曝光与测光

摄影的过程,就是一个构图和曝光的过程,测光和曝光则是密不可分的两个概念,只有通过测光获得正确曝光,才能得到令人满意的照片。

什么是曝光

所谓曝光,是感光元件接受从镜头进入的光线从而形成影像的过程。我们在拍照的时候,如果照片中的景物过亮,而且亮的部分没有层次或细节,这就是曝光过度(过曝);反之,照片较黑暗,无法真实反映景物的色泽,就是曝光不足。

那如何才能得到正确的曝光?在同一拍摄取景范围内,只要物体表面的亮度不同,必然有部分曝光不足或曝光过度。所以在这种情况下,只要我们想要表现的主体曝光正确,这张照片就可以说是曝光正确。

这是一张曝光不足的照片,整张图片显得阴暗

这是一张曝光正常的照片,照片中表现出来的亮度和正常场景近似

测光的原理

测光,就是相机根据入射光线的条件自动确定曝光量。测光原理其实很简单,所有的相机在测光过程中,会将“看到”的所有物体都默认为反射率为18%的灰色(摄影的专业术语叫“中性灰”),并以此作为测光的基准。也就是说,在相机的“眼”中,所有的被摄体都是灰色的,曝光的目的,就是为了正确还原这种灰色。

当测光表工作时,要看被摄体的反射率是否为18%,如果反射率是18%,那它测量出来的数值就十分准确了,按此数值曝光,被摄体的色彩和影调就会得到真实的还原。但如果被摄体的反射率不是18%,那么相机测光系统测量出来的数值就不准确,若直接按此数值曝光,画面的影调和色彩就会出现失真,像拍摄白雪、煤炭时,相机也把它们当作灰色来还原,直接对着它们测光,往往会拍出灰色的雪和煤。

对白色的杯子测光,曝光不足,白色变成为灰色

对着杯中的茶测光,曝光准确,白色依然为白色

光圈的定义及其对曝光的影响

光圈是用来控制透过镜头进入感光元件光量的装置,是衡量镜头的一个极其重要指标,它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少,其单位用“F”或“f/”表示,完整的光圈值系列如下:

f/1.0,f/1.4,f/2.0,f/2.8,f/4.0,f/5.6,f/8.0,f/11,f/16,f/22,f/32,f/45,f/64

“f/”值越小,光圈越大,在同一单位时间内的进光量便越多,而且上一级的进光量刚好是下一级的两倍,例如光圈从f/8调整到f/5.6,进光量便多一倍,也就是光圈开大了一级。

光圈对曝光的影响

改变光圈能够控制进光量。在其他条件不变的情况下,光圈值越大,进光量越多;反之,则越少。因此,在实际拍摄中,调整光圈的同时也要调整合适的快门来配合,才能使画面曝光正常。

在光圈示意图中,我们可以看到光圈大小所造成的变化

光圈:f/4 快门速度:1/1600秒 感光度:ISO 100

光圈:f/5.6 快门速度:1/1600秒 感光度:ISO 100

光圈:f/8 快门速度:1/1600秒 感光度:ISO 100

光圈:f/13 快门速度:1/1600秒 感光度:ISO 100

以上四幅图中,其他数值不变,随着光圈的变小(进光量更少),画面逐渐变暗

快门速度及其对曝光的影响

快门是镜头前控制光线进入感光元件的装置,在每一次拍摄时,光圈的大小控制了光线的进入量,快门的速度决定光线进入的时间长短,这样的一次动作便完成了我们的“曝光”。

快门以“秒”作为单位,对于通常的数码单反相机,可以设定的快门速度从最长的30秒起,到最快的1/8000秒为止。常见的快门速度有:30秒、15秒、8秒、4秒、2秒、1秒、1/2秒、1/4秒、1/8秒、1/15秒、1/30秒、1/60秒、1/125秒、1/250秒、1/500秒、1/1000秒、1/2000秒、1/4000秒、1/8000秒等。在液晶显示屏上,由于分子的数字显示不出来,因此仅显示其分母,在大于1秒后,数字后面会有秒的标记。

