王显庆--量化摄影ABC

老土豆

量化摄影ABC

王显庆

前 言

       上次恒毅兄结合作品给大家讲解了创作体会，概括地说，可以归结为六个字“有准备，有故事”。

    “有故事”——就是有意思，有思想。摄影家尖兵说“摄影是表现想法的途径和方式”。就是说，摄影是为了表达你的感受，你的心情，你的思想。这个，我们将在后面《构图与命题》的章节详细讨论。

    “有准备”包括两个方面——思想的准备和物质的准备。从哲学的层面讲，物质是基础，物质总是决定精神的。

    那么，今天我们就来切实的做一些基础性学习。讨论一下对光圈、快门的掌握运用，对焦距、景深、曝光等基本概念的量化理解。

一．  量化才能够清醒和精确

    所谓量化，其实就是做到“心中有数”。生活中有许多“模糊概念”。比如大与小，多与少，轻与重，长与短，远与近……而这些只有量化，才能够克服认识上的模糊、达到精确，也才便于理解、比较和把握。就摄影来说，也只有量化的理解和把握，才能明明白白去摄影。

我们先说说大与小。大小在摄影上常常是一个非常不确定的概念。在没有比较的画面上，一分钱硬币可以拍的像磨盘那么大。一座摩天大楼也可以拍成像儿童玩具一样小。记得上高中时候，我们学校东边有一片苇子坑，面积也就两三千多方米吧，只有齐腰深。大家都看过电影《洪湖赤卫队》吧？那烟波浩渺的洪湖，就是在这个苇子坑拍摄的外景，那一望无际的荷花其实是一盆一盆摆在水里的。可见，照片有时候是会骗人的。

    刑事侦查上拍摄物证的时候，一定要在证物旁边摆一把刻度尺，就是这个道理。但我们不能每张照片里摆一把尺子，那太破坏审美了。我们就要用人们常识中都了解的事物做参照，有比较才有鉴别。

【图1-A】大小比较

    第一张的两个人物面部都没有出现，却很好的表现出他们的身份，和长幼，表达了亲子之间的亲密关系。

【图1-B】

     第二张，是获得过普利策新闻奖的作品，记得叫《乌干达的饥荒》它就不仅是大与小的对比了，还包含了贫困与富足，先进与落后，苦难与同情等许多经济的与政治的内涵，非常生动地表达了天灾加上人祸给民众，特别是给儿童造成的灾难性后果，……是一张有故事的照片，具有震撼心灵的力量，令人过目不忘。所以它能获奖。

【图2】大与小（天体或昆虫）

【图3】多与少

【图4】远与近

【图5】动与静

    长与短来说。一般好理解，用尺子量量几尺几寸就量化了。

    更长的，我们用Km来丈量。北京到名山大约1800km。再长的怎么办？比如到太阳有多远？我们就用“光”来量。光是一把尺子，因为它的速度是恒定的，三十万公里/每秒。这个长度是地球周长的大约七圈半。用这把尺子量，光波到太阳要走8分钟。这真是一把硕大无朋的尺子啊！把地球都给量成小小的“地球村”了。事实上我们肉眼能看到的点点繁星，几乎每一颗都比我们的太阳大很多。

    我们把光走一年的距离作为一个长度单位，叫做“光年”，用它来丈量宇宙空间天体的距离。比如牛郎星与织女星，两者之间的距离是16光年。

【图6】天体、星空

【图7】大海

【图8】沙漠

    海洋的浩瀚无边，沙漠的广袤无垠，会让我们感到心胸开阔，也感觉到自己的渺小。那么仰望宇宙星空吧，那才是真正的辽阔！它不仅让人感觉到自身的渺小，它甚至会让人感到自卑！正是这种自卑，让人们对上天顶礼膜拜。所有的宗教都是这种自卑的产物。

    我们再说“短”，比米、比厘米、比毫米更短的，我们用微米、纳米来衡量。不过这在我们的摄影上意义不大了，当然还有“显微摄影”，离我们远了点，不谈它了。

    长短这一对概念，在摄影里面是有一个界定的。一般地讲，最长就是指对焦上的“无穷远”，一般镜头20-30米以外就都被认为属于无穷远了（我们用望远镜头能拍到月球上的环形山；人造卫星上的照相机能拍到地面上的建筑、行人，高分辨率的甚至能读出地面上报纸的标题）。最短就是指一个镜头的“最短对焦距离”一般在40-110cm之间，微距镜头在1-20cm（随镜头而异）。

    摄影还有许多模糊的概念。像黑与白，明与暗，这些模糊概念是很难量化的，它们不像长短、多少、远近那么容易度量，所以常常使我们在摄影活动中感到无所适从，产生相当的盲目性。

