幾個必要的名詞解釋 光圈 焦距 速度 景深 iso

轉自:http://www.midphoto.com/chinese/essays/photobook/photographyreview2.htm#第四節:曝光與光圈優先




     第一節:圖片質量與ISO

     第二節:快門

     第三節:光圈    

     第四節:測光,曝光與曝光補償

     第五節:焦距和焦距轉換系數

     第六節:景深與光圈優先

     第七節:白平衡與RAW

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種田要知節氣,開車要懂離合,任何一樣手藝都有行話。這本小冊子儘量不用行話術語,但有幾個詞是例外,它們是必須掌握的攝影名詞:光圈,快門, 曝光,焦距, ISO,景深 ,RAW。  

第一節,圖片質量與ISO 

ISO是一個曝光率極高的詞,剛纔我在超市買餅乾的時候就看見包裝袋上寫:本公司已通過ISO9001質量體系認證。這個ISO是國際標準組織的縮寫,International Standards Organization。國際標準組織制定餅乾管理標準,也制訂膠捲的生產標準,所以貨架上的膠捲有ISO100,200和400的幾種,這就是感光速度不同的膠捲。ISO感光度是CCD(或膠捲)對光線的敏感程度。如果 用ISO100的膠捲,相機2秒可以正確曝光的話,同樣光線條件下用ISO200的膠捲只需要1秒即可,用ISO400則只要0.5秒。 在數碼時代,數碼相機的主菜單裏都有ISO選擇,100,200,400或者800,這和膠捲上的一樣。看機型不同,低的到ISO50,最高有到25600的,數字越大越敏感(感光度越高)。

午餐和愛情都流行快餐,什麼事都要快點搞,按道理我們應該喜歡高感光度。但世界上沒有免費午餐,高ISO雖然速度快但圖像顆粒粗,經不起精細放大出圖。以前我在商店裏經常看到賣膠捲的說:去旅遊?兄弟買400的吧,速度越快圖片越好!這明顯是忽悠消費者。ISO200以上的膠捲 (或數碼相機設定高於ISO200)不可拍攝風光,一定要用相機的最低感光度纔可得到精細的畫面。高ISO一般在萬不得已的時候才用。

人在江湖身不由己,萬不得已的時候很多,所以高ISO圖片質量是數碼相機最重要的指標之一。在弱光場合比如昏暗的室內,午夜的街頭,ISO100時即使光圈開到最大,快門速度也需1/4秒甚至更慢才能正確曝光,這時不用三腳架是無法把相機端穩的,手一晃照片就糊;就算用三腳架,被攝者一轉頭照片同樣會糊。閃光燈可以救急,但閃燈會破壞現場氣氛,人會臉色 不自然,而且相機內的小閃光燈有效距離不會超過四米,稍遠的人物和景物就無法照亮了。更何況有些地方是不準使用閃光燈的,如博物館劇院。我們沒有辦法只有提高數碼相機感光度到ISO800甚至1600。 

同樣是1000萬像素的小數碼DC和數碼單反DSLR,如果都設置在最低感光度來拍攝(例如ISO100或80),假設鏡頭的素質相同,它們所拍的圖片分辨率是差不多的,圖片質量也比較接近。但如果ISO提高到400來拍攝,圖片質量的差別就明顯了,DSLR拍出來的圖像依然乾淨,和ISO100時所拍差別不大,而DC的圖片質量則下降明顯,噪點很大,顏色失真,細節丟失。如果繼續提高到ISO800,小數碼 DC的圖片質量就只能用慘不忍睹四個字來形容了,而數碼單反的圖片質量雖有下降但依然可以接受。如果進一步提高到ISO1600,大部分數碼單反的圖片質量也下降得厲害,但依然能滿足10寸照片的放大需求,而此時小數碼DC的圖片質量之差,您需要一顆勇敢的心纔敢看。 

圖2-1 數碼相機CCD/CMOS感光芯片大小(與35mm膠片對比)

(以下褐色文字略帶技術術語,跳過不讀並不影響全文完整性)

爲什麼同是1000萬像素數碼相機,DC與DSLR在ISO400以上的圖片質量差別如此之大?這主要是因爲DC與DSLR的感光芯片大小(面積)不同。CCD感光芯片實際上是一個光電轉換器,它能把日光的照射轉變爲脈衝電子信號,把這些電子信號紀錄下來就能生成照片。1000萬像素的CCD上面有1000萬個有效像素點,要得到正確曝光的照片,每個像素點必須要給予一定的光照強度。光圈一定的情況下如果光照時間同爲一秒鐘 (或者說曝光時間一秒/快門速度1S),面積大的CCD當然接受的陽光多,分配到每個像素點的光照充分,CCD就能正常工作,照片能夠正確曝光(圖片細節豐富,噪點少,顏色準確)。 

小數碼DC的CCD面積小,在光線昏暗時如果只給一秒曝光時間,接收光照總量就少,如果這個小數碼DC也是1000萬個像素點,分配給每個像素點的光照強度就不夠了,微弱的光線只能產生微弱的電子信號,所以我們無法得到正確曝光的圖片。這時候DC的電子放大電路就開始工作,把微弱的電子信號放大 來得到正確曝光的照片。提高ISO數值實際上是個電子放大處理過程。 