我们可以注意到每一个快门之间数值的差距都是两倍,例如1/30秒是1/60秒的两倍、1/1000秒是1/2000秒的两倍,这个跟光圈值的级数差距计算都是一样的。

不同快门速度下的两幅水流示意图

快门速度对曝光的影响

在其他条件不变的情况下,改变快门速度也能改变曝光量,快门速度越高,进光量越少,快门速度越低,进光量越多。由于快门与光圈配合共同控制曝光量,因此在提高快门速度的同时,要开大光圈以保证曝光总量不变,反之亦然。

光圈:f/4 快门速度:1/25秒 感光度:ISO 100

光圈:f/4 快门速度:1/50秒 感光度:ISO 100

光圈:f/4 快门速度:1/100秒 感光度:ISO 100

光圈:f/4 快门速度:1/200秒 感光度:ISO 100

以上四幅图中,其他数值不变,随着快门速度的变快(进光量更少),画面逐渐变暗

感光度的定义及其对曝光的影响

所谓感光度,就是指感光元件对光线的感应能力,数码相机的感光度是通过调升感光元件的灵敏度来实现的,用“ISO”表示。感光度越高,进入相机的光线就越多,因此ISO值越大越适合于光线昏暗的场所。

ISO 50~ISO 200为低感光度。在这一段可以获得极为平滑、细腻的照片,适合光线充足的白天使用。

ISO 200~ISO 1600为中感光度。在光线较差时可以使用这一级感光度,但要保证曝光的充足,这样可减少噪点的产生。少噪点的产生。

焦距:260mm 光圈:f/5.6 快门速度:1/1000秒 感光度:ISO 100

在光线充足的白天拍摄风光时,使用100的感光度足以拍出清晰照片

焦距:200mm 光圈:f/5.6 快门速度:1/200秒 感光度:ISO 1000

在光线极其微弱的夜晚拍摄灯光,摄影者使用了1000的感光度,使画面曝光准确

ISO 1600~ISO 6400为高感光度。适合在光线极其微弱的情况下使用,比如夜景等。但需要注意的是,在这一段噪点明显,使用这样的设置,拍摄的题材内容的重要性往往超过了影像的质量。

实拍时如何选择测光位置

正确选择测光位置对照片的正确曝光起着决定性的作用。因此在拍摄照片时,首先要明确场景中需要表现的主体。

当拍摄人像时,我们可以使用中央重点测光模式对人物面部测光,这样能够避免人物面部过于暗淡而导致曝光不足。

如果是风光摄影,尽量选取画面亮度均匀的区域进行测光,这样能避免拍摄出来的照片过暗或过亮,缺乏细节。而对光比较大的场景,应该以亮部区域或中间区域测光。

焦距:50mm 光圈:f/1.8 快门速度:1/250秒 感光度:ISO 100

采用中央重点测光模式对人物面部进行测光,脸部色调明亮且柔和,头发等其他部位也不会过曝

焦距:21mm 光圈:f/4.5 快门速度:1/200秒 感光度:ISO 1600

在拍摄日落时,选择亮度均匀的地方测光,画面曝光正常

尼康的三种测光模式

矩阵测光模式

这种测光模式是将相机取景器分成多个小的分区,并对各个区域分别测光,然后对各个区域和整个画面曝光的影响值进行加权运算得出一个的曝光值,最后将测光结果与相机的资料库中的照片数据进行对比分析,给出一个最终的曝光值。这种测光方式还能对逆光主体适当增加曝光补偿,在拍摄风光、环境人像等多种场景时,运用这种测光模式,可以得到较为准确的曝光。

尼康D3200 矩阵测光模式设定界面

焦距:17mm 光圈:f/8 快门速度:1/100秒 感光度:ISO 100

采用矩阵测光拍摄大场景风光,可以使整个画面均匀曝光

中央重点测光模式

中央重点测光是将画面分为中央和四周两个部分,然后对这两个部分分别测光,相机会以取景器中央60%~75%的区域作为测光重点,其他区域作为辅助区域,其分配的权重较小。目的是突出画面中央的被摄主体,使其得到正确曝光。对于边缘区域,由于给予的权重较轻,对画面曝光影响不大。适合拍摄花卉、人像、静物等题材。但是如果拍摄的主体不在画面的中央或主体较小并在逆光条件下拍摄,中央重点测光就不适用了。

