光圈和快门是相机中最重要的两个因素。光圈和快门的适当组合决定了照片的曝光参数,对照片成功与否是至关重要的。除了曝光正确外,光圈和快门对照片的效果还有诸多影响,本文就想对相机的光圈和快门作一些讨论,希望对大家有所帮助。如有不妥之处,敬请指正。
什么是光圈?有什么用?
光圈和快门是相机中最重要的两个因素。光圈和快门的适当组合决定了照片的曝光参数,对照片成功与否是至关重要的。除了曝光正确外,光圈和快门对照片的 效果还有诸多影响,本文就想对相机的光圈和快门作一些讨论,希望对大家有所帮助。如有不妥之处,敬请指正。
光圈一般是用金属薄片制成的,通过调节光孔大小来控制拍摄时的通光量。
光圈的结构有多片式和单片式。多片式的光圈的片数也各不相同,下面的照片所示就是一个10片的光圈。光圈的片数越多,光圈的形状就越接近园形。光圈的形状对焦外成像(BOKEH)是有很大影响的。在光圈的片数较少时,焦外成像的形状就比较差,是多边形的。(当然,焦外成像的质量更取决于镜头的设计,这里不展开讨论。)
从照片中的光圈结构可以看出,光圈中各片是相互绞在一起的。这种光圈的结构决定了光圈孔的直径有一个最小值(这个最小值与光圈片的厚度有关)。而我们平时所说的光圈F数是指焦孔比(f/d),这里的f是镜头的物理焦距,d是入射光瞳(注意:d并不是光圈孔的物理直径,而是光圈孔通过阑前光学系统所成的高斯像,称入射光瞳)。消费类DC的最小光圈一般都在F/8左右,比传统FC镜头的最小光圈F/16,F/22大许多,就是由于两者的光圈孔的最小物理直径相差无几,而物理焦距相差甚远造成的。
下面的照片是一个120相机标准镜头上的F/32时的光圈情况,如果放到135相机标准镜头上去,就只有F/22了。而放到DC上去,恐怕就是F/8了。
一些特殊的光圈和效果
在我们进行夜间灯光拍摄时,由于衍射,长时间的曝光会产生星芒。星芒的数目就是与光圈的片数有关的。下图是6片光圈的星芒效果。
下图是14片光圈的星芒交果。
也有些相机采用单片式光圈,如美能达的TC-1。光圈片是单个开有适当大小园孔的金属片,改变光圈设置靠改换光圈片来实现。它的光圈完全是园形的,焦外成像的形状非常理想。
相机的光圈是分档的。由于园孔的面积与直径之间是平方关系,光圈的分档就有F/1.4,F/2,F/2.8,F/4,F/5.6,F/8,F/11,F/16,F/22等等这样以1.4倍增的系列,放大一档光圈,其通光面积就增大一倍。但是,在最大光圈和最小光圈时,也有例外。下图是MINOLTA的F/1.7标准镜头,因为它的最大光圈是F/1.7,比F/2要大些,但是又比F/1.4的镜头的价格低不少,就采用了系列外的F数值。另外,我用的MINOLTA DIMAGE 7相机的最小光圈也采用了系列外的F数值9.5。
我们再来看看快门
快门是控制相机曝光时间长短的。最早的相机并没有快门。由于那时的记录介质灵敏度十分低,曝光时间非常长,人们是用移开镜头盖来控制曝光时间的。后来,记录介质的灵敏度提高了,曝光时间变得很短,就出现了快门。随着技术的发展,出现了各种各样的快门。这里我只想说一说最常见的几种快门。
中心快门是一种镜间快门,它的位置处于镜头中孔径光阑附近。这种快门由几片金属片构成,当快门按下时,金属片同步移动,形成中央的一个通光孔径。下面是三片中心快门的照片。
下面是五片中心快门的照片。
中心快门的打开和关闭要求快门页片作一次往复运动。因此,中心快门的速度不可能太高。五片中心快门最快大约只有1/500秒。再高的速度就得采用下面所述的帘式快门了。
帘式快门是一种焦平面快门。它的位置是在相机机身的胶片前面。帘式快门根据其走向有横走和竖走两种。这是竖走的帘式快门的照片。这种快门打开和关闭时快门帘的走向是竖直方向的。快门帘一般用钢片制成,也称钢片快门。
横走帘式快门的走向是横向的。大多是布质的,称帘布快门。
快门究竟是怎么工作的?
