相機(jī)工作的原理其實(shí)很簡單，就是把外界的光線，在一瞬間記錄下來。所以兩個(gè)部分是基本的必需，一個(gè)是采光裝置，即鏡頭，另一個(gè)是感光材質(zhì)，過去是膠卷，現(xiàn)在是電子感光板。大家小時(shí)候都學(xué)過小孔成像，相機(jī)工作的原理也差不多，光線穿過鏡頭，落在感光板上，形成影像。
但是既然我們要把圖像固定下來，那就不可能讓光一直通過鏡頭，所以就有了快門，控制光穿過鏡頭的時(shí)間。釋放快門，光穿過鏡頭，畫面被記錄下來，這叫做曝光。然后快門閉合，光線不再通過。為了達(dá)到充分的曝光，感光材質(zhì)必需接受到足夠的光線，我們光線的多少叫做曝光量。
從上面這個(gè)相機(jī)工作的基本原理可以看出，快門釋放的時(shí)間長短，會(huì)直接影響通過的光線的量。這樣在光線不足的情況下，我們可以通過延長快門釋放時(shí)間達(dá)到足夠的曝光量。但是為了使成像清晰，在曝光的過程中，被攝物體必需相對(duì)于相機(jī)保持靜止。所以曝光時(shí)間不可能無限制的延長。
在一定的范圍內(nèi)，我們還可以通過改善在單位時(shí)間內(nèi)通過鏡頭的光線以解決這一問題，那就是適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大小孔成像里的那個(gè)小孔的大小，在相機(jī)上的表現(xiàn)就是光圈。光圈越大，單位時(shí)間內(nèi)通過鏡頭的光線就越多，反之則越少。
當(dāng)然我們還可以換個(gè)鏡頭，提高鏡頭的通透性，但是這和擴(kuò)大光圈一樣，總是有限度的。所以最好的解決方案是徹底改善外部光線質(zhì)量，即增加光照強(qiáng)度，比如使用閃光燈和反光板，但這就不是相機(jī)要解決的問題了。
攝影在本質(zhì)上就是控制快門和光圈，以達(dá)到我們想要的成像效果。傻瓜機(jī)的快門和光圈控制都是由程序自動(dòng)完成的，因此在成像效果上很難充分滿足攝影者的創(chuàng)作意圖。對(duì)快門和光圈只了解到這種程度還是不夠的，下面我們就轉(zhuǎn)入技術(shù)入門進(jìn)一步了解快門和光圈以及其他相關(guān)部件的控制和效果。
技術(shù)篇
一、快門控制
快門釋放時(shí)間是通過調(diào)整快門開合的速度來實(shí)現(xiàn)的?？扉T速度一般有：1、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1000、2000、4000、8000、16000等，它們是速度的分母，例如500指是每次快門釋放的時(shí)間是1/500秒。在需要的情況下，還可以把快門速度調(diào)到13秒/次，甚至更慢。相臨的任何兩個(gè)值，后者都接近于前者的兩倍，快門速度快了一倍，曝光時(shí)間縮短了一半，曝光量也就減少了一半。每調(diào)整到相鄰的值一次，是調(diào)整快門速度一檔。
在相同的光照條件下，快門的速度直接影響曝光量。過慢的快門會(huì)引起曝光過度，即過曝，反之則引起曝光不足，即欠曝。當(dāng)然控制曝光量的另一措施就是調(diào)整光圈，調(diào)大一檔光圈所提高的曝光量和放慢一檔快門所提高的曝光量相當(dāng)。所以在固定的光照情況下，合適的曝光量只有一個(gè)，但是我們卻可以采用不同的快門和光圈組合。也就是說，可以采用不同的快門速度，并配合以不同的光圈值來保證合適的曝光。
為什么在相同的光照條件下，要采取不同的快門速度呢？
由于人手不能始終保持穩(wěn)定，被攝物體和相機(jī)之間始終存在著相對(duì)的位移，如果快門延遲時(shí)間比較長，這種位移就會(huì)在影響上表現(xiàn)出來，造成影像不實(shí)。這種現(xiàn)象叫做手震。解決這一問題的方法是保持相機(jī)與被攝物體的相對(duì)靜止。除了固定相機(jī)之外，最有效的途徑就是提高快門速度，縮短快門釋放時(shí)間，這樣在曝光過程中，相機(jī)和被攝物體之間的相對(duì)位移就可以被忽略，畢竟我們不大可能隨時(shí)隨地帶一個(gè)三腳架，所以這也是一個(gè)最為方便的方法。一般來講，人手的抖動(dòng)可以忽略不計(jì)的情況是在快門速度和焦距成倒數(shù)關(guān)系，以及比這個(gè)速度更快的時(shí)候。所以在光線充足的情況下，盡量提高快門速度，是提高成像質(zhì)量的有效途徑。但是在光線不好，需要較慢的快門速度時(shí)，我們最好固定相機(jī)以避免手震。