尼康D3200 中央重点测光模式设定界面

焦距:160mm 光圈:f/5.6 快门速度: 1/200秒 感光度:ISO 100

采用中央重点测光拍摄花卉,将测光区域放在花卉主体上,使花卉曝光正常,而背景不会太亮

点测光模式

点测光是以取景框中央一极小范围区域(约占整个画面的1%~4%)作为曝光基准点,根据这个基准点的光线作为曝光依据决定曝光,从而避免了复杂的光线对主体测光的影响,可确保摄影者完全按照自己选择的某个具有代表性的“点”来测光曝光。由于点测光只对很小的区域准确测光,区域外景物的明暗对测光无影响,所以测光精度很高。初级摄影者就需要特别谨慎地寻求测光点,合适的“点”才能使照片曝光正确。

点测光适合光线复杂、光比较大的题材,如舞台摄影、微距花卉、静物以及日出、日落等。

尼康D3200 点测光模式设定界面

焦距:20mm 光圈:f/4 快门速度: 1/1250秒 感光度:ISO 1600

在舞台人像中,使用点测光能避开其他光源,仅对人物主体进行测光,从而得到准确的曝光

曝光锁定功能

曝光锁定功能是指:在复杂的光照条件下或主体只占画面很小一部分时,将相机移向景物的合适部位测光(如人的面部等),然后将曝光值锁定后重新取景、构图拍摄,这样即使在非常特殊的光线条件下也能够获得准确的曝光。曝光锁定功能在尼康相机上被称为“AE-L/AF-L”。

其操作步骤为:先选择好测光位置,然后半按快门测光,并按“AE-L/AF-L”键锁定曝光,当取景器左下角出现“AE-L”字样时,锁定成功。

焦距:105mm 光圈:f/4 快门速度: 1/200秒 感光度:ISO 100

使用曝光锁定拍摄花卉,方便拍摄者在曝光准确的基础上重新取景和构图

曝光补偿的“白加黑减”

曝光补偿的基本原则是“白加黑减”。

“白加”,是指拍摄白色或浅色景物时要增加曝光补偿。如拍摄雪景,由于雪的表面存在强烈的反光,相机的自动测光系统会误认为拍摄环境太亮而自动减少曝光量,结果会让画面偏暗,造成白色的主体变得不太白的问题。增加曝光量,可以弥补相机自动测光的错误判断,使雪景获得正常的色彩还原效果。

“黑减”,是指拍摄黑色或深色物体时要减少曝光补偿。比如拍摄身穿黑色服装的人物、深色调的山川等深色主体时,由于深色会吸收较多的光线,相机的测光系统会误认为拍摄环境太暗而自动增加曝光量,使黑色变得不够黑。而减少曝光量,可以避免曝光过度。

焦距:18mm 光圈:f/11 快门速度: 1/100秒 感光度:ISO 100 曝光补偿: +1.33EV

拍摄白色的冰雪时,适当增加曝光补偿才能避免冰雪的白色变得灰暗

焦距:70mm 光圈:f/8 快门速度:1/200秒 感光度:ISO 100 曝光补偿: -1EV

减小曝光补偿压暗画面,能更好地表现出模特黑色服饰和皮肤的明暗层次

包围曝光

在某些光线复杂的环境中,相机的测光系统容易给出不良的测光结果,若只拍摄一张照片,很难保证会得到令人满意的照片。而尼康相机的包围曝光功能则很好地解决了这个问题。

自动包围曝光是一种通过对同一对象拍摄曝光量不同的多张照片,以获得正确曝光照片的方法。在拍摄时,照相机会自动对被摄物体连续拍摄2~5张曝光量在0.3~2.0EV之间的照片(每张照片曝光量不同)。当我们不确定曝光是否正确时,可以使用自动包围曝光功能,以提高照片曝光的准确度。

