闪光技术基础上.docx

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闪光技术基础上

闪光技术基础（上）

　　佳能EOS闪光测光技术　　正如前面的章节所述，EOS相机的自动闪光测光是由相机和闪光灯相互配合共同完成的，而与环境光测光则是分开独立完成的。

通过多年发展，佳能为EOS相机创建了两套基本的闪光测光技术：

仅用于胶片相机的TTL技术，以及用于较新型号的胶片相机和全部型号数码相机的E-TTL技术。

下面介绍这些技术的工作原理。

　　TTL闪光测光技术

　　TTL是“ThroughTheLens”的缩写，意思是“透过镜头”，TTL闪光测光技术最早于20世纪70年代中期，由奥林巴斯发明。

佳能最早采用该技术的机型是具有传奇色彩的T90手动对焦相机，不久之后全系列EOS胶片相机都标配了TTL测光功能。

尽管几乎所有的EOS胶片相机都使用TTL测光功能，但该功能并未被EOS数码相机所使用。

　　TTL闪光测光技术通过测量从被摄物体表面反射回来并射入镜头的闪光脉冲强弱来判断闪光输出功率的大小。

光感应器并不是设置在镜头和胶片之间，因为这样一来就会对入射光线造成一定程度的遮挡，因此光感应器设置于反光镜箱底部。

实际上光感应器检测的是从胶片表面反射回来的光线的强弱，因此这种光感应器被称为off-the-film（OTF）感应器。

当相机内部的感应器检测到足够的反射光线，可以保证完成一次正确的闪光曝光时，相机就会发出信号控制闪光灯关闭或者“熄灭”。

如图2所示。

　　尽管TTL测光技术与自动闪光技术具有相似的原理，都是通过实时测量闪光灯发出的照明光线的强度完成测光，但二者还是有着显著的区别。

TTL测光感应器位于相机内部，而非闪光灯内部，因此TTL闪光测光必须在相机的基础设计阶段就考虑进整个相机的设计中，且相机和闪光灯之间必须能够相互通信。

从技术角度而言，TTL闪光技术与手动闪光和自动闪光有着本质区别，因为后者仅仅依赖于机身发出的一条简单的“现在发出闪光！

”同步指令。

　　还有一个区别在于，感应器集成在闪光灯中的自动闪光测光，容易受到与胶片感光无关的、其他物体反射回来的光线的影响，并导致测光错误。

而TTL测光只判断最终在胶片上成像的光线强弱。

不会受到任何安装于闪光灯上的光线修饰装置，或镜头前安装的滤镜等其他因素的影响。

TTL技术实现了高度自动化，摄影师无需计算闪光灯到被摄物体之间的距离或调整闪光输出功率，从而大大减轻了摄影师的劳动强度。

几乎全部型号的EOS胶片相机都支持TTL。

　　TTL的限制

　　TTL并非完美无缺。

TTL闪光感应器很容易受到画面视野范围内可见的高反光表面或偏离中心的反射光的干扰，从而导致测光失误。

TTL是针对典型的彩色负片的反光率进行优化的，一旦使用其他不同类型乳剂的胶片就会发生测光失误。

它无法与多只闪光灯配合工作，并且不支持无线操作。

另外，与所有的自动闪光测光系统一样，TTL无法可靠地与手动闪光混用。

　　根据型号不同，EOS相机会配备一个、3个或4个TTL感应器。

这意味着相机会倾向于使偏离视野中心的景物过曝，因为闪光感应器接收到的从胶片边缘反射回来的光线相对较少。

