闪光灯光圈快门关系详解.docx

1、闪光灯光圈快门关系详解闪光灯、光圈、快门关系详解“热靴闪灯”最初是被设计成连接在照相机“热靴”上的便携式闪光灯，与其他人造光源相比，热靴闪灯具有轻便、廉价、色温稳定、近距离瞬间闪光亮度高的优点，是外拍或组建家庭摄影棚非常理想的工具。热靴闪灯也是闪光灯的一种，从它的光学特性来看，实际上与影楼专用的大型影室灯或者外拍灯有着相通之处，都属于“瞬间光源”。这个“瞬间”是多少呢？不妨让我们来看一下上图这两款热靴闪灯的技术参数：从上表中可以清楚地看到，闪光灯闪光的时间非常短，最长的时间是1/880秒，最短的竟然只有1/38,500秒。惊讶吧？你一眨眼的功夫，闪光灯可以闪光几万次。还记得你每次摄影时候用到的

2、快门速度吗？1/200秒、1/50秒甚至更慢。即使在光照最强烈的正午，我们通常会用到的快门速度也不过是几千分之一秒。了解快门速度和闪光时间的差异有什么意义吗？是的，非常有意义，很多创意闪光照片的创作正是利用了这两者之间的差异。在继续之前，让我们先来温习一下摄影原理：一个能够发光的光源，一个能够反射光线的被摄物体，一台能够感光的相机，这就组成了摄影的三个基本要素。光线从光源发出，照射到被摄物体上，被摄物体再将光线反射到相机中，被相机的感光设备捕捉下来，最后得到照片。很显然的，要想得到一张理想的照片，最关键地就是控制好进入相机的光线，那么怎样才能够控制好进入相机的光线呢？这问题太小儿科了（你当我是

3、菜鸟？）不就是设定好光圈和快门嘛！是的，没错，光圈和快门，前者控制通光量，后者控制曝光时间。好吧，我们用你说的来做个试验，不过这次我们的试验环境是全黑的，只用闪光灯来照明。本来我是打算让我儿子作为我的试验对象的，不过，你知道的，要让他坐在那里一动不动，可比登珠穆朗玛还要难上那么一点。算了，就请他贡献一个玩具出来吧，毕竟用一个玩具来换半个小时的自由还是值得的。我把我的Canon 580EX II闪光灯设定到手动1/2输出（这样可以保证每次闪光的亮度是一致的），光圈设定为F8.0，然后分别用1/200、1/100、1/50、1/10秒的快门速度拍摄了下面这四幅照片：怎么样？看出什么差别来了吗？没有

4、？这就对了，确实没有什么差别。但是这很诡异，明明快门已经从1/200降低到1/10了，怎么会没有差异呢？看来光圈+快门的定律有问题了？哈哈，看来发现新的物理定律了！下一年度的诺贝尔物理学奖是不是有希望到手了？拿到奖金之后该怎么花呢？回来！走神走太远了吧？再来深入研究一下光圈和快门的作用吧。这还用研究？前面不是已经说过了嘛，光圈控制通光量，快门控制曝光时间。是的，这不错，可是快门是怎么来控制曝光时间的呢？很简单，按下相机的时候，快门打开，让相机的感光元件曝露在光线下，当到达设定的快门时间时，再关闭快门，隔绝感光元件与光线。那么好，回到我们上面的试验，第一张照片，我设定的快门速度是1/200秒，当

5、我按下按钮时，快门打开，同时闪光灯被触发，但是闪光灯的时间只持续了1/2,000秒，在其余的（1/200-1/2000）秒时间里，快门是打开的，但是由于我的拍摄环境是全黑的，因此在这段时间里，相机的感光元件没有受到任何光线的照射（你看，我在一开始就用“拍摄黑夜里的黑猫”来演示过了，你只顾扇人耳光了吧？）；而第二张照片中，我设定的快门速度是1/100秒，由于我并没有修改闪光灯的输出设置，闪光灯仍然以1/2输出，闪光持续时间仍然是1/2,000秒，因此在我按下按钮之后，相机的感光元件在光线下曝露了1/2,000秒，然后在剩余的（1/00-1/2,000）秒时间中，快门并没有关闭，但是感光元件没有收