這個過程和擴音話筒是同樣道理,說話聲音小不要緊,音量開大點就行。但擴音機的效用是有極限的,如果把音量開到最大,嘈雜的環境音以及咔咔的電流聲也被一同放大,最後導致啥也聽不清楚。音響效果要好,首先說話者本人必須聲音洪亮纔行。同樣的,要圖片的質量高,CCD也必須面積大,進光量大,數碼相機的電子放大效用也是有極限的,因爲漫射光產生的干擾和電路雜波也會被一同放大,雖然能正確曝光,但圖片的質量很差(噪點多,細節丟失,顏色失真)。 

如果以上敘述不好理解,我們來做個簡單的算術題。在一個明媚的早上,陽光打在我們臉上,溫暖留在我們心裏。此時我們假設光線全部是由粒子(光子)構成。典型DSLR的CCD面積爲24mmx15mm=360平方毫米,而一般DC的CCD爲6mmx9mm=54平方毫米。假設此時的光照強度爲每平方毫米每秒100萬個光子,小數碼DC的54平方毫米CCD一秒鐘總計能接收54X100萬=5400萬個光子,這個CCD是1000萬像素的,所以每個像素每秒鐘分配到5400/1000=5.4個光子。 

同理,DSLR的CCD面積爲360平方毫米,一秒鐘接收光照總量就是360X100萬=36,000萬個光子,同樣是1000萬像素,每個像素上每秒能分配到36個光子。假若每個像素點必需每秒接收36個光子才能正確曝光,DSLR此時不需要啓動電子放大電路,而小數碼DC必需啓動電子放大將弱電子信號放大6.6倍才能讓圖片正確曝光(5.4X6.6=36),圖片質量當然差了。

簡單總結:在像素相等的情況下,CCD面積越大,高ISO的成像質量越好。也就是說:在CCD面積一定的情況下,裏面增加更多的像素反而會造成圖像質量的下降。所以現在的數碼相機不應該在1000萬像素以上再簡單增加幾百萬像素,而應該在提高CCD質量上下功夫。降低高感光度(高ISO)噪音水平以及增大曝光寬容度纔是當務之急。

800萬像素已經足夠旅遊攝影之需,我們在選擇數碼相機時就不該只看像素高低,而應該注意相機CCD的大小。現在是2008年,解像度已經足夠,該是重點關心圖像質量的時候了。

第二節:快門

在攝影術最初發明的那些年,拍張照片曝光時間一般都需要好幾分鐘,大部分照相機是不需要快門的,開始曝光的時候把鏡頭蓋取下,然後看錶,五分鐘後蓋上,照片完成。 

後來,膠片的感光速度越來越快(ISO越來越高),曝光時間變爲一分鐘,幾秒鐘,1/10秒甚至幾百分之一秒,這時候用手取鏡頭蓋就不夠快了。我們需要一個能準確控制曝光時間的東西,這個東西就是快門。 快門有機械快門,電子快門,以及電子機械聯合快門等很多種類。

定義:快門就是相機裏控制曝光時間的裝置。 

這裏順便介紹一下安全快門速度。在使用135相機拍攝的時候有一個 手持相機拍攝的安全速度原則:安全速度是焦距的倒數,如果使用35mm鏡頭,快門速度不得低於1/35秒,使用200mm鏡頭時速度不得低於1/200秒,否則圖片就可能糊了。 

第三節:光圈 

上一章說過,所有相機都基於小孔成像原理:拿一個密封箱子,在任何一面鑽個小圓孔,然後把有孔的這面對着窗外,窗外的景象比如一棵樹什麼的,就會在圓孔對面的箱內壁生成此樹的倒影。假如我們在內壁塗上感光材料(裝上膠捲或CCD),這個有孔的箱子就是一臺完整的照相機了。這就是針孔相機。 

既然一臺照相機可以不需要鏡頭,爲什麼現在的相機前面不是一個小圓孔而是幾塊玻璃呢?而且這幾塊玻璃(鏡頭)還賣得那麼貴!這是因爲小孔要成像的話,孔必須很小,這也是針孔相機名稱的來歷。如果孔開得和門一樣大,這個孔就成不了像。所以我們沒有小門成像一說。孔小進光量就小,所以玩針孔攝影非常鍛鍊人的耐心,一張照片曝光幾分鐘到幾個小時都常見。而且,由於光的衍射干擾,針孔相機拍的圖片都不夠清晰,如霧裏看花一般。 

沒有人原意花幾個小時去拍一張模模糊糊的照片,我們要想辦法加大進光量。有什麼辦法能夠把這個小孔開大而又能生成清晰的圖像呢?人們馬上就想到了凸鏡的聚光功能。把玻璃凸鏡裝到大孔上,問題不就解決了? 