佳能TTL技术不能利用对焦点的距离信息，因此无法将距离较远的高反光物体和近在眼前的弱反光物体区分开来。

　　数码相机与TTL闪光

　　数字影像感应器的发展给佳能和其他相机生产商的工程师们带来了巨大的挑战，因为旧有的TTL闪光技术无法可靠地配合数码相机工作。

这是因为数字影像感应器表面反射光线的特性与传统胶片表面的反光特性有很大区别。

好在佳能当时已经开发出了E-TTL测光技术。

　　正是由于上述原因，佳能的EOS数码单反机身，从EOSD30开始就不再支持TTL电子闪光技术，而只支持E-TTL。

因此仅支持TTL的Speedlite闪光灯，或者设置为TTL模式的EX系列闪光灯，安装于EOS数码单反相机后，要么只能全功率输出，要么干脆无法发出闪光。

　　当你选购用于EOS数码机身的外置闪光灯时，需要注意不要选择较老的非EX型号的闪光灯，不管销售人员如何保证它们的兼容性也不要考虑。

如果打算选择第三方厂商的产品，一定要选择声明支持E-TTL的型号而不是仅支持TTL的。

　　注意：

仅支持TTL的闪光灯（E、EG、EZ系列Speedlite闪光灯）在配合EOS数码相机使用时，无法自动测光。

EX系列闪光灯设置为TTL模式时同样无法测光。

　　E-TTL闪光测光技术

　　“评价型透过镜头”闪光测光技术（E-TTL或预闪光技术）于1995年面世，并作为EOS相机的闪光测光技术沿用至今。

该技术与TTL技术完全不兼容，并且与环境光测光共用同一个评价测光感应器，而不像TTL技术那样使用单独的OTF闪光感应器。

如图3所示。

　　E-TTL通过主闪光灯管发射一束已知亮度的低功率闪光来测量所需的正确闪光曝光量。

相机通过评价测光对场景中反射回来的预闪光线进行测量，并以中间调为基准换算出正确照亮整个场景所需的闪光功率。

接着相机升起反光板，释放快门，并指示闪光灯按照预先计算出来的闪光功率发出主闪光，对场景进行照明。

　　与A-TTL一样，E-TTL也会在反光板升起前预先发出预闪闪光。

E-TTL同样依赖相机进行全部的测光和计算工作。

但这两种技术的原理和体系是完全不同的，包括预闪的时机、预闪的目的以及对预闪闪光进行测光的方式，都有所区别。

　　首先，E-TTL的预闪发生在快门释放前的一瞬间，而不是半按快门释放按钮的时候。

E-TTL预闪对于闪光曝光量的确定是必不可少的，而不是可有可无的。

有些用户甚至不敢相信E-TTL竟然还发出了预闪闪光。

在通常情况下，整个过程在一瞬间完成，以至于很难察觉到预闪闪光。

而当开启了闪光曝光锁定（FElock）或采用后帘同步模式配合长快门拍摄时，则非常明显。

然而，预闪闪光就解释了为什么通过取景器观察时，可以看到一道轻微的闪光，而照明整个场景的主闪光却看不到。

这是因为发出主闪光的时候，反光板已经升起，取景器里也就看不到景物了。

　　其次，预闪闪光测光与环境光测光共同使用位于相机机身内的环境光感应器，这意味着E-TTL测量的是进入镜头的预闪反射光线，因而比位于机身外部的感应器更加精确，而不容易受到其他角度的反射光线的干扰，且不会读取影像感应器或胶片范围之外的反射光信息。