    比如：有时候很高档的相机，为什么拍出照片来一会曝光过度（太白了）一会又曝光不足（太黑了），是相机出了毛病？显然不是。那为什么会这样？怎么把握它？

老土豆

二.相机与眼睛

    人都说：“相机是人类第三只眼睛”。有的书上直接把单反相机叫做“单眼相机”。其实，相机与眼睛仅仅是光学原理相似，量化的来看两者是有很本质的区别的。这种区别是摄影者必须了解的。

    人的眼睛能够分辨景物的“光比”（最亮与最暗的比值）是1：10000. 而相机（感光材料）（胶卷、CCD、CMOS）能够分辨光比都在1：100上下，与眼睛相差100倍，这个差距是不可忽视的。也就是说，相机不可能把你看到的明暗关系都表现出来。（你看见的阴影部分，在照片上可能是一片漆黑；明亮部分，照片上可能一片死白）。这是摄影科学发展到今天的客观现实，所以你必须有所选择，有所舍弃。

【图9】环境与曝光

    没有主观能动的选择，相机就会盲目的“自动”替你选择。这就是造成错误曝光的原因。比如上图拍摄白色花卉，曝光过度，白花就没有层次，而这种层次的缺失常常是无法补救的，特别是在拍摄浅色物体的时候。所以，人们常说“曝光要宁欠勿过”。

【图10】曝光过度（右边是校正以后）

    曝光不足的调整是很困难的，缺少层次的高光部分几乎是无法补救的。

【图11】——曝光不足

    相对曝光过度，曝光不足的补救就容易得多。

    但是，使用带有自动测光的相机虽然已经很先进，它也不可能完全代替人的思维。自测光相机，你把测光点对在什么物体上，它就按照什么物体的亮度决定曝光量。也就是说它只会努力地把那个物体表现为18%“中性灰”的亮度。

    测光点对在阴影处的树叶上，它就要把很暗的阴影、树叶表现成中性灰的亮度，结果浅色的花就失去了层次（整体曝光过度）；拍夜景时，相机测光结果会把很暗的街景也拍成“中性灰”，使得夜景拍的像白天一样亮（整体曝光过度）。所以，较暗环境要减少1-2档曝光。如果对在雪地上，它也要把雪地拍成中性灰，那么其它景物、人物岂不是太黑了（整体曝光不足）。所以，拍雪景一般要增加1-2档曝光。这就是人们常说的“越亮越要增加曝光补偿，越暗越减要少曝光补偿”的道理。（这里可能是一个“难理解的点”，不知道我讲明白没有？）

老土豆

三．区域曝光法

    （美国）摄影家安塞尔.亚当斯最先提出一个“区域曝光法”（请注意：不是画面上上下左右的“分区”，而是明暗程度的“区域”，是数轴上的区域）：

    可以把人眼1-10000的光比看做一个整体数轴。相机只能表现其中1/100的一小段。选择那一段区域，要根据拍摄环境和对象来决定。

    人眼1：10000光比的整体数轴

    方法是：把你要着重表现的某一个亮度设为V区（5区），就是把它表现为中度灰调，也就是把镜头的测光点定在那个亮度的地方。0区以外就是全黑的，10区以外就是全白的了。

【图12】测光点放在人物脸部

【图13】——表现亮部层次

【图14】曝光过度

    上图是香港演员王祖贤。这张曝光显然太过了。原因就是使用相机的自动测光，而测光点放在了灰色的背景上。墙面曝光准确，白色的衣服却一片死白。下面这张车展模特，也存在同样的问题。类似这样的照片，应该注意测光点要对在人物脸部。

    像下面这张白色的花朵，一定要按照花瓣的亮度测光和曝光。

【图15】按照花瓣亮度曝光

    把这个照片表现的小区域在大数轴上整体向左移动，就提亮了暗部，更 细腻的表现出暗部的影调，像树干、叶子，背光的人脸，房屋或山石背阴面的质感和层次。但会失去明亮天空的层次，变得“死白”。

【图16】表现暗部层次

    把这个小区域在大数轴上向右移动，可以压暗亮部，更多的表现出亮部的层次（适当牺牲点暗部层次），比如表现黄色的花瓣，少女白色的衣裙；比如表现雪地的质感、白云或霞光的层次等。