无论是竖走还是横走,帘式快门都由前帘和后帘组成。首先卷片机构把快门上紧。按下快门时,前帘被迅速释放,快门开启,曝光开始。当曝光时间到达设定时间后,后帘再迅速释放把快门关闭,曝光结束。下图就是横走帘式快门的上快门和曝光过程。
我们用单反相机拍摄时,按下快门的咔嚓一声中,发生的动作还要多一些,包括反光板抬起——光圈收缩——释放前帘——曝光——释放后帘——光圈放大——反光板还原这些连续动作。下图可以看到反光板和光圈拨杆的位置。
反光板抬起的过程是这样的。反光板抬起时我们可以看到后面的帘式快门。
光圈的收缩和放大是由机身上的光圈拨杆控制的。当镜头装到机身上后,光圈拨杆就与镜头上的光圈控制杆相连,使光圈处于最大位置。这样对焦时可使对焦屏最明亮。按下快门后,光圈拨杆动作,使光圈迅速收缩到预置的大校。
光圈控制杆的位置变化决定了光圈的大校。
在使用快门时要注意的问题
帘式快门在曝光时间非常短的情况下,会发生前帘没有完全打开而后帘已经开始释放的现象。在这种情况下,前帘和后帘组成的一个窄缝扫过胶片来进行曝光,在整个曝光过程中并没有快门全开的状态。帘式快门的速度可以高达1/18000秒。但是,由于帘式快门在高速时并不是快门全开,在使用闪光同步时就会受到影响。如果快门速度高于最高同步速度,就会产生照片只拍出一半的现象(下图)。而中心快门就不会有这种现象。
一般的情况下,光圈和快门是分开的。中心快门的位置在光圈的前面(如下图)。而帘式快门是位于机身,当然是快门在光圈的后面。
也有一部分相机(如凤凰205相机),快门与光圈是一体的。当光圈设定后,曝光时快门并不是全部打开,而只打开到光圈设定的大小,快门的中央孔径就起了光圈的作用。由于快门的页片数较少(5片),这样的光圈形状是不很理想的多边形。
不管光圈、快门是分开的还是一体的,曝光量是由光圈的大小与快门打开的时间这两个因素决定的。千万不要把快门关闭误认为是光圈关闭了。下图是在光圈设置为F/16时快门打开的情况。
这是光圈设置为F/8时快门打开的情况。
这是光圈设置为F/4时快门打开的情况。这三张照片都在B门时拍摄。
根据实际需要设定光圈快门
光圈和快门的设定是根据拍摄的实际要求来定的。同样的曝光量可以有许多不同的光圈、快门组合。如果拍摄高速移动的物体,可以采用较短的曝光时间,此时的光圈就可能要开得大些。下面的照片是用1/2000秒的快门拍摄的。造成了喷泉的水柱被“冻结”的效果。
如果要强调物体的移动感觉,可以采用较长的曝光时间。如下图采用了2秒的快门。在2秒的曝光时间里,移动的车灯拉出了长长的拖影。
快门的分档也是基本上成倍的增加的。快门放慢一档,曝光时间就增加一倍。因此,光圈放大一档,同时快门加快一档的情况下曝光量并不改变,如F/4,1/200秒和F/8,1/100秒的曝光量是一样的。这在摄影中称为倒易律。必须注意,在某些情况下,会发生倒易律失效,有兴趣的朋友可能参见本人以前的帖子(2002/08/03/3589.htm)。
快门速度的设置还须考虑手振的影响。在手持拍摄的情况下,手振会引起照片的模糊。对35mm相机而言,一般的原则是所谓的倒数规律。也就是说,快门的选择不慢于镜头焦距的倒数。如果用50mm的标准镜头,快门不要低于1/60秒;用28mm的广角镜头,快门不低于1/30秒就可以了;如用200mm的长焦镜头,快门就不能低于1/200秒。
有关光圈对景深的影响等等以前已经讨论过多次,限于篇幅就不说了。最后留下一个问题请有兴趣的朋友考虑:在一些早期的镜头上,光圈8与11之间有一红点,知道这个红点的意义吗?
我可不是卖关子啊!这个红点可能大家不熟悉,主要是只有在一些老古董上才有的,现在已经不容易看到了。
早年的相机没有测光,如不是专业的摄影师用测光表,快门和光圈的设置全凭经验。这个红点就是最常用的光圈设置的位置。也就是说,用21DIN(即ISO100)的胶片,在睛天少云的情况下拍摄,就可以把光圈设置在这个红点上,快门为1/100秒,准没错。呵呵!不过记住了这个设置,有时也会有用处的。
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