光子晶體之光學傳輸與量子光學現象
Professor retired, Department of Photonics, National Chiao Tung University 交通大學光電系退休教授
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光子晶體之光學傳輸與量子光學現象
2021年4月22日 星期四
第六章 掌控您的相機(一)
現代相機的問題之一是它們做太多了。一切都是自動化的,並且有程式可以涵蓋大多數可能的攝影狀況。舉個例子,您可以帶著任何入門級或中端數位單反相機到您家附近的風景熱點,將曝光模式設置為程式(風景)設置,打開自動對焦,然後按下快門。鑑於美景,您很可能會得到一個合理的影像。
但是,這張照片是誰拍的?您?還是相機?誰想要的影像呢?您設定目標拍出傑作嗎?在此例子中,即使您有很好地構圖,而讓相機決定使用哪種快門速度、設置哪個鏡頭光圈、對焦位置以及其他影響照片效果的設置。照片是拍下來了,您將所有創作工具的控制權都交給了相機,相機成了攝影師,而您終究只是它的助手。如果您想成為攝影師的助手,那就還好。但是,如果您想成為一名攝影師並成為一名出色的攝影師,那麼您別無選擇,只能學習如何控制相機並讓它隨著您的感知來記錄影像,而不用它的程式設置拍攝。
現在,您知道作為攝影師,您會迷上了攝影器材。相信我,我和任何人一樣對此銘感於心。但是,讓我們把眼光放遠一點。相機只是一種工具如此而已,它與木匠的鋸子,技工的扳手或園丁的圓鍬沒有什麼不同。真正重要的不是工具的好與壞或昂貴與否,而是攝影者應用於工作的熟練程度。
某些相機的控制和功能對於創意攝影至關重要,在這裡我將解釋如何有效地使用它們,以使您創建的影像屬於您的而不是相機的。因此,本章旨在幫助您養成控制相機的習慣。
管理照明
相機機身的基本作用是提供一種用於固定感光設備的機制,並控制在指定時間內通過鏡頭的光量而已。其他一切都只是一個附加組件—鏡頭負責對焦。因此,控制相機時,最重要的步驟是學習如何量化光線以及暸解光線與快門和鏡頭光圈之間的關係。
在攝影中,光線是使用有系統的單位來進行測量的,每個單位稱為曝光值(EV)(有時稱為光圈數)。增大光圈將增加感測器接收的光量,而縮小光圈將減少感測器接收的光量。增加和減少光量的兩種機制是透過快門速度和鏡頭光圈。
快門
快門控制曝光的持續時間,即感測器接收(或曝光)到的時間長度。計時以秒和秒的分數來表示,以快門速度值表示,在典型的相機中,範圍在30秒到1/4,000秒之間(附加設置,例如B-快門和高達1/8,000秒的範圍)。快門速度每提高一倍(或降低一半),就等於曝光量降低一半(或曝光量增加一倍)。例如,將快門速度從1/250秒降低到1/125秒,可以將曝光時間延長一倍,曝光量增加一倍。相反地,將快門速度從1/250秒增加到1/500秒可使曝光時間減少一半,曝光量降低一半。
目前,大多數相機都可以以1/3或1/2擋的增量更改快門速度。在這種情況下對曝光持續時間的影響不是增加一倍或減少一半,而是相對的增量變化。 例如,將快門速度從1/60秒降低到1/45秒可將曝光時間延長1.5倍。
鏡頭光圈
鏡頭光圈是透過增加或減少由鏡頭中的光圈的直徑大小來控制進入到感測器的光量。 像快門速度一樣,光圈的面積加倍或減半等於曝光增加或減少1擋的變化。再者,像快門速度一樣,現代相機和鏡頭可以用1/3或1/2擋的增量進行光圈調節。
乍一看,用來表示光圈大小的數字似乎毫無意義且令人困惑,但不是的。它的編號系統,稱為f-數或f/光圈,其中f代表焦距,而f-數是透鏡的焦距與光圈開口直徑的比率。例如f-數為2(f/2)等於2:1的比率,也就是說,鏡頭的焦距是光圈孔徑直徑的兩倍,換句話說,光圈孔徑是鏡頭焦距的一半(1/2)。
將f-數看成為分數,也可以理解小數字大光圈的難題。許多初學者會問:為什麼大光圈的數值小(例如f/2),而小光圈的數值大(例如f/22)。答案是f/2實際上表示光圈直徑是焦距的1/2,而f/22實際上表示光圈直徑是焦距的1/22。f/2的光圈大於f/22的光圈,因此一半(1/2)大於1/22,這樣一點都不奇怪了。
f-數刻度與光圈的面積有關。例如,設置為f/2.8的50mm鏡頭的光圈面積為250 ,而設置為f/4時的面積為123 ,基本上是一半的面積。在f/2時,面積為491 ,換句話說,是f/2.8時的光圈面積的兩倍。用這些術語,f-數變得更加明顯,f-數的擋變化等於將光圈區域的面積加倍或減半,並由此關聯到達感測器的光量。
鏡頭光圈和影像品質
設置很小或很大的光圈時,鏡頭性能會下降。因此,雖然將光圈設置為f/22或f/32似乎是增加景深的一個理想解決方案,但增加景深的更好的解決方案是使用更大的光圈f-數(例如f/11)和第三章中描述的「超焦距」或「最大景深」對焦技術。當使用f/8至f/16等中距光圈時,鏡頭性能將達到最高。
對等定律
知道快門速度或鏡頭光圈的1擋變化等於曝光值加倍或減半,即使您對對等定律的理解已成為常識。 簡而言之,對等性意味著如果將到達感測器的光量加倍(加大鏡頭光圈),則必須將曝光時間減半(提高快門速度)以保持相同的曝光值,反之亦然。
進行分數增量時,適用相同的規則。 例如,如果您將鏡頭光圈縮小1/2擋(減少光量),則必須使快門速度延長相同的1/2擋(增加持續時間),以維持相同的鏡頭光圈曝光值。
用光繪畫
既然技術術語已弄懂,從實際意義上講,這一切意味著什麼? 攝影是一門藝術(在某些非常特殊的應用中除外,例如軍事、科學和執法),作為藝術家,您的職責是畫一幅畫。攝影師的油漆很輕,鏡頭光圈和快門速度就是您的畫筆。就像在繪畫中,您可以使用不同大小的畫筆並施加或多或少的油漆以創造出令人愉悅的視覺效果一樣,因此您可以使用鏡頭光圈和快門速度來改變攝影中光的表現。
時間和運動的表現
當您選擇特定的快門速度時,您實際上要做的是定義時間和運動的視覺表現。自然界中很少有事物是完全靜態的。在風景攝影中,雲層形成與移動,光線隨著發生變化,樹葉被風吹動的沙沙作響。在野生動物攝影中,動物會移動,有時會快,有時會慢。但是,它們的運動是持續的。甚至建築物都在搖擺,它們的運動對我們來說是難以察覺的,但在很長一段時間內對相機來說都是顯而易見的。
設置相對於運動和時間的快門速度將使被攝物體靜止,使細節脫穎而出,或使被攝物體模糊,從而產生速度和運動感。比較上面兩個影像。首先,快速快門速度凍結了所有表演者的運動,並且有可能辨認出其運動的各個方面,從身體形狀到眼睛聚焦方向。但是,在第二張影像中,細節丟失了。在這裡,舞動的雙刀和鞋子已模糊不清,剩下的就是引人注目的速度感和力道。
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