以下两张都是按照人物脸部曝光的，背景暗部就被压暗了，失去了层次。

【图17】表现亮部层次，牺牲暗部

    如何取舍，要看主题的需要。

    这就是我对“区域曝光法”的理解。

老土豆

四．曝光的控制与光圈 快门的量化理解

    曝光量的控制就是靠光圈与快门的组合来实现的。

    光圈——光门的口径大小；快门——打开光门的时间长短。

（一）  光圈级数

【图18】光圈级数与景深表

    我们在相机取景器里和镜头上都看到标有光圈级数。

……22、16、11、8、5.6、4、2.8、2、1.4……

    光圈级数看上去怪怪的，为什么不标成整数8、7、6、5、4、3、2、1？多好记忆！因为级数数字是按照（2的平方根，根号2）1.414倍率递增的，按照根号2倍率变化的光圈大小，相邻的一档所通过的光量恰好相差一倍。右向左光通量以1/2递减；反之左向右每档以2倍递增。换言之，数值上加一档光圈，就减少了一半曝光量；数值上减一档光圈，就增加了一倍曝光量。

    f=efl/d (f_光圈值，efl_镜头焦距，d_入射孔周长)可见，光圈数值大小与焦距长短成正比，与孔径（周长）大小成反比。对于变焦头，拉长焦距=增加光圈数值（减少曝光量），缩短焦距=减小光圈数值（增大曝光量）；孔径大-数值小（大光圈），孔径小-数值大（小光圈）。

    光圈有两个作用：

    1.控制进光量（与快门配合）。

    2.控制景深（请看景深表）。

（二）快门级数 和 倒易律

    有了光圈的认识，这个就好理解多了。

    1/2  1/4 1/8  1/15  1/30 1/60  1/125  1/250 1/500……

    它的相邻每一档的曝光量也是按照1：2增减的。为了简化一般只写分母。数字越大（分母增大）当然近光时间越短，近光量越少。

这就得出一个很有意思也非常有用的结论： 开大一级光圈，同时加快一级快门，得到的曝光量与原来是相同的。反之亦然。

    这个规律就叫做“倒易律”（也叫“互易律”）。要记住它！

    这里需要注意的是：现在较高级的相机，光圈级数分得更细了，每一档又细分成三档。当然，相应的快门级数也细分成三档。所以倒易律的使用还是不受影响的。（互易律，有的写作互易率。我认为“律——规律、定律”而“率——效率、比率”，这里显然该用“律”）

    在胶卷时代还有一个“倒易律失效”的问题。说的是：当快门速度过高（比如1/5000s）和过慢(比如10分钟)时，倒易律就不管用了，胶卷会产生严重的曝光不足，达不到预想的效果。那么现在已进入“数码时代”，还有没有“倒易律失效”问题？
    需要特别说明的是，数码相机的图像传感器（CCD、CMOS）的感光特性与胶片截然不同的，所以倒易律失效问题在数码相机上需要重新考虑，不能简单沿用胶片相机的经验。而且不同生产工艺的图像传感器在这个问题上的表现也是不同的，不能把一种相机的经验套用到另一种相机上。比如尼康相机的情况就不能套用在佳能相机上；CCD的情况也不能套用在COMS上。
    由于数码相机可以在拍摄之后立即通过显示屏（LCD）回放照片，检查曝光是否如预期，即使不经过精确的测光，不去考虑倒易律失效问题，简单测试之后，一般都能获得比较准确的曝光。因此，倒易律失效问题，在数码摄影时代可以不用过多考虑。

（三）倒是有另一个问题需要慎重考虑——信噪比。在光线比较强时，图像传感器的噪音信号（杂讯，表现为噪点、反差下降）被强烈的光信号掩盖，不易对成像构成影响，而光线较弱时，信噪比问题就变得突出起来，而且，在长时间曝光时，随着工作时间的持续，温度会逐渐升高，噪点也会几何级攀升，这是数码相机长时间曝光最令人头痛的问题。此外，调高感光度（ISO）时也会使噪点增多。比如调到ISO800以上时。

    采取某种降温措施，控制相机，尤其是防止图像传感器部位的温度上升，或许是应对信噪比下降的最好方法。（一家之言）

【图19】长时曝光，噪点严重

大同市夜景

下面一张，餐馆里光线暗淡，同样用了高感，也造成信噪比下降。

【图20】调高ISO 噪点增多

老土豆

（四）快门的运用

    光圈、快门变来变去既然曝光量没变，为什么要这样做呢？那是因为不同的光圈大小或不同的快门速度拍出来的效果是大不一样的。

【图21】高速快门可以抓住清晰瞬间，凝固移动物体，

【图22】——慢速快门可以追随移动物体，表现动感；

1/40s,f8.