6、到任何光线的照射。现在明白了吧？后面两张照片应该不用再说明了吧？所以，我们应当把“曝光”这两个字拆分开来，一个是“曝”，一个是“光”。设定快门速度只是控制了“曝”，而闪光灯则控制了“光”，两者的“交集”才是相机感光元件“曝光”的时间。说了这么多，是不是有点晕？没关系，你只要记住：在全黑的环境下，曝光跟快门速度无关！（要是等会我再告诉你，上面这句话是错误的，我估计你一定要发疯吧？别急，你就先记着这句话吧，它是错的，但是在绝大多数情况下，它是对的，因此它是有用的。）那么好了，既然快门速度跟曝光无关，那我们需要调整曝光的时候该怎么办呢？调整光圈！Great！回答正确！好吧，来试试看：这次我还是将闪光

7、灯输出手动设定在1/2上，仍然在全黑的环境里进行拍摄，并且保持快门速度为1/200秒，我分别用F11、F8、F5.6、F4.0拍摄了四张照片。结果很明显，F11下明显欠曝，而F4下又明显过曝，F8和F5.6下的可以接受光圈定律有效。那好，我们现在可以总结一下了：在全黑的环境下，曝光跟快门速度无关，而跟光圈有关！OK！注意到我前面的那句话了吗？我又一次特别注明了“全黑”环境，难道只是因为我是非常乐于而且擅长拍摄黑夜里的黑猫的原因？我们还是来看看如果是有光的环境下，会是什么结果吧。这次拍摄时我打开了室内的投影机，让它投射WaltDisney的图像到背景上，为了更好地反映最终的效果，我将相机的ISO

8、设定为800，并且选用了F5.6的光圈，闪光灯依然是1/2输出。我分别采用1/100、1/50、1/20、1/10秒的快门速度，拍摄了4张照片。怎么样？照片有了很明显的变化。是不是跟你在自然光下拍摄的照片变化一样了？是的，一样了。真的？再仔细看看。四张照片变化非常明显，但是仔细观察你会发现，变化明显的实际上只是背景部分，由暗到明变化很大，但是主体变化并不大，虽然快门速度在变化，但是第一张并没有欠曝，第四张也没有过曝。为什么呢？因为主体主要是受到瞬间光源闪光灯的照射，快门速度对它没有影响，而背景则没有受到闪光灯的照射，它接受到的是持续光源投影机光的照射，快门速度对它是有影响的。有兴趣的朋友不妨在

9、拍摄夜景人像的时候尝试一下这个试验，你会发现这样一个规律：光圈决定主体，快门决定背景。可是问题又来了，既然主体的曝光由光圈来控制，那在拍摄的时候，为了正确曝光，光圈就被限定死了，不是就无法利用光圈来改变景深了吗？正如前面所说的，在拍摄一幅夜景人像时，如果为了主体正确曝光，测试出来的光圈是F2.8，但这样一来，远处的背景就不可能清晰地显示出来了。怎么办？如果你恰好是夸父或者后羿，很可能你用的闪光灯是太阳做的，那么很遗憾，可能确实没什么好的办法。如果你跟我一样只是使用了电子闪光灯这样的小玩意，那就简单了，我们可以在它身上打主意。记得我在前面多次提到过，把闪光灯手动设定成几分之几输出。这是个什么概念