確實如此。相機鏡頭就是這樣誕生的。今天數碼相機的各種鏡頭都是幾塊凹凸鏡的排列組合,然後外面用塑料或鐵皮一包。有了鏡頭,小孔成像的這個孔 – 也就是下文中的光圈 – 就不再是針孔了,它變成了洞。 

洞變大了,進光量問題解決。但有時候問題又來了:我們並不是任何時候都需要大洞。比如夏日沙灘上烈日當頭,四處白花花一片,爲了分清到底是人肉還是白沙,我們需要眯着眼睛仔細觀察。鏡頭是照相機的眼睛,這時候相機也需要眯起眼睛。很顯然,爲了應付不同的光線強度,我們還需要給鏡頭裝上能夠調節這個洞的大小的裝置,以便在強光時縮小爲針孔,弱光時開成大洞。這個裝置就是光圈。光圈英文名稱爲Aperture。一組凹凸鏡再加上光圈就誕生了完整的鏡頭。

定義:光圈就是鏡頭裏調節進光孔大小的裝置。 

常見的光圈值如下: F1, F1.4, F2, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22, F32, F44, F64。每兩擋相鄰光圈值之間進光量相差一倍。例如光圈從F4調整到F2.8,進光量便多一倍;從F2.8到F2又多一倍。也許您已經看出來了,光圈值和光圈實際大小是相反的,進光量最大時光圈爲F1,最小時爲F64。 對135相機來說大多數鏡頭的最小光圈爲F22。

圖2-2:光圈值與光圈大小示意圖

 

 

既然光圈可大可小,那多大的時候鏡頭的成像質量最好?根據上圖,最小光圈F22時光圈跟針孔差不多,數碼相機成了針孔相機,前面說過針孔成像好不了;光圈最大的時候小孔又變成了大門,成像也差。所以,根據中華民族傳統的中庸之道,請牢記: 

重要結論:鏡頭在中等光圈的時候成像最好(圖片最清晰)。 

如果是135數碼單反,中等光圈爲F8或F11。小數碼DC要看具體機型,如果可選光圈值在F2.5到F8之間,中間的F4.6爲最佳光圈。

假如光陰似水,鏡頭的光圈就是水龍頭,它控制着水流(進光量)的大小。 對於鏡頭我們當然是希望它的光圈越大越好,這就如同家裏的水龍頭,雖然平時我們刷牙洗臉從不把它開最大,但萬一有一天家中失火,我們會立即把龍頭擰到最大,並且痛恨當初爲什麼沒有裝一個大點的水龍頭。一個鏡頭最大光圈時成像並不好,平時我們一般少用最大光圈;但在特殊弱光又不準使用三腳架的情況下,比如深夜的街頭紀實抓拍,我們一定會毫不猶豫地使用最大光圈,並且後悔當初爲什麼沒買一支大光圈鏡頭。

但大光圈鏡頭的價錢很貴,重量驚人。比如Canon70-200mm有兩個版本,光圈爲F4的售價人民幣六千元,重700克;光圈爲F2.8的那一款售價近一萬元,重達1500克。這是因爲光圈大一級,鏡片就大很多,加工難度大。是否值得爲大一級光圈多付出一倍的錢和負重的汗水,這是一個見仁見智的問題。

 

第四節:測光,曝光與曝光補償 

爲了講清曝光這個詞,我們還是回到小孔成像。假設一個黑乎乎的密閉房間,一面牆壁上開了個小圓窗戶,窗對面的內壁上安上感光材料(白瀝青,大型膠捲或CCD)。這就是一臺大型房式照相機。在沒有打開小窗之前,房間裏是黑乎乎的。 

上帝說:要有光。於是我們打開小窗,光線從小孔而入,射到對面牆壁的膠捲上,產生光化反應(或光電反應,如果是CCD),照片就誕生了。此過程就叫做曝光。要得正確曝光的圖片,必須精確決定曝光量。所謂曝光量就是讓多少光進入這個密閉房間裏。如果進光量太大,照片就會白花花一片,晚上變成了白天。如果進光量太小,照片就會黑乎乎的,白人變成黑人。

幸好我們有了光圈和快門兩樣工具可以一起來控制曝光量。曝光就是光圈和快門的組合。可以這樣認爲:光圈(值)大小其實就是那個小圓窗戶開多大,快門(速度)就是窗戶打開多久。假設窗戶只打開1/4,時間爲4秒鐘可以正確曝光的話,很顯然,窗戶打開一半,時間2秒鐘也能讓底片正確曝光,因爲1/4*4=1/2*2=1,進光量都是一樣多。同樣的,如果窗戶全開,曝光時間就只需要1秒了。 

假若一個鏡頭光圈全開爲F4,用攝影行話來說,光圈F4快門速度1秒爲正確曝光值,那F5.6和2秒以及F8和4秒也同樣能得到準確曝光的圖片。

重要結論:一張正確曝光的圖片可以有N種不同的光圈和快門速度組合。

總結以上幾個名詞解釋,有三個因素能影響一張圖片是否正確曝光:光圈,快門速度,ISO。其中光圈和速度聯合決定進光量,ISO決定CCD的感光速度。如果進光量不夠,我們可以開大光圈或者降低快門速度,還是不夠的話就提高ISO。大光圈的缺點是解像度不如中等光圈,快門速度降低則圖片可能會糊,提高ISO後圖片質量也會下降 。沒有完美的方案,如何取捨要靈活決定。

