 8 , f/ 11 , f/ 16 , f/ 22。

这个数值代表什么意义大家不需要太清楚,但大家要知道的是「数字越小代表光圈越大」,所以f/ 2.8的光圈是比 f/ 8还要更大的。而上面这一连串数字是常见的光圈数值,我们会建议大家可以将这些数字简单记一下。怎么说呢?

因为这里的数字只要每往右一格,代表光圈下降一级、进光量减半。当所有参数和环境都一样的状况下,使用f/ 4的光圈会比使用f/ 2.8的光圈还要暗一倍(进光量少了一半),如果要获得和 f/ 2.8一样的曝光度,需要将快门时间增加一倍、或是将感光度提高一倍;同理,今天如果要利用光圈将f/ 4的照片亮度再次减半,自然也就会知道要将光圈调至f/ 5.6而非f/ 8.0。

记忆小技巧:大家其实不需要死背,只要先记得f/ 1 , f/ 1.4就好,因为后续两个数字是1和1.4的两倍f/ 2 , f/ 2.8;接下来则是2和2.8的两倍f/ 4 , f/ 5.6,依此类推 f/ 8 , f/ 11和f/ 16 , f/ 22。虽然记得这些数字对于拍出更好的照片没有帮助,但能让大家对曝光有更好的理解。

  • f/值越→光圈越→ 照片越
  • f/值越→光圈越→ 照片越

光圈景深的关系

那么介绍光圈的应用之前,大家可能会问什么是景深?

一般我们在拍照时,除了拍摄的主体外,通常还会有背景和前景,以下图为例,主角为女孩①,背景和前景则分别为树木②和小狗③ 。今天当相机对焦完成之后,对焦点的前后范围中,影像清晰的深度有多少,我们就称之为景深,一样以下图为例,今天状况(1) 的清晰范围较广,我们便会说该图片的景深比较;而状况(2) 的清晰范围较窄,我们便会说该图片的景深比较

既然已经知道景深的定义了,那么光圈大小又会对景深产生什么影响呢?大家可以从下图直接看出结论。

下图是走路不带风的示范图,其中绿色框框为对焦位置(无尾熊),而我们分别测试在大光圈f/ 2.8以及小光圈f/ 8.0 下的实际拍摄结果,大家可以从前景(深色烛台) 和背景(远方厨具) 的虚化程度发现,大光圈下的清晰范围较小,有较的景深,而小光圈下的清晰范围较大,有较的景深。

  • 光圈越 (f/值越) → 画面清晰范围越→ 景深越
  • 光圈越 (f/值越) → 画面清晰范围越广→ 景深越

快门

什么是快门?

「快门」是控制光线照射在感光元件上的时间(或控制光线感光在感光元件上的时间),也就是控制曝光时间的重要元件。具体是如何控制呢?

一般来说都是利用快门帘的开启和关闭来达成;每当快门帘开启时,光线可以直接照射于感光元件上,使感光元件受光并显影,而当快门帘关闭的时候,光线自然就无法进到感光元件上,一次曝光就这样结束。所以快门时间越长,代表感光元件受光时间越长,照片自然就会越亮;反之亦然。


快门、曝光的关系

一般来说我们会以秒来表示快门速度,但是在摄影的世界里,除非是拍摄特殊慢快门的主题,不然比较少会使用1 秒、2秒、5秒这种单位,比较常见的反而是1/ 30, 1/ 60 , 1/ 125, 1/ 400, 1/ 4000这种快门速度,而大于1秒的话则会以1” , 2 “, 5” ,30”的方式表达。

快门速度相对好理解,秒数多一倍代表曝光时间多一倍。举例来说,1/ 30 秒的快门速度比1/ 60秒还要慢一倍,因此当所有参数和环境都一样的状况下,1/ 30秒的照片会比1/ 60秒的亮一倍,如果要将它调整成和1/ 60 秒一样的曝光度,就需要将光圈缩小一级、或是将感光度减少一半;同理,今天如果要利用快门速度将1/ 400 秒的照片亮度减半,则可以将快门速度加快一倍至1/ 800秒,使得感光元件受光时间更短。

  • 快门时间越→ 感光时间越久→ 照片越
  • 快门时间越→ 感光时间越短→ 照片越

快快门与慢快门的区别

和上个段落所述,大家已经知道快门越就能拍出越亮的照片。那么在夜晚或是光源不足情况下,是不是只要将快门速度尽可能放慢就没问题了呢?其实是不对的。放慢快门虽然可以弥补光线不足的状况,但过慢的快门速度则很容易因为手震手抖,而导致拍出的照片模糊不清(如下图),因此放慢快门的同时,也要注意是否有达到「安全快门]的速度,才不会拍出一堆失败的作品。(一般手持拍摄,即使使用广角端,快门速度只要慢于1/30 秒都很容易手震而晃动。当然在不同焦距、有无防手震功能、这些都会影响安全快门速度)

