攝影就是用光,1.是否正確曝光決定了攝影技術的成敗;2.是否巧妙用光,又決定了攝影藝術的優劣。然而,妙用光則是建立在正確曝光的基礎上,所以使用相機首先要掌握正確曝光的方法,會控制曝光量。曝光量怎麼控制,它由哪些參數決定?
我在網上也見了不少講述曝光量、光圈、快門、感光度之間關係的文章,但是這類文章大多爲定性描述,而沒有給出曝光量的具體數學表達式,這讓我覺得很不爽,很不滿足。作爲一名學習攝影的菜鳥,我每次拍照的時候,面對拍攝對象設置相機參數時,總是一頭霧水,一般都是先拍一張,查看片子曝光是否正確,如果不正確再胡亂調一下參數,直到拍出來的片子差不多爲止。但對於爲什麼要這麼調,背後的理論依據是什麼完全不知道。
照相機既然作爲一種儀器或設備是光學、精密機械、電子、計算機科學結合的產物。那麼曝光量一定有確定的關係表達式。我查閱了一些資料後,給出了曝光量公式,分析了曝光量與光圈數、快門時間、物體光亮度、感光度的關係,介紹了APEX系統,解釋了曝光值(EV)的具體含義,希望對初涉者有所幫助,大家一起進步。
照相機像面上得到的平均曝光量Hf等於像面上的平均照度E和快門有效曝光時間T的乘積,即
Hf=ET
像面上的平均照度E可以表示爲
E=qB(D/f)2=qB/(A2)
式中:q是照相機成象系統特性係數,按美國標準PH3.49-1971,q=0.65;B是物體亮度,單位爲cd/m2(坎德拉每平方米) ;A是鏡頭的F數。膠片的最佳曝光量Hg可用下式表示:
Hg=P/S
式中:P——膠片合適曝光係數(對於黑白膠片P=8,對於彩色反轉片和彩色負片P=10);S——以ISO表示的感光度。
爲了使膠片曝光正確,必須使
Hf=Hg
即
qBT/(A2)=P/S
整理後得
A2/T =BS/(P/q)
令K=P/q,稱爲照相機曝光常數,則
A2/T=BS/K
上式即爲國際上通用的照相機曝光參數方程式。式中,A是光圈數,T是快門時間,L是物理亮度,S是感光度,B是物體亮度。A=F=f/D,在APEX系統中,設A爲光圈數。
但是,在實際應用中,上述曝光參數方程式的使用十分繁瑣和不便,而且不夠直觀。於是在美國標準和中國國家標準中,將它進行了變換,將曝光參數方程式表示爲以2爲底的指數形式,即此式以加法形式來表達曝光參數方程式,故稱爲加法系統,即APEX系統。
令A2= 2AV,1/T=2TV; 0.3S=2SV,B/0.3K=2BV 則有
2AV * 2TV=2SV*2BV
所以 AV+TV=SV+BV
定義EV=AV+TV=SV+BV,EV爲曝光值。
其中AV=2log2(A),TV=log2(1/T),BV=log2(B/0.3K),SV=log2(0.3S)。
AV,TV,BV,SV各值在數量上變化1,則相當原來曝光參數A變化sqr(2)倍,T變化1/2倍,B變化2倍,S變化2倍。曝光值EV,並不是代表被攝物體的亮度,不是亮度單位,它只表示鏡頭光圈和快門有效曝光時間的某一種組合,它是曝光單位。它也不代表膠片的曝光量,只表示爲使膠片得到合適的曝光量,鏡頭光圈和快門有效曝光時間合適組合時的對應控制量值。所以曝光量還是要看Hf的大小,Hf= qBT/(A2)。
表1 數碼相機曝光表
表1說明了AV,TV,BV,SV與A,T,B,S數字對應之間的關係,例如光圈係數A=1,AV=2log2(A)=2log2(1)= 0;A=1.4,AV=2log21.4=1;……。T=2, TV=log2(1/T)= log2(1/2)=-1;T=1;TV= log2(1/1)=0;……。
當A=1 1.4 2 2.8 4 5.6時,Hf= qBT/ 1.0 1.96 4.00 7.84 16.00 31.36。
在數碼相機中,爲了方便用戶調節,廠家已經把光圈和快門相鄰檔位之間的進光量設定爲相差一倍或半倍。
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光亮度是表示發光面明亮程度的,指發光表面在指定方向的發光強度與垂直且指定方向的發光面的面積之比,單位是坎德拉/平方米。對於一個漫散射面,儘管各個方向的光強和光通量不同,但各個方向的亮度都是相等的。電視機的熒光屏就是近似於這樣的漫散射面,所以從各個方向上觀看圖像,都有相同的亮度感。 以下是部分光源的亮度值:單位cd/m2;太陽:1.5E+5;日光燈:(5—10)E+1;月光(滿月):2.5E-1;黑白電視機熒光屏:120左右;彩色電視機熒光屏:80左右。