如果主體在運(yùn)動(dòng)之中，那么被攝物體和相機(jī)之間的相對(duì)位移將會(huì)更加明顯。在提高快門速度的同時(shí)，我們還可平舉相機(jī)，使相機(jī)隨著拍攝的物體一起移動(dòng)，這樣，照片中背景雖然模糊，但主體卻清晰。此方法常用于拍攝移動(dòng)較快的物體，如車子等。這樣做的好處是我們可以避免在釋放快門的瞬間，被攝物體已經(jīng)脫離了相機(jī)的視野。當(dāng)然，我們也可以通過相對(duì)較慢的快門速度來表現(xiàn)被攝物體的運(yùn)動(dòng)。
目前大部分相機(jī)具有快門優(yōu)先的程序，這就是由相機(jī)自動(dòng)控制曝光量，在滿足曝光需要的前提下，允許攝影者適當(dāng)調(diào)整快門速度，相機(jī)自動(dòng)調(diào)整光圈配合，以提供合適的曝光。在能夠保證曝光量的前提下優(yōu)先調(diào)節(jié)快門速度主要是為了表現(xiàn)運(yùn)動(dòng)或者提高照片的清晰度。
對(duì)于同一運(yùn)動(dòng)物體而言，動(dòng)體橫越鏡頭，運(yùn)動(dòng)方向和鏡頭所指方向成直角，單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)位移最大，此時(shí)清晰固化運(yùn)動(dòng)影像所需的快門速度最高；動(dòng)體斜側(cè)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向和鏡頭所指方向或其延長線成45度夾角，單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)位移大約減少一半，所需的快門速度也就可以調(diào)慢一檔；而動(dòng)體迎向鏡頭或背向鏡頭，運(yùn)動(dòng)方向和鏡頭所指方向或其延長線成0度角，還可以再調(diào)慢快門一檔。
下面是對(duì)于距離15M左右不同運(yùn)動(dòng)速度物體，清晰固化影像所需的最低參考快門速度：
慢跑 自行車 奔馬 汽車
90度快門，動(dòng)體橫越鏡頭 1/60 1/125 1/250 1/500
45度快門，動(dòng)體斜側(cè)運(yùn)動(dòng) 1/30 1/60 1/125 1/250
0度快門，動(dòng)體迎向鏡頭 1/15 1/30 1/60 1/125
需要注意的是，距離每拉近一半，快門速度相應(yīng)提高一檔。
二、光圈控制
光圈的問題比較復(fù)雜，開陽看過許多網(wǎng)上關(guān)于光圈的介紹，有的甚至還配備了插圖和數(shù)學(xué)公式，但是理解起來都很費(fèi)勁，所以開陽試著以另一種方式來講清楚。簡單地說，光圈相當(dāng)于人的瞳孔，當(dāng)光線不足時(shí)，我們往往要瞪大眼睛，而光線過量時(shí)，我們又要瞇起眼睛，這就是對(duì)光圈的控制。光圈的大小用f檔表示，標(biāo)準(zhǔn)的f檔序列為：f/1、f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22、和f/32。前面開陽講過，光圈每兩檔之間也是減半或加倍的關(guān)系。但是從數(shù)值上我們看不出來，因?yàn)檫@些數(shù)值標(biāo)記的不是快門打開的面積，而是光圈的內(nèi)徑，并且也是分?jǐn)?shù)的分母。所以f/1要大于f/1.4。
如果僅僅是這樣，開陽講的似乎還有點(diǎn)麻煩，因?yàn)槲覀冎灰涀U(kuò)大光圈增加曝光量，縮小光圈減少曝光量。f/1大，f/32小，每兩檔之間，曝光量的變化是減半或加倍的關(guān)系，這也就夠了。但是且慢，光圈還有另外的一個(gè)作用，那就是控制景深。