同时这也意味着测光系统可以对画面中更多的区域分别进行测光分析。

　　当使用闪光灯进行填充闪光时，E-TTL也普遍优于TTL和A-TTL。

在日光照明下进行填充闪光时，E-TTL的算法能够更好地平衡填充闪光和自然光。

E-TTL闪光还可与当前使用的对焦点联动，因此理论上可以获得比TTL更加精准的曝光值（后者仅有一或三个测光区域）。

　　实现E-TTL要求同时具备支持E-TTL的机身和闪光灯。

从20世纪90年代中期开始发售的EOS胶片机身，以及从D30开始的所有的EOS数码机身均支持E-TTL，但较早的仅支持TTL的机身无法升级至E-TTL。

所有型号中带有字母X的佳能Speedlite系列闪光灯都意味着支持E-TTL。

　　E-TTL的局限性

　　E-TTL在过去数年中取得了很大发展。

许多早期的E-TTL胶片相机不支持无线闪光光比控制或造型闪光。

早期的EOS数码机身同样在E-TTL测光方面遇到了一些难题。

佳能对闪光测光算法进行改进并推出E-TTLII，从而解决了许多问题。

近年来推出的EOS数码机身比起早期的EOSD30甚至EOS10D，能够更好地配合闪光灯使用。

　　理论上讲，E-TTL是一个高度自动化的系统，它对现场环境变化的响应并不总是那么直观。

然而，当使用E-TTL的时候需要注意几个关键问题。

　　首要的一点就是E-TTL会与对焦点联动，或偏重于当前处于激活状态的自动对焦点进行测光。

换句话说，它会假设当前激活的对焦点就落在画面中最重要的主体上。

因此当实际情况与该假设不符，或者当对焦点对准的物体偏亮或偏暗时，就容易出现测光错误。

　　这就是为什么使用传统的“锁定对焦点并重新构图”技巧拍摄时，容易导致闪光曝光失误的原因之一。

由于闪光测光是在环境光测光之后进行的，因此锁定对焦点并重新构图时只会锁定环境光曝光量，而不会锁定闪光曝光量。

随着构图的改变，很可能会干扰闪光测光。

　　注意：

解决该问题的方法是，选择与被摄主体最接近的对焦点，从而使闪光测光偏重于主体区域，使用闪光曝光锁定（FElock）功能锁定闪光测光值，或将镜头切换为手动调焦模式。

由于手动对焦模式下自动对焦点不会被激活，E-TTL会对整个场景进行平均测光。

上述几种技巧都有各自的缺点，而E-TTL的这些局限性都可通过E-TTLII加以解决。

　　与E-TTL随之而来的另一个问题是，预闪闪光可能会导致被摄人物眨眼，从而拍摄出人物闭眼的照片。

即使从预闪到主闪光发出的时间间隔非常短暂，也很难避免闭眼。

特别是对于拍摄集体照来说，有人闭眼就更是司空见惯了。

类似的问题也同样会困扰生态摄影师，例如鸟类摄影师。

这个问题在使用慢速快门配合后帘同步闪光时就很少碰到了，因为从预闪到主闪光之间相隔的时间较长。

如图5、6。

　　解决该问题的唯一可靠的方法就是，通过按下FE锁定按钮来人为触发预闪闪光，然后等待片刻再拍摄照片。

当使用FElock时，最好事先提醒被拍摄的人共有两次闪光，否则当预闪闪光发出后，他们会认为已经拍摄完毕，眼睛可能会望向别的地方。

　　最后一个问题是，E-TTL预闪闪光可能会提前触发那些光触发从属闪光灯，造成从属闪光灯提前发出主闪光。

这一问题的后果是造成主闪光曝光不足或者根本没有主闪光。

预闪闪光还会对手持闪光测光表造成干扰。

　　E-TTLII

　　发布于2004年的E-TTLII作为E-TTL的改进技术，为佳能数码单反相机的测光性能带来了两个方面的显著改善。

E-TTLII不需要对闪光灯或镜头做出任何改造，而只需要对相机机身进行一定的改进，因为所有的变化都源自机身内部。

支持E-TTLII的机身无法提供对E-TTL的支持，较早型号的机身亦无法通过升级支持E-TTLII。

　　要点：

与E-TTL不同，E-TTLII不会将测光与处于激活状态的对焦点联动。

　　E-TTLII经过改进的闪光测光算法

　　E-TTLII会在E-TTL预闪发出前和发出后，分别对相机的中央评价测光区域进行测量。

任何一个发生轻微亮度变化的相关区域都会被加权，或授予更高的测光优先级。

此举解决了E-TTL遇到的高反光材质区域干扰闪光测光的问题。

在闪光测光过程中，相机不会测量画面边缘区域的曝光量，因为相机假设被摄主体不会过于靠近画面构图的边缘区域。