 測光與測光模式

曝光和測光是一對雙胞胎,如果不能準確測定光照強度,正確曝光就無從談起。1965年以前絕大多數相機都沒有機內測光裝置,拍照時要另外攜帶笨重的測光表,或者靠經驗來估計光照強度。現在所有的數碼相機都內置測光表,它能測量光線的強度,自動給出能正確曝光的光圈和快門速度,大大降低了攝影的技術門檻。

相機是如何實現自動測光的?原來每個數碼相機裏都有一個光敏電阻(不同強度的光線照射時電阻值發生變化),相機內的電腦根據電阻值的變化確定光線強度,進而確定曝光值(光圈,快門)。

測光模式主要有點測光,中央重點測光,區域(平均)測光三種。點測光只測取景框內一個小點的光線強度(此小點大約爲取景框面積的10%到1%,看不同機型)。區域(平均)測光則把取景框分爲5到63塊(看機型不同),分別對每塊測光然後再加權平均得到光照強度。中央重點測光是簡化的區域(平均)測光,只把取景框分爲中央圓圈和四周兩塊,分別測光,然後加權平均(中央圓圈的權重爲70%左右)。

根據什麼情況來採用不同的測光方式?大多數情況下用區域測光即可。在光線明暗反差很大時應該採用點測光。用區域(平均)測光或中央重點也可以,你可根據自己的藝術創意進行曝光補償。

曝光補償(exposure compansation)

到底怎樣纔算是正確曝光?這個問題沒有絕對準確的答案。總原則:照片要能真實反映拍攝時的環境亮度。如果一張正午戶外的照片被拍得昏暗如夜,這張照片就曝光不足,反之則是曝光過度。曝光是否準確是根據日常生活經驗判斷的。

相機自動確定的曝光值90%以上是正確的,但也有不準的時候,典型的例子是雪景,本來應該雪白刺眼的場景拍出來卻是一片灰色;再比如對着一堆煤球拍,本來是純黑,拍出來卻是灰煤。這種失誤根源在於相機的反射式測光原理。

圖2-3:18度中間灰(柯達灰卡)

我們之所以能看見東西,不外乎兩種情況:一是物體本身可以發光,比如太陽或燈泡;大多數情況是物體能反射外來光線。反射的光線越多,物體就越亮,反之則越暗。假設兩個極端,純黑色物體不會反射光線,反射率爲零,而純白的物體反射率是100%。在這兩個極端之間取中間值就是不黑也不白的灰色,稱爲柯達灰,也稱爲18%中間灰。

以一張客廳照片爲例,客廳牆壁又白又亮,而電視機的大屏幕又黑又暗,窗簾和傢俱等亮度居中。要以誰的亮度來確定曝光?相機自動測光就是取平均數,最後給出一個讓圖片達到中間灰的曝光值。

相機內部的自動測光電腦是個死腦筋,它認爲全世界所有場景的平均亮度都是18%中間灰。好在大部分生活場景都是明暗交織的,平均起來差不多是灰色,所以大多數情況下自動曝光自動測光都相對準確。但在雪景這樣的純白場景(或者煤球等純黑場景)時,相機依然會給出中間灰效果的曝光值,拍出來就會白雪成灰雪,煤球成灰球。此時我們就要對自動曝光值予以修正,對雪景增加曝光,煤球減少曝光,這樣才能拍出亮度和色調正確的照片。修正(增減)曝光值就叫做曝光補償。

曝光補償的原則:白加黑減。如果構圖中有大片白色物體或者有燈等特別明亮的物體,就要相應增加曝光量(增大光圈or/and減低快門速度);如果取景框中有大片黑色的物體,則要減少曝光量。 一般來說,在光照比較平均的情況下相機的自動測光和曝光比較準確,但在明暗反差很大時自動曝光往往不準,需要手動暴光補償。

之所以需要曝光補償,是因爲相機的小電腦雖然聰明,但還沒有聰明到能判斷物體到底是什麼,如果有一天電腦能辨別出白雪,茶杯,或者煤球,那也就不用人腦來補償了。不過就算 相機能認識物體,在進行藝術創作時還是需要曝光補償,例如我今天心情不好,想故意把明亮的世界拍得灰暗些;又比如我想故意增加曝光量,把一個深色皮膚的妹妹拍得白白的。這些事情相機的電腦永遠學不會,因爲它不懂我的心,所以我們永遠需要補償。

在膠片時代,精確測光和曝光是極其重要的, 負片底片一旦曝光不足,色彩就非常難看;而反轉片一旦過曝一檔(1EV),其色彩和層次就消失大半,更何況只有在底片沖印後才知道曝光是否準確。在數碼時代曝光的問題變得簡單了,拍完之後可以立即回放,曝光不準可以馬上改,而且如果圖片以RAW格式存儲的話,其抗過曝/欠曝能力是很強的,只要沒有曝成完全沒層次的一片純白,過曝/欠曝一個EV之內的照片都能在後期電腦處理時調正,而且基本不漏痕跡。但過曝/欠曝太多還是不行,如果相差2EV以上,調正後的圖片也會很難看。所以掌握曝光補償白加黑減的原則依然重要。