老土豆

（五）光圈的运用

【图23】放大光圈获得更浅的景深，虚化背景，突出主体

【图24】收小光圈获得更长景深，表现深远辽阔景色

    近景远景都清晰

    说到这要注意，并不是所有大场面都需要收小光圈获得最大景深，只有远近景物都要求清晰的情况才这么做。比如下图，因为没有很近的景物，只要中等光圈就可以了，而且清晰度会更高。因为多数镜头最高成像质量往往是在收小两、三级光圈的位置。

【图25】最清晰成像光圈不是最小光圈

    上面我们不知不觉的一再说到了“景深”这个概念，我们就量化的谈谈景深吧。

（五）景深的量化理解

    光圈在调节光量的同时还与背景成像清晰度有密切关系。如图26所示，随着光圈缩小，背景变得清晰，说明光圈缩小导致景深变大。

事实上能在焦平面成像清晰的景物，是在以相机为中心的等距离的球面上。远于或者近于这个球面的景物，成像都是模糊的。

    球面上的一个点，它的清晰成像也是一个点。而球面以外，或以内的点，成像是一个小园圈，称为“模糊圈”（有的书上称作“弥散圆”）。 光圈越大，模糊圈也越大；光圈越小，模糊圈也越小。当模糊圈小到人的肉眼难以分辨的程度（近似于一个点），就算清晰了（有的书上给出“弥散圆”的尺寸，我想这对我们意义不大）。

【图26】演示光圈与景深的关系

    这个球面前后能够达到可以接受的清晰度的范围就是景深。可见，光圈越小，景深就越长，习惯叫做景深越大；反之，光圈越大，景深越浅，习惯叫景深越小。

    量化这个关系，得到如下规律：

（1）景深与光圈

    光圈级数增大2倍（实际光圈减小一档），景深也增大2倍。

    结论：景深的大小与光圈级数成正比，与光圈实际大小成反比。

（2）景深与距离

    景物距离增大2倍，景深增大4倍；距离增大3倍，景深增大9倍。

    结论：景深的大小与距离的平方成正比。

（3）景深与焦距

    镜头的焦距缩小到一半（1/2），景深增大到4倍。焦距增大到2倍，景深减小到1/4.

    结论：景深的大小与焦距的平方成反比。

（六）焦距

    前面说过，相机的光学原理与人眼是一样的。所以相机的镜头可以做得像人眼一样精确，特别是定焦镜头。但是，人的眼睛是一个灵活的“变焦镜头”能够不停的调整晶状体的屈光度，从而不停的变换焦距，聚焦在任何远近的物体上。而相机的镜头是玻璃做的，还做不到那么灵活。所以，任何变焦镜头都不如定焦镜头成像好。

    1）什么是焦距？——把物像清晰地聚焦在感光平面上的那个距离，或镜头光学中心到成像平面的距离就是这个镜头的焦距。当然，这个焦距，并不是一个固定的点，它是随着景物的距离变化在一个小范围内变化的，所以拍照时还需要“调焦”。AF镜头这个调焦过程是自动完成的，如果放在M档，就要手动完成了（靠眼睛注视取景器或LCD，同时手动调整）。

    2）焦距与景深

    前面讲过，景深的大小与焦距的平方成反比。就是说镜头的焦距越短，它的景深越大；焦距越长，它的景深越小。

    也就是说，拍摄大场景风光照片，要用短焦距的广角头。利用它景深大的特性，得到远近都清晰的照片。

【图27】

    而长焦头的景深很小，所以我们要注意，使用长焦镜头时，要仔细对焦。当然，用长焦镜头拍摄人像、花卉等题材时，也可以利用这一特点，把主体从背景中突出出来。

【图28】长焦头景深很小

【图29】小景深可以虚化背景 突出人物

【图30】

【图31】全画幅焦相机的距与视角

    3）焦距与视角

    镜头视角的大小要受到两个因素的制约：一是底片的面积（对角线尺寸）；二是镜头的焦距。一个相机底片面积（CCD和CMOS）是不变的，相对变化的是镜头焦距，视角根据镜头焦距长短变化而变化。焦距变长时视角变狭窄（远摄端），焦距变短时视角变宽广（广角端）。