10、呢？其实这就是指闪光灯的闪光量。把每支闪光灯最大输出设定成1的话，那么减小一半的输出量就是1/2，再减小一半就是1/4，以此类推。上面这组照片，是我在相同光圈条件下，通过改变闪光灯的输出量之后拍摄的，很显然，主体的曝光也可以通过闪光灯的输出量的调整来改变：闪光灯输出量越大，主体的曝光越充分。好了，到现在为止，我们又知道了一点，主体的曝光可以通过改变光圈来实现，光圈越大，主体的曝光就越充分；同时，主体的曝光也可以通过改变闪光灯的输出量来实现，输出量越大，主体的曝光就越充分。这话看起来是不是有点熟悉？是的，当初我们在学习光圈和快门的时候，不也是这样说的吗？实际上，你完全可以把光圈和闪光灯输出量的关

11、系看成跟光圈和快门的关系一样。我们知道，在保持同样曝光量的情况下，我如果需要把光圈缩小一档，只需要把快门速度放慢一倍就可以了，现在也一样，如果需要把光圈缩小一档，只需要把闪光灯输出量放大一倍就可以了。实际运用中，除了一些高端闪光灯有微调之外，很多中、低端闪光灯输出量的调整通常是几何级数的调整（1、1/2、1/4、1/8），但是有时候，我们会碰到这样的情况，当我们设定1/2输出的时候，显得太亮，而设定到1/4输出的时候，又显得太暗。怎么办呢？你还记得有人说过他的相机是“对焦基本靠瞅、虚化基本靠抖、变焦基本靠走，防抖基本靠手”吧？咱们活学活用，再加上一条：“调光基本靠凑”。中国有句俗话，上面四张照

12、片，是在光圈相同，闪光输出量相同的情况下，通过移动闪光灯的位置，来改变主体的曝光。曝光充分的，是闪光灯“凑”得近，反之，是闪光灯离得远。OK！现在我们基本上知道了闪光灯是怎么工作的，也知道了在闪光摄影中如何调整主体的曝光。现在我们来说最后一个问题。记得我前面在讲那句“在全黑环境下，曝光跟快门无关”的时候说过，这句话其实是错的。究竟错在哪里呢？我们再来做一组试验。为了更好地展示效果，这次我没有使用儿子的玩具，而是拿一支手电筒作为道具。我将闪光灯手动设置好输出量，光圈设定为F11，然后分别用1/200、1/250、1/320、1/400四个快门速度拍摄了四张照片：结果出来了，第一张照片1/200秒

13、和第二张照片的1/250秒几乎没有区别，重新印证了之前我们说过的理论，但是第三张1/320秒的照片在下边缘出现了一道黑条，第四张1/400秒的照片则超过1/3的部分变成了黑色。看来，我们又需要对相机的快门做进一步的研究了。传统的胶片相机和大部分单反相机，使用的是机械式快门（DC和少部分单反则使用了电子快门），机械式快门一般有“镜间快门”和“焦平面快门”两种。镜间快门是指安装在镜头当中的快门，由一系列薄钢叶片组成，快门释放按钮触发一根弹簧使叶片在曝光期间开启，然后闭合。这种类型的快门又叫做叶片快门，主要应用在轻便相机和部分120镜头上。这种快门最大的缺陷在于叶片全部开启到闭合需要一段时间，因此限

14、制了最高快门速度，另外由于快门是安装在镜头里面，因此对于需要更换镜头的相机来说，必须每个镜头中都增加快门了成本。而在单反相机上，更多的使用的是焦平面快门，焦平面快门是装在相机机身里，与相机感光元件相平行。焦平面快门的工作原理有点像一对卷轴式的窗帘。在相机快门未打开的时候，前帘遮挡住感光元件。在低速快门的模式下，当按下快门按钮之后，前帘开始向下移动，自然光线开始进入，一直到前帘运行到底部，快门完全打开，如果闪光灯设置成“前帘同步”，此时闪光灯开始闪光，闪光完成后，快门仍然保持打开模式，直到达到设定的曝光时间后，后帘才开始向下移动遮挡光线。如果闪光灯设置成“后帘同步”，则闪光灯是在后帘开始遮挡光线