        圖2-4/5:曝光補償的操作(以Canon 400D爲例):按下Av+/-按鈕(左圖),然後轉動快門旁邊的主轉盤即可。下圖是400D的顯示屏,第二排Av不是光圈優先,這裏AV代表曝光補償,400D可以正負各補償兩檔(共四檔,從+2到-2),以三分之一檔爲調整單位。

 

第五節:焦距與焦距轉換系數(focal length multiplier)

 光線經過透鏡就會聚成一點(焦點) ,鏡頭的焦距就是從鏡片(或鏡片組)的中心到底片(CCD)的距離單位是毫米(mm)。對全幅135數碼單反相機以及我們以前常用的135膠捲相機(使用超市裏的盒裝膠捲)來說,焦距50mm的鏡頭稱爲“標準鏡頭”,簡稱標頭,拍出來的照片類似肉眼平視的感覺(視角爲45°左右)。

嚴格的定義是:標準鏡頭就是焦距等於底片(或CCD)對角線長度的鏡頭。單張135底片是24x36mm,根據勾股定理計算,其對角線長度爲43mm,所以135畫幅的標頭應該是43mm。在實際應用中我們把焦距爲40-60mm的都稱爲標頭。早期的單反相機是與50mm鏡頭捆綁銷售的,這也許是稱其爲“標準鏡頭”的原因吧。

廣角鏡頭(焦距小於35mm)能夠讓照相機“看得更寬闊”,因爲它視角大;長焦鏡頭(焦距大於70mm)能讓照相機“看得更遠”,但視角窄。長焦鏡頭也稱遠攝鏡頭或望遠鏡頭。從焦距的定義就可以推斷出,廣角鏡頭都身材矮小,長焦鏡頭都高大威猛。以後我們只要一看到那些又粗又長的大傢伙,不用說那都是長焦頭。

焦距固定的鏡頭即定焦鏡頭。1960年以前,變焦基本靠走。1965年之後,焦距可以調節的變焦鏡頭開始大量上市。變焦鏡頭的優勢是明顯的,改變焦距不用再走路,只需轉動鏡頭筒。但變焦需要一套複雜的光學系統(其內部結構大多超過十片鏡片),這給變焦鏡頭帶來了 兩個問題: 1,體積和重量大; 2,成像往往都不如最好的定焦鏡頭成像清晰。

光學變焦與數碼變焦

我們經常看到數碼相機廣告上寫XX倍光學變焦。這裏的變焦倍數=最大焦距值/最小焦距值。一個28-280mm變焦鏡頭的光學變焦倍數就是280mm/28mm,即10倍。光學變焦英文名稱爲Optical Zoom,它依靠鏡片的位移來實現焦距的改變。光學變焦倍數越大,裏面的鏡片就越多,鏡頭體積相應較大,畫質相對較低,光圈相對較小。

光學變焦並不是越大越好。一般來說,只要願意花大價錢認真設計精心製作,以目前的技術水平,光學變焦比在4倍以內的鏡頭其光學素質纔有可能接近或者達到定焦頭的平均水準,比如佳能Canon 70-200mmF2.8IS鏡頭(市價兩千美元,重1.5公斤)。超過4倍變焦的鏡頭其光學素質基本不可能達到定焦頭的水平。

1995年以來市場上陸續出現了10倍以上的大變焦鏡頭,光學變焦越大當然越方便,但成像也會相應下降。2007年底上市的Panasonic松下FZ18數碼相機其光學變焦爲28-504mm,達到了不可思議的18倍,但實測這款相機的鏡頭邊緣解像度相當差,看來18倍已經接近光學變焦目前的技術極限了。

       關於數碼變焦我只有三個字:騙人的。數碼變焦只是電子放大,軟件稍作改動就可以從一倍到一萬倍變焦任君自取。只有光學變焦纔是真正的變焦,數碼變焦是廠家用來欺騙外行消費者的。

以下是135鏡頭對應焦距說明:

表2-1:焦距與135相機鏡頭的分類

焦距 鏡頭類型 視角 備註
小於20mm 超廣角 大於95度 適合拍攝建築與風光
20-35mm 廣角 95-63度 適合拍攝建築與風光以及街頭抓拍
50mm 標準鏡頭 45度左右 具有F2以上的大光圈,便宜量又足
70-300mm 長焦 34-8度左右 適合拍攝遠距離物體。其中85-135mm焦距段適合拍攝人像
大於300mm 超長焦 小於8度 適合拍攝超遠距離物體比如野生動物

值得注意的是:一個鏡頭是不是標準鏡頭(標頭)不是看它的焦距而是看它的視角,視角45度的就是標準鏡頭。對120相機來說80mm焦距鏡頭纔是標頭。在數碼時代,對Nikon D40x等小CCD的數碼單反來說,33mm焦距的鏡頭就是標頭。

鏡頭的焦距轉換系數

在數碼時代的2008年,只有極少數售價昂貴的頂級數碼單反CCD才與原35mm膠片一樣大(36x24毫米),絕大部分數碼相機CCD面積都比原膠片小,由此產生了鏡頭焦距轉換系數的概念。Nikon非全幅DSLR的焦距轉換系數均爲1.5,也就是說原來135相機的鏡頭安裝到D40,D80,D300等數碼單反上,其焦距要乘以1.5,50mm的標頭變成了75mm,200mm的變成300mm,以此類推。