景深其實(shí)就是能夠保持圖像清楚的空間距離。試著從窗口往外看，對(duì)面樓里有個(gè)女人在洗澡，這時(shí)飛來一只蒼蠅，落在你眼前的玻璃上，別動(dòng)，我問你，這只蒼蠅長什么樣？對(duì)，你沒有看，也就是說，你知道蒼蠅飛來了，卻沒有看清，蒼蠅落于你眼睛的景深之外。但是你把目光收回來，如果你還有這個(gè)想法的話，落在蒼蠅身上，現(xiàn)在，那個(gè)女人又看不清楚了，還是把視線移回去吧。注意，這不是調(diào)節(jié)景深，而是調(diào)節(jié)焦距。調(diào)節(jié)焦距會(huì)對(duì)景深產(chǎn)生影響，但是景深的調(diào)節(jié)主是由光圈來控制的?，F(xiàn)在假如我們找一個(gè)近視眼不帶眼睛去看對(duì)面樓里的那位女士，他會(huì)怎么樣？
對(duì)，不管能不能看得清，他都會(huì)瞇起眼睛，努力去看。這時(shí)，他調(diào)節(jié)的才是景深。正常人的眼睛可以隨時(shí)調(diào)節(jié)焦距，但是長期疲勞，會(huì)使得眼睛失去部分調(diào)節(jié)能力，這樣近視眼往往只能看清有限范圍內(nèi)的東西了。事實(shí)上，不僅是近視眼，看遠(yuǎn)處的細(xì)節(jié)時(shí)，大多數(shù)人往往都要瞇起眼睛，這就是在焦距達(dá)不到的情況下，通過縮小光圈來增加景深，可以使焦距以外一定范圍內(nèi)的影像相對(duì)清晰一點(diǎn)。
那么光圈為什么能夠控制景深的呢？是不是光圈越小，圖像就越清晰呢？
別著急，先點(diǎn)一根蠟燭，咪起眼睛去看，怎么樣？火焰是不是開始像星星一樣發(fā)出光芒了呢，也就是說，你看不清火焰本身了。這是因?yàn)椋饩€通過的孔徑會(huì)發(fā)生衍射，原本是一個(gè)點(diǎn)光源，形成的影像就會(huì)擴(kuò)大成為一個(gè)圈。但是如果這個(gè)圈足夠小，我們還會(huì)認(rèn)為它是一個(gè)點(diǎn)。在我們眼中還可以被稱作點(diǎn)的圈，叫做模糊圈。毫無疑問，模糊圈越小，圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)越好，我們稱之為銳度高，圖像也就越清晰。
理論上，只有對(duì)焦點(diǎn)上的物體有最小的模糊圈，才會(huì)獲得最清楚的影像，比對(duì)焦點(diǎn)遠(yuǎn)的物體，最佳成像要在底片的后面，而比對(duì)焦點(diǎn)近的物體，最佳成像要在底片的前面。但是由于模糊圈的存在。在對(duì)焦點(diǎn)前后一定范圍內(nèi)的物體，都會(huì)在底片上獲得一個(gè)我們認(rèn)為清晰的圖像，雖然它不是最清晰的。這個(gè)前后范圍就是景深。
光圈越小，光線通過的孔徑就越小，衍射就越嚴(yán)重，模糊圈就越大。所以并不是光圈越小，圖像越清晰，相反，對(duì)于焦點(diǎn)上的物體而言，光圈越大，圖像反而越清晰。
但是對(duì)于焦點(diǎn)外的物體而言，模糊圈再大，也是在可接受的范圍之內(nèi)，我們?nèi)匀徽J(rèn)為圖像清晰，這總比處于景深之外，根本看不清楚要好得多。光圈越小，外界物體相對(duì)于快門孔徑就越大，原本可以被看做是點(diǎn)光源的，就相當(dāng)于面；而孔徑越大，原本的面也會(huì)被當(dāng)成點(diǎn)。想一想小孔成像，針尖大的小孔，點(diǎn)一根火柴就可以成像，如果在暗室的墻上鑿一個(gè)洞，那只有遠(yuǎn)處的大樓才能成像。所以光圈越小，對(duì)成像物體的大小要求就越少，表現(xiàn)在遠(yuǎn)近上，景深就越大。
綜上所述，擴(kuò)大光圈，曝光量增加，可成像的范圍縮小，景深也隨之縮小，但是焦點(diǎn)處的清晰程度增加；縮小光圈，曝光量減少，可成像的范圍擴(kuò)大，景深也隨之?dāng)U大，但是焦點(diǎn)處的清晰程度降低。這就是光圈的作用。
從單純的調(diào)節(jié)快門速度，到開始光圈控制，這是一個(gè)質(zhì)的提高，意味著從控制時(shí)間邁向了對(duì)空間的控制。但是對(duì)空間的控制不僅僅是由光圈來完成的
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