-1EV

+1EV

0EV

多重曝光

多重曝光最先是应用在胶卷相机中的一种拍摄技术,是指在同一块胶片上进行多次曝光,以使照片达到特殊的效果。目前尼康大多数数码单反相机都具有多重曝光功能。

使用多重曝光功能可以将同一物体的不同状态记录在同一画面的不同位置当中。此功能能够获得很多特殊效果,为了避免所获得的照片严重曝光过度,相机会自动调节曝光量。

多重曝光功能将两张不同照片的薰衣草合成为同一张,获得更丰富的画面内容

HDR曝光

HDR,是英文High-Dynamic Range的缩写,意为“高动态范围”。动态范围是指一个场景的最亮和最暗部分之间的相对比值。

HDR曝光的主要作用是在高对比度光照下提供平滑的色调还原。简单地说,就是可以让照片上原本很暗和很亮的地方变得有层次、有细节。使用该功能拍摄,会得到一张对比度相对较低、但是高光和暗部细节更丰富的照片。例如,透过门或窗户拍摄户外强光照射下的风景,或在晴天拍摄阴影下的物体,此时使用HDR功能非常有效。

尼康D800中的HDR开启界面

HDR功能关闭,照片阴影部分曝光不足,缺乏细节

HDR功能开启后,照片的阴影部分曝光正常,也恢复了其细节

用直方图观察曝光效果

以一般正确曝光的要求来看,一张照片需要有丰富的层次,无论是高光部分还是阴影部分,细节层次越多越好。这样的照片通过直方图来显示时,从左到右都有像素分布,同时直方图的两侧不会有像素溢出。

典型的直方图形状有以下五种,分别对应不同的曝光状况(由于数码相机与Photoshop的直方图显示方式相仿,故以Photoshop上的直方图显示为例,以便于直观了解):

直方图

平滑型—曝光正确

正确曝光的照片其亮度色调分布应该是比较平均的,表现在直方图上为曲线形状看上去平滑饱满,由左端位置开始,渐进变化,平滑过渡到右端,不仅在各亮度等级上均有像素表现,并且在左端(最暗处)和右端(最亮处)没有溢出现象,保留着各亮度的细节层次。

如图所示,直方图中没有断档和溢出,说明这是一张曝光准确的照片,亮部和暗部都保留了丰富的层次和细节

左坡型—曝光不足

曝光不足的照片其直方图曲线波形偏重于左侧,波形图的右侧有较明显的下降,并且其右侧到(最亮处)位置处有一段空白,甚至没有像素。这种照片看上去过于暗淡,暗的部位较多,亮调不足,可通过增加曝光补偿、增大光圈或降低快门速度来调整。

如图所示,直方图左边暗部看不见末端,且峰值有溢出现象,而右边亮部的峰值很低,表明这张照片曝光不足

右坡型—曝光过度

过曝照片的直方图与曝光不足照片的直方图刚好相反,像素集中于右侧,而左侧的像素很少,从左边(最暗处)到曲线波形的起始处有一段空白,甚至没有像素,照片的色调很亮。拍摄时可通过减少曝光补偿、缩小光圈或提高快门速度来调整曝光设置。

如图所示,右边亮部的曲线溢出,左边曲线很低,说明画面亮部曝光过度,亮部细节有明显损失

中凸型—反差较低

反差过低的照片其直方图上的像素集中在曲线的中间部位,波形在中间凸起,两边下降,靠近左边和右边的位置没有像素,缺少暗调和亮调,对比度不足,照片看上去模糊、灰蒙蒙。这种直方图很常见,主要是拍摄时天气等环境因素影响造成,比如有雨雾、沙尘等,我们可以选择在晴朗、能见度高的天气时拍摄。

如图所示,直方图的峰值集中在中间,左边暗部和右边亮部都缺失,说明图片反差过低

中凹型—反差过大

这种照片的直方图曲线波形是两边高、中间凹陷,像素主要集中在左右两侧,中间很少,照片有明显的暗调和亮调部分,明暗反差大。这种直方图除了特意进行剪影或高反差创作外,主要是没有掌握好测光部位及测光方式,可以将测光点定位在明暗交接部位进行调节。

以上五种形状的直方图是比较典型的直方图,但这并不代表所有照片的直方图都如此,不同照片具有不同形状的直方图,并不是千篇一律的,甚至有些不规则直方图的照片反而正是拍摄者所追求的效果,有些特殊情况,如有些深色背景的照片其直方图也像曝光不足照片一样,像素偏重于左侧,但曝光是准确的。

如图所示,两侧峰值都有溢出,说明画面反差过大,亮度和暗部细节都有所损失

所以,当我们用直方图来指导曝光时,这就要根据自己的拍摄需要和想要达到的拍摄效果来进行了。