之所以有焦距轉換系數這個東西,是因爲我們幾十年來習慣了135相機和35mm膠捲的世界。如果以前幾十年膠捲一直就是nikon D40x的CCD那麼小,現在我們完全可以不需要所謂的轉換系數而直接把33mm焦距鏡頭叫做標準鏡頭,因爲它的視角是45度。在膠片時代我們的世界是很簡單的,除了少數專業人士用120和大畫幅相機,絕大多數人都使用135相機。表2-1關於鏡頭焦距的分類就是針對135相機和35毫米膠捲來說的。幾十年來我們往往把50mm焦距,標準鏡頭以及45度視角這三者等同起來。

進入數碼時代以來,這個觀點是不對的,或者說不完全對,因爲只有在CCD面積與35毫米膠片一樣大的時候,焦距50mm的鏡頭才依然是視角爲45度的標準鏡頭。如果焦距不變,CCD面積變小,鏡頭的視角也會變小,因爲鏡頭的視角是由鏡頭焦距和膠捲(或CCD)尺寸兩者聯合決定的。參見下圖:

圖2-3:焦距,CCD尺寸,視角三者的關係

圖中focal length就是焦距,angle of view就是視角。根據上圖可以推論:假如焦距不變,CCD越小,鏡頭視角越小。Nikon D40x數碼相機CCD的對角線長約爲原35mm膠片的2/3,如果鏡頭焦距保持50mm不變,我們發現視角從原來的45度變成了30度。如果要保持45度的視角, 則需要把焦距縮短爲33mm。也就是說,33mm鏡頭的成像因爲CCD變小而與原來50mm鏡頭的成像一致,等於是33mm鏡頭變成50mm的了。我們就把這50/33=1.5稱爲鏡頭的焦距轉換系數,它的計算公式爲135膠片與非全幅DSLR的CCD對角線長度之比。

因爲不同品牌型號的數碼單反CCD大小不一(有APS-H畫幅、DX畫幅、APS-C畫幅和3/4系統等),所以焦距轉換系數也不同。CCD面積越小,其焦距轉換系數越大。SONY和Pantex賓德非全幅DSLR的鏡頭焦距轉換系數與尼康一樣爲1.5。 佳能40D和400D係數爲1.6,Sigma SD14係數爲1.7。奧林巴斯Olympus E3,E410,E510和松下Panasonic L10等3/4系統的數碼單反鏡頭轉換系數爲2。

值得注意的是,有的人看到原200mm鏡頭在非全幅數碼單反上變成了300mm,就說數碼單反像增倍鏡一樣拉長了鏡頭的焦距。這個說法是錯誤的。數碼單反並不是增倍鏡,只是因爲CCD面積小,成像就如同在原135膠捲相機的36x24mm面積上截取了中間部分,這個中間部分和原300mm鏡頭的成像範圍是一致的。雖然成像範圍一致,但數碼單反使用300mm鏡頭的效果並不完全等同於全幅相機使用200mm鏡頭的效果,例如它們對景深的影響就不一樣,也就是說鏡頭轉換系數隻影響視角 。

同是50mm焦距,CCD尺寸一變,鏡頭的視角大不相同。進入數碼時代以來,我們的世界變得複雜起來,因爲數碼相機CCD從24x36mm到黃豆大小的1/2.5英寸甚至更小,足有十幾個不同的規格。以前用35mm膠捲的時候,只要一看焦距就知道視角大小,現在的CCD五花八門,光看鏡頭焦距不知道CCD大小,我們無法得知視角範圍。爲了讓大家回到那難忘的看焦距知視角的35mm膠捲時代,現在數碼相機說明書在實際焦距後面都會註明“相當於135相機xx-xxx焦距”,有的乾脆實際焦距都不寫了,直接在鏡頭上標註這個“相當於135的xx-xxx焦距”,這樣大家就好理解了。

認識單反鏡頭前面那一圈字

CANON ZOOM LENS:佳能變焦鏡頭

EF-S代表小CCD數碼單反 (其CCD尺寸爲APS單張底片大小)專用鏡頭(焦距轉換系數爲1.6),EFS鏡頭不能用在佳能傳統膠捲單反 及其全幅CCD數碼單反上。

18-55mm 代表變焦範圍18-55毫米(乘以焦距轉換系數1.6後相當於135傳統膠捲單反焦距28-88mm)

1:3.5 - 5.6:此鏡頭在最小焦距18mm時最大光圈爲F3.5,   在最大焦距時最大光圈爲F5.6

CANON INC. 代表佳能公司

Ø58mm表示鏡頭濾色鏡口徑爲58毫米

佳能A650IS小數碼DC該機鏡頭變焦範圍爲7.4 - 44.4毫米,在最小焦距7.4mm時最大光圈爲F2.8,   在最大焦距44.4mm時最大光圈爲F4.8

IS爲Image Stabilizer, 表示此鏡頭內有圖像穩定器(鏡頭防抖)。6x表示6倍光學變焦,44.4/7.4 = 6

該鏡頭相當於35mm照相機35-210mm焦距,由此可得該鏡頭焦距轉換系數爲4.73,計算如下210/44.4=4.73=35/7.4

單張135底片對角線長度爲43.3mm,若焦距轉換系數爲4.73,我們得出該機CCD對角線長度爲43.3/4.73=9.15毫米,真的是非常小啊。

第六節:景深與光圈優先

通俗地說,景深就是照片焦點前後延伸出來的“可接受清晰區域”。相對於光圈和快門,景深比較難理解,因爲它是一個基於主觀判斷的概念。清晰還是不清晰並沒有絕對客觀的標準。