15、前进行闪光（关于前帘同步、后帘同步的区别以后再做说明）。前帘移动到底部，让快门完全打开，这样的一个机械运动是需要时间的，一般高档数码相机可以将这个速度提升到1/250秒或者更高一点，普通相机速度大约在1/125秒或1/180秒，有的甚至只有1/60秒。而这个速度，对于闪光摄影来说，就叫做“最高同步速度”。但是这样的快门速度显然不能够满足摄影的需要，我们应该都有过经验，在正午强烈的阳光下，快门速度有时候需要设定成1/2000秒甚至更高。为了突破快门机械速度的限制，相机采用了一项技术，就是当前帘开始向下移动之后，不等它到达底部，快门完全打开，后帘就开始向下移动。这样一来，前帘打开到后帘遮盖之间的运

16、动距离缩短了，只需要一个缝隙，你需要更高的快门速度，只需要调整前后帘之间的间隙就行了，这样一来，最高快门速度甚至可以达到1/8000秒。但是，我们要知道这样的快门启闭方式，将使得感光元件不是整体暴露在光线下，而是自上而下渐次曝露在光线下。每一个感光小单元曝光时间是很短，但完成全部的曝光，总共需要的时间依然最短是前帘运行到底部的时间。这在持续光源的情况下，这是没有任何问题的，但是在配合使用闪光灯时，就出现问题了。前面我们提到，闪光灯是瞬间光源，发光的时间只有1/1000秒甚至更短，因此在高速快门的情况下，无论在哪一个时点进行瞬间闪光，都存在感应器被帘幕遮挡的部分无法被闪光照亮的情况，最终在照片上

17、就会留下黑条。因此，闪光摄影必须要有一个瞬间，快门是完全打开的，相机快门完全打开所需要的最短时间，就是所谓的“最高同步速度”。上面我进行试验的时候，使用的相机是Canon 1D Mark IV，这个相机的最高同步速度是1/250秒，因此第一张照片、第二张照片都在最高同步速度之内，相机快门能够完全打开，因此曝光正常。但是第三张照片1/320秒的快门速度已经超过了最高同步速度，当闪光灯闪光的瞬间，前帘尚未移动到底部，因此在照片底部就留下了一条窄窄的黑条。而第四张照片，由于1/400秒的快门速度更高，闪光的瞬间，前帘大概才移动到2/3的位置，因此照片上留下了更大面积的黑条。因此，在使用闪光摄影的时候

18、，切记，快门速度一定不要超过“最高同步速度”。你要是非要超过“最高同步速度”怎么办？当然，也是有办法的，只是需要你付出更高的代价。现在一些高端的闪光灯具备了“高速频闪”的功能，你前后帘不是可以同时移动，只露出一个缝隙来感光吗？那你每露出一个缝隙的时间，我就闪一次光，最终全部感光元件也会全部受到闪光的照射了。不过这种高速同步在闪光摄影中使用得比较少，就不具体研究啦。另外，有一些中低端相机以及DC使用的电子快门，反而会不受最高同步速度的影响，而带TTL的闪光灯在直接连接在热靴上的时候，由于相机与闪光灯的“对话”，会让你无论设定的快门速度是多少，在拍摄时候都自动降低到“最高同步速度”，也会对曝光造成影响。我在一次外拍户外车展的车模时，由于当时户外光线强烈，而我为了虚化背景，又使用了大光圈，这样快门速度就在1/500秒，由于模特所处的位置稍微有点逆光，我就打算用闪光灯进行补光。结果拍下来的照片严重过曝，当时我百思不得其解，就算是我超过了最高同步速度，闪光补光也应该是补得不充分，照片偏暗才对啊，为何会过曝呢？后来才了解到，由于我使用的是TTL闪光灯，虽然我设定的快门速度是1/500秒，但在闪灯打开之后，它会让相机快门速度自动降低到1/250秒，这样当然会过曝了。OK！关于闪光灯的基本原理就先说到这里。下次我会针对光的特性以及跟闪光灯的配合使用，再做进一步的研究。