既然快门速度过慢拍摄容易失败,那么我们一般就不使用慢快门了吗?也不是,今天如果为了拍摄某些特殊题材,需要将快门速度放慢而得到连续性、动作性的照片,一般我们会利用慢快门搭配三脚架的方式来创作,如此一来不仅可以克服手震或手抖的状况,还能利用长时间曝光的方式来得到特殊的拍摄效果。

下图是走路不带风的示范图,为了让大家更容易区别慢快门vs 快快门的差异,我们以高速旋转的电风扇作为主角,并分别测试在1/ 125 , 1/ 1000 , 1/ 8000秒下的实际拍摄结果,大家可以从风扇叶片的样子,来比较不同快门速度下的影像表现。

快门时间越 → 感光时间越久→ 动作越连续
快门时间越 → 感光时间越短→ 动作越瞬间


ISO(感光度)

什么是ISO(感光度)?

所谓感光度一词是源自最早期的胶片相机,由于不同种类的胶片对光有不同的反应性,因此国际标准组织以ISO Speed来分类胶片对光的灵敏度(包括最早期的黑白胶片标准ISO-6、彩色胶片标准的ISO-5800)。

一般ISO Speed (简称ISO) 越高的胶片代表感光能力越好、ISO越低的胶片则是对光相较不敏感,而这概念也就一直沿用至今天的数位相机上。因此高ISO代表感光能力越高,照片越亮;反之亦然。


ISO(感光度) 、 曝光的关系

一般而言我们会以ISO 50, ISO 100 , ISO 200, ISO 400, ISO 800 , ISO 1600 , ISO 3200 , ISO 6400来表示相机的感光度。

ISO的概念也非常好理解,数字高一倍代表感光度提高一倍。举例来说,ISO 100的感光能力较ISO 200的还要低一倍,因此当所有参数和环境都一样的状况下,ISO 100的照片会比ISO 200的照片暗一倍,如果要将它调整成和ISO 200一样的曝光度,就需要将光圈增大一级、或是将快门速度延长一倍;同理,今天如果要通过调整感光度将ISO 400秒的照片亮度加倍,则可以将ISO上调一倍至ISO 800,使得感光元件的受光能力提高一倍。

  • ISO越→ 感光能力越高→ 照片越
  • ISO越→ 感光能力越低→ 照片越

ISO的影响-照片质量和噪点

讲到ISO(感光度) 就不免俗的会提到「噪点」这个词,什么是「噪点」?对摄影来说又有什么影响?

噪点的英文为Noise,也就是噪音的意思,新手一开始对噪点可能比较陌生,但对噪音可就相对熟悉,因此走路不带风举个简单的例子给大家参考。今天假设大家窝在家里收听广播节目、或是外出时正好遇上活动主持人通过喇叭在大声吆喝,是不是这些过程当中,有时候都会听到类似「嘶嘶嘶」、或「唧唧唧」的噪音?今天当广播声音或喇叭被开得更大声时,这些噪音也随之被放大,甚至在声音高过某个程度后,噪音的声响甚至还会盖过广播或主持人的声音,影响到收听的品质。

照片的噪点也是如此。不知道大家在光线不足的情况下拍照时有没有注意到,照片本身的颗粒感会非常的重、画面也会有许多彩色污点(如下图),这些破坏画面品质的斑点我们一般就称为「噪点」。

(可能有人好奇噪点是怎么产生的?简单来说就是感光元件感光时,在光的信号转为电子影像讯号的过程中,因为一连串的运算、处理、转换而产生的电子杂讯)

那么ISO的高低对噪点和照片品质的影响有多大呢?大家可以参考以下走路不带风的示范图(为了让差异明显化,我们以非常极端的例子来做说明):从无尾熊身上的毛发清晰度,大家可以明显比较出高低ISO的成像品质差异;而从图片下方的桌子或后方的背景,则可以清楚感受到ISO高低如何影响噪点的多少。

因此大家才会说ISO越高照片品质越糟、ISO尽可能越低越好。但是也千万记得,有些时候为了维持快门速度、避免手震而拍出模糊不清楚的画面,适时的提高ISO、牺牲一点照片品质是必须的,否则画质再佳,只要是晃动不清的照片都不能算是合格的照片。

  • ISO越→ 感光能力越高→ 噪点越、照片品质越
  • ISO越→ 感光能力越低→ 噪点越、照片品质越

总结

总结了上述的光圈、快门、ISO感光度可以得知,所谓的曝光三要素,其最根本的原理就是影响照片的亮度、照片的曝光度,且三者之间可通过彼此参数的调整来获得一致的曝光量。为了让大家能更快速理解本文,走路不带风特此整理了曝光三角的说明图,主要将上述所有内容浓缩于这张图中,希望对大家有所帮助。

声明:本文著作权归知乎作者 @走路不带风 所有


参考资料

https://zhuanlan.zhihu.com/p/617620775