還是打比方吧:一張合影,如果對焦準確,一排人的臉部都很清晰,但人羣前面的鮮花和人羣后面的建築物就比較模糊。這張照片的清晰區域只限於人羣,我們就稱此照片景深較淺(小)。如果用F22最小光圈來拍合影,除了人物清晰,人羣前的鮮花和後面的建築物也比較清晰,照片的清晰區域很廣,我們就說此照片景深很大。

風光攝影一般需要大景深,因爲我們希望景物的前前後後都清楚。人像攝影一般需要小景深,我們只希望美女的臉部清楚,此美女四周的樹枝和醜男最好都模糊,這樣才能夠突出主體。景深直接關係到圖片能否吸引人。

景深是由三個因素決定的:1,光圈大小;2,焦距長短;3,被攝物體的遠近。所以在相機上並不能直接調整景深,只有景深預覽按鈕,小數碼DC和有些入門級單反連景深預覽按鈕也沒有,一切要靠估計。好在掌握了幾個原則後,估計景深並不難。這三個原則是:

1,光圈越大,景深越小;

2,焦距越長,景深越小;

3,離被攝物體越近,景深越小。

光圈越大景深越小指的是實際光圈大小。第三節我們說過,光圈值和光圈實際大小是相反的,如果不記得,請回頭看看圖2-2。對135相機來說大多數鏡頭的最小光圈爲F22,這時候景深最大(如果焦距和拍攝遠近不變),在F2.8的時候景深最小(如果此鏡頭最大光圈是F2.8)。

焦距越長景深越小這個好理解,廣角鏡頭景深大,長焦鏡頭小。實際上17mm的超廣角鏡頭如果使用F8以下的中小光圈,隨便你朝何處對焦,拍的照片前前後後景物都清晰。相反,200mm或更長的鏡頭景深很小,一定要仔細小心對焦,如果可能最好在三角架上拍攝,這些望遠鏡頭本來視角就小,很難端穩,稍不留神焦點就跑到九霄雲外去了。

離被攝物體越近,景深越小。如果你湊得足夠近拍小狗的臉,有時候鼻尖清楚眼睛卻模糊,這種景深就非常小了。所以在很近距離拍攝的時候要特別小心對焦,例如用微距鏡頭拍花花草草時。

既然景深這麼重要,我們一定要摸清上述三個因素對景深的影響,在不同的焦距段用不同的光圈各拍幾張,馬上回放看看,熟悉圖片的景深變化。最後要做到爛熟於心,不用相機的景深預覽按鈕,只要一看焦距和光圈就知道圖片的景深。

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到這裏我們終於可以回頭再談談光圈了,它是攝影裏最重要的一個詞。光圈有三個作用:

1,控制進光量,這直接影響到圖片是否能正確曝光,是拍攝成功與否的關鍵;

2,控制景深,光圈越小,景深越大。雖然焦距和拍攝遠近都影響景深,但焦距和被攝物遠近的改變同時也會影響構圖,如果構圖確定,我們能控制景深的武器就只剩下光圈了;

3,光圈影響圖片的清晰度,任何一個鏡頭都是在中等光圈的時候成像最好(圖片最清晰),在最大光圈和最小光圈的時候解像度差。

所以光圈這個傢伙對圖片的影響真是太大了,牽一髮而動全身。前面我們說過,一張正確曝光的照片可以有好幾種不同的光圈和快門速度的組合,如何選擇就要看你的拍攝意圖了,如果你要最小景深,那就設置F2.8最大光圈;如果你要最大景深,那就直接設置F22最小光圈;如果你要解像度最高,那就設置F8中等光圈。

由此我們引出攝影最重要的一個概念:光圈優先。光圈優先就是手動定義光圈的大小,相機會根據這個光圈值確定能正確曝光的快門速度。光圈優先的英文是Aperture Priority,相機主轉盤上大寫的A或者Av就代表光圈優先拍攝模式。

曝光是光圈和快門的組合,光圈優先對應的概念就是快門速度優先,簡稱快門優先。快門優先就是手動定義快門速度,相機會根據這個快門速度確定能正確曝光的光圈大小。相機主轉盤上T或者Tv就代表速度優先拍攝模式。在某些時候快門速度是一張圖片能否吸引人的重要因素,比如要定格運動員衝刺撞線的瞬間,快門速度最好在1/500秒甚至更快;如果要把流水拍得如絲般柔滑,快門速度需要在0.5秒或者更慢。