　　从某种意义上来说，E-TTLII测量的闪光数据横跨了一个假想的平面，而非某一点上的闪光数据，而闪光测光覆盖区域的大小取决于被摄物体的大小。

另外，不论采用自动调焦还是手动调焦，测光的结果都不会受到影响。

　　通常情况下，E-TTLII在闪光测光中使用评价算法，但有些机型支持在闪光测光中使用平均测光而非评价测光。

该功能对于某些使用无法传递对焦点距离信息的镜头的情况下可能会非常实用，如图7。

　　距离信息

　　大部分佳能EF和EF-S镜头都内置了旋转式解码器，用于检测处于焦点范围内的被摄物体与相机之间的大致距离，如图8。

在一定条件下，E-TTLII可将距离信息用于闪光输出功率的计算。

该功能主要适用于确认高光反射区域或非反射区域是否与被摄物体的合焦区域处于相同的距离范围内。

当使用锁定焦点重新构图的拍摄技巧，且未设定FElock时，该功能尤其有效。

在此类情形下E-TTLII可以显著减少闪光测光失误问题的发生。

　　不使用对焦距离数据的情况

　　E-TTLII只有在使用正向直射闪光时才会参考对焦距离数据。

当镜头无法提供距离数据、闪光灯灯头角度发生俯仰或摇摆、使用微距闪光灯或配合无线E-TTLII使用时，将不会使用对焦距离数据。

　　当使用反射闪光时（例如，当闪光灯灯头处于除水平正向闪光外的其他所有位置时），相机将无从获得闪光灯发出的光线经过各种反射最终到达被摄物体所经过的距离。

从墙壁、天花板或其他表面反射的光线会被分散和衰减。

由于反射闪光是改善场景照明光质感的一种常见技术手段，这就意味着当使用反射闪光时，E-TTLII的最大优势就只有改善评价闪光测光了。

有一个小小的例外：

当500EX系列闪光灯的灯头向下倾斜7°时，对焦点距离信息并不会被屏蔽。

　　其余两种情况比较相似。

当使用微距闪光灯时，相机与被摄物体的距离太近，以至于无法确定精确的距离信息；而当使用无线E-TTL闪光时，相机无从获得各个闪光灯与被摄物体之间的相互位置关系。

　　然而，当通过离机引闪线缆连接相机热靴与闪光灯时，E-TTLII仍可使用对焦距离信息。

这意味着使用闪光灯架的用户仍能享受E-TTLII带来的便利。

实际上这意味着当闪光灯的位置比相机距离被摄物体更近或更远时，或者闪光灯的指向偏离镜头光轴而闪光灯头仍处于水平正向闪光位置时，闪光测光将会出现一定的偏差。

只要所使用的镜头支持对焦距离信息传递，就无法屏蔽该功能，不过只要将闪光灯头稍微偏离水平正向闪光位置，就可以达到屏蔽距离信息的目的，而闪光效果则不会受到明显影响。

　　关键在于这样一来，就可以让E-TTLII在可用或适当的时候利用距离信息，而并不过于依赖距离信息。

　　数码相机使用E-TTL闪光灯进行环境光测光

　　当开启闪光灯时，大多数支持E-TTL的相机不会改变测光模式，即仍保持用户设定的测光模式。

然而EOS1系列机身有所不同。

当开启闪光灯时，1系列相机会自动切换为评价测光，但测光时的权重分配与激活中央自动对焦点时相同。

这就意味着使用1系列机身配合闪光灯工作时，其测光风格与中央重点平均测光非常相似。

　　对E-TTL闪光测光的算法做更加详细的描述是不现实的。

佳能从未公开过相关信息，而不难想象E-TTL的算法比TTL更加复杂。

不同型号的相机的测光行为也各不相同，而且E-TTL经过多年的发展，自身也在不断改进。

　　E-TTL与环境光测光使用同一枚感应器，只是在不同的阶段使用。

典型的E-TTL测光采用评价测光模式，但部分型号允许用户通过自定义功能选择不同的测光模式。

有些型号的相机在手动对焦模式下使用平均测光。

　　在自动对焦模式下，E-TTL相机会将闪光测光偏重于当前选中的自动对焦点。

大部分早期EOS数码机身在开启闪光灯后对背景进行评价测光，而不使用点测光或局部测光模式。

在手动对焦模式下，部分EOS机身会切换至平均测光。

　　正如前文所述，对激活的对焦点进行偏重测光会带来一系列潜在的问题，因为闪光测光几乎在以相当于点测光的模式工作。

许多E-TTL闪光测光问题似乎都与此有关。

例如，如果自动对焦点恰好对准的是一个较暗的物体，闪光测光几乎肯定会过曝，反之亦然。

　　解决该问题的标准方法是使用FE锁对中间调的物体测光，但这种方法在婚礼和运动题材的拍摄中显然并不合适。

另一种办法是如上文所述，将镜头设为手动对焦模式，但这种方法同样尴尬。