【图32】镜头焦距与全画幅视角示意图

    在实际拍摄时，照片的风格会发生很大变化，当被摄体与相机的位置一定时，采用远摄区域可以使被摄体放大，而广角区域则使被摄体缩小。

老土豆

4）等效焦距

    数码相机因为其感光元件(CCD或CMOS）的尺寸是随相机的不同而不同所以同样焦距的镜头在不同尺寸感光元件的数码相机上，成像的视角也不同（具体见图30-32）。举个例子来说，50mm焦距的镜头用在全画幅相机上，其视角大约是46度，而用在APS-c画幅（感光元件对角线长度是135胶片的2/3）的DSLR上（如nikon的D90、D300等），其视角就是大约30度。在APS-c的机器上这50mm镜头的拍摄视角大概与75mm焦距的镜头在全画幅机上的视角相当，都是大约30度。所以仅仅以镜头的真实焦距，无法比较不同相机的拍摄范围（成像视角）。但对于用户来说，真正有意义的正是相机的拍摄范围（视角大小）。而一直以来大家通常以135胶片相机的镜头焦距来界定拍摄视角，所以大家也习惯于将不同尺寸感光元件上成像的视角，转化为135相机上同样成像视角所对应的镜头焦距，这个转化后的焦距就是135等效焦距。

5）焦距转换系数

比如，上述的50mm镜头用在APS-c的相机上，其135相机等效焦距为75mm。又因为75mm=50mm*1.5，所以这里的1.5就是所谓的“焦距转换系数”。

    有这样一个简单的方法计算数码相机的焦距转换系数。例如Nikon D80的CCD尺寸约为24mmx 16 mm，我们用35mm胶片的成像面的宽36mm除以Nikon D40（尼康D40）的CCD的宽24mm，得到的值就是焦距转换系数1.5。把18mm的鱼眼镜头加在Nikon D40上时，这个鱼眼镜头的等效焦距就是18*1.5=27mm。把300mm的长焦镜头加在Nikon D40上时，这个镜头的等效焦距就是300*1.5=450mm。

【图33】传感器尺寸比较

    最外边的方框是全画幅的，第二个框是APS-H,第三个框是尼康APS-C（28.7*19.1mm）,第四个框是佳能APS-C（22.5*15mm）。第5-8个框都是小型CD相机或卡片机的CCD或SMOS面积了。

6）超焦点距离（简称“超焦距”）

    超焦距是指对无限远调焦后，清晰范围中距离镜头最近的清晰点叫超焦点，而超焦点与镜头之间的这段不清晰的范围叫超焦距。通过确认与利用超焦距，我们可以在拍摄中加大原有的景深范围。方法很简单，只要把镜头焦点对在超焦点上而不是在无限远上，就可以了。

    超焦点的确定可以靠镜头上的景深表。首先对无限远调焦，然后依照选定的光圈参照景深表，确定景深范围的最近清晰点，这点就是超焦点，然后再把焦点对在超焦点上。假设无限远物体距镜头有100米，如果对无限远调焦，清晰范围是第80米到100米，我们把焦点再改在第80米上，这时的清晰范围就会变成从第60米到100米，清晰范围大大增加了。

    超焦距是要手动对焦的镜头才能玩的，首先要把对焦方式调成手动。要是你的镜头没有景深标尺的话，那你就要多试，自己琢磨，要有距离感

    计算用于某一具体模糊圈的超焦距的公式为： H=F2/Cf在这里，H为超焦距，F为镜头焦距，C为模糊圈，f为所用光圈。 在平时使用时一般把模糊圈的直径设定为0.05毫米，因而把上述公式简化成H=1000F/f，只凭简便的口算就能够准确地知道任何镜头的焦距与光圈组合所用的超焦距是多少。如果我们使用50毫米镜头和f/16光圈，那么将其代入上述公式用毫米计算，结果为50000/16=3125毫米，也就是说它的超焦距刚好是3米过一点。

   我总结了一个使用超焦距的最简单方法：确定光圈值之后，景深表上有远近两个该值，远的那个对准无限远，中间线对的距离就是超焦点，近的那个数对准就是新的景深最近点。从这到无限远都清晰。大家可以试试。

    “量化摄影”这个专题就讲到这里，算是我的专题发言吧，请大家提出意见和批评。

       谢谢大家！

                                                                            2014年2月15日

池秋生

       俺第一次参加摄影小组活动，聆听老师讲课，受益匪浅。王显庆老师讲得很精彩，大家聚精会神地听讲，难得的气氛。窦老师也按耐不住，给大家亮了几手上网发图片的小窍门，很实用，害得大家忘记了吃中午饭。“粮草官”永禄唯恐送来的饭菜凉了，抓起两件防寒服捂盖在饭盒上，“主持人”卫东连连提醒窦老师，让大家先吃饭。俺在课堂上看见了女同胞，占10%以上。卫东很辛苦，扛着大炮和摄像机来的，永禄专程为大家张罗午餐，很会算计，盘算着手里的银子，特意为大伙还准备了酒和下酒菜，让摄友和酒友称快！

池秋生

看见女同胞了吗？欢迎更多的女同胞参加！

池秋生