圖2-6:Canon佳能A650主轉盤,Av和Tv代表光圈優先和快門優先
圖2-7:Canon佳能400D主轉盤,Av和Tv代表光圈優先和快門優先

第七節:白平衡與RAW

要了解白平衡white balance就必須先了解另一個概念:色溫color temperature。所謂色溫就是以開爾文溫度表示光線的色彩,單位是K。當物體被加熱到一定的溫度時就會發出光線,此光線不僅含有亮度的成份,更含有顏色的成份,溫度越高,藍色的成份越多,圖像就會偏藍;相反,溫度越低,紅色的成份就越多,圖像就會偏紅。光線的色溫舉例參見下表:

表2-2:光線的色溫

光源 色溫(K)
蠟燭 2000
鎢絲燈 2500-3200
熒光燈 4500-6500
日光(平均) 5400
有云天氣下的日光 6500-7000

物體在不同色溫的光源照射下會呈現不同的色調,在日光燈下整體偏白,在普通鎢絲白熾燈下整體偏黃。白平衡就是照相機對白色的還原準確性。大多數情況下數碼相機能準確判斷光源的類型,拍出的照片顏色準確,但也有時候相機的電腦對色溫做出了錯誤的判斷,拍出的照片顏色慘不忍睹,嚴重偏藍或發黃。這時候我們就要手動設置白平衡。中檔以上的小數碼DC和所有的數碼單反DSLR都能在菜單裏選擇色溫。

但萬一人腦也判斷錯誤怎麼辦?要徹底解決白平衡和色溫準確性的問題只有一個方案:選擇RAW圖片存儲格式

高檔小數碼DC和所有DSLR都有圖片存儲格式選擇。相對於Word文字文檔,圖片文件都巨大無比,典型的一千萬像素數碼照片如果以不壓縮的TIFF格式存儲,一張可能超過25MB。如果相機存儲卡是1G(約1024MB),一張卡只能拍40張。所以不推薦TIFF存儲格式。我們需要把巨大的圖片文件壓縮以便一張卡能存儲更多照片。現最常用的圖片壓縮存儲格式爲JPEG,同樣是一千萬像素的照片,以JPEG存儲一張1G的卡往往能拍100多張。

但JPEG是一種有損壓縮,拍兩張一樣的照片分別以TIFF和JPEG格式存儲,你會發現JPEG圖片丟失了某些細節。大部分相機都有圖片質量選擇,這實際上就是JPEG壓縮比的選擇,壓縮得越厲害,文件越小,一張卡能存儲更多照片,但細節丟失更多。

圖2-8:Canon佳能400D顯示屏上的圖片畫質調整菜單。

數碼相機內部都有一個小電腦,CCD經曝光產生電子圖片信號,相機內的小電腦把這些電子信號進行加工處理,再傳輸給存儲卡。這些加工處理包括白平衡配置,顏色飽和度的增減,圖片銳度和對比度增減,降低圖片噪點等等,最後壓縮轉換爲JPEG格式進行存儲。

RAW英文是原始的意思,這很好地說明了RAW圖片的特點:它是原始的,CCD經過曝光產生的圖片電子信號直接傳給存儲卡,文件沒有經過相機內部電路的任何圖片參數和質量處理。所以RAW文件又被稱爲數碼底片Digital Negatives。其實準確地說RAW文件也經過了壓縮,但這是一種無損壓縮,後期在電腦上可以準確還原,沒有一點細節丟失。我們回家後在電腦上可以給RAW圖片任意配置色溫(徹底解決白平衡問題),調整圖片的顏色,銳度,對比度,曝光補償等等,可以這麼說:RAW格式的圖片幾乎所有的參數都可以後期在電腦上調。桌面電腦比相機內的小電腦強大得多,我們後期手工精心處理RAW而轉換成的JPEG圖片肯定漂亮。

這個世界當然沒有完美的事,RAW文件最大的問題和TIFF文件一樣,太大了。雖然通常比TIFF稍小一點,但還是比JPEG大兩倍以上。好在2008年的存儲卡都賣成了白菜價,2G的卡才人民幣一百多,問題不大。RAW文件第二個問題就是後期處理比較費時間。如果出門旅行十來天拍了上千張RAW圖片,後期處理會讓人頭變得巨大。還好現在很多相機都可以同時存儲JPEG和RAW,如果JPEG圖片看起來還可以就不用處理RAW文件了。但同時存儲JPEG和RAW,文件不是更大?唉,沒辦法。所以我最後的建議就是:重要圖片的拍攝一律存儲JPEG+RAW,一般的圖片存JPEG.

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本章結束語

這不是一個完美的世界,很多事情無法兼顧,比如高ISO和圖片質量, 高倍變焦與圖片質量,RAW和圖片文件大小。如果你要求最大景深的同時圖片解像度也要最高,這也是一個不可能完成的任務,因爲最大景深要求光圈F22,而最高解像度需要F8的光圈。

在以後的實際拍攝中這樣的矛盾還會有不少,如何取捨?這時只能確定哪個目標是最重要的,如果景深最重要,那就要毫不猶豫的選擇F22。我們必須要學會取捨,確定主要目標,忘記其他目標,然後堅決按下快門。

人生就是選擇,選擇就是妥協。



轉自: http://www.midphoto.com/chinese/essays/photobook/photographyreview2.htm#第四節:曝光與光圈優先

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