图片质量与ISO 光圈 快门

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/05/02 04:17:58

摄影入门技巧——名词解释 图片质量与ISO 光圈 快门

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1楼

种田要知节气,开车要懂离合,任何一样手艺都有行话。这本小册子尽量不用行话术语,但有几个词是例外,它们是必须掌握的摄影名词:光圈,快门, 曝光,焦距, ISO,景深 ,RAW。

第一节,图片质量与ISO

ISO是一个曝光率极高的词,刚才我在超市买饼干的时候就看见包装袋上写:本公司已通过ISO9001质量体系认证。这个ISO是国际标准组织的缩 写,International Standards Organization。国际标准组织制定饼干管理标准,也制订胶卷的生产标准,所以货架上的胶卷有ISO100,200和400的几种,这就是感光速 度不同的胶卷。ISO感光度是CCD(或胶卷)对光线的敏感程度。如果 用ISO100的胶卷,相机2秒可以正确曝光的话,同样光线条件下用ISO200的胶卷只需要1秒即可,用ISO400则只要0.5秒。 在数码时代,数码相机的主菜单里都有ISO选择,100,200,400或者800,这和胶卷上的一样。看机型不同,低的到ISO50,最高有到 25600的,数字越大越敏感(感光度越高)。

午餐和爱情都流行快餐,什么事都要快点搞,按道理我们应该喜欢高感光度。但世界上没有免费午餐,高ISO虽然速度快但图像颗粒粗,经不起精细放大出 图。以前我在商店里经常看到卖胶卷的说:去旅游?兄弟买400的吧,速度越快图片越好!这明显是忽悠消费者。ISO200以上的胶卷 (或数码相机设定高于ISO200)不可拍摄风光,一定要用相机的最低感光度才可得到精细的画面。高ISO一般在万不得已的时候才用。

人在江湖身不由己,万不得已的时候很多,所以高ISO图片质量是数码相机最重要的指标之一。在弱光场合比如昏暗的室内,午夜的街头,ISO100时即 使光圈开到最大,快门速度也需1/4秒甚至更慢才能正确曝光,这时不用三脚架是无法把相机端稳的,手一晃照片就糊;就算用三脚架,被摄者一转头照片同样会 糊。闪光灯可以救急,但闪灯会破坏现场气氛,人会脸色 不自然,而且相机内的小闪光灯有效距离不会超过四米,稍远的人物和景物就无法照亮了。更何况有些地方是不准使用闪光灯的,如博物馆剧院。我们没有办法只有 提高数码相机感光度到ISO800甚至1600。

同样是1000万像素的小数码DC和数码单反DSLR,如果都设置在最低感光度来拍摄(例如ISO100或80),假设镜头的素质相同,它们所拍的图 片分辨率是差不多的,图片质量也比较接近。但如果ISO提高到400来拍摄,图片质量的差别就明显了,DSLR拍出来的图像依然干净,和ISO100时所 拍差别不大,而DC的图片质量则下降明显,噪点很大,颜色失真,细节丢失。如果继续提高到ISO800,小数码 DC的图片质量就只能用惨不忍睹四个字来形容了,而数码单反的图片质量虽有下降但依然可以接受。如果进一步提高到ISO1600,大部分数码单反的图片质 量也下降得厉害,但依然能满足10寸照片的放大需求,而此时小数码DC的图片质量之差,您需要一颗勇敢的心才敢看。


图2-1 数码相机CCD/CMOS感光芯片大小(与35mm胶片对比)




(以下褐色文字略带技术术语,跳过不读并不影响全文完整性)

为什么同是1000万像素数码相机,DC与DSLR在ISO400以上的图片质量差别如此之大?这主要 是因为DC与DSLR的感光芯片大小(面积)不同。CCD感光芯片实际上是一个光电转换器,它能把日光的照射转变为脉冲电子信号,把这些电子信号纪录下来 就能生成照片。1000万像素的CCD上面有1000万个有效像素点,要得到正确曝光的照片,每个像素点必须要给予一定的光照强度。光圈一定的情况下如果 光照时间同为一秒钟 (或者说曝光时间一秒/快门速度1S),面积大的CCD当然接受的阳光多,分配到每个像素点的光照充分,CCD就能正常工作,照片能够正确曝光(图片细节 丰富,噪点少,颜色准确)。

  • 2010-7-24 22:48
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2楼


小数码DC的CCD面积小,在光线昏暗时如果只给一秒曝光时间,接收光照总量就少,如果这个小数码DC也是1000万个像素点,分配给每个像素点的光 照强度就不够了,微弱的光线只能产生微弱的电子信号,所以我们无法得到正确曝光的图片。这时候DC的电子放大电路就开始工作,把微弱的电子信号放大 来得到正确曝光的照片。提高ISO数值实际上是个电子放大处理过程。

这个过程和扩音话筒是同样道理,说话声音小不要紧,音量开大点就行。但扩音机的效用是有极限的,如果把音量开到最大,嘈杂的环境音以及咔咔的电流声也 被一同放大,最后导致啥也听不清楚。音响效果要好,首先说话者本人必须声音洪亮才行。同样的,要图片的质量高,CCD也必须面积大,进光量大,数码相机的 电子放大效用也是有极限的,因为漫射光产生的干扰和电路杂波也会被一同放大,虽然能正确曝光,但图片的质量很差(噪点多,细节丢失,颜色失真)。

如果以上叙述不好理解,我们来做个简单的算术题。在一个明媚的早上,阳光打在我们脸上,温暖留在我们心里。此时我们假设光线全部是由粒子(光子)构 成。典型DSLR的CCD面积为24mmx15mm=360平方毫米,而一般DC的CCD为6mmx9mm=54平方毫米。假设此时的光照强度为每平方毫 米每秒100万个光子,小数码DC的54平方毫米CCD一秒钟总计能接收54X100万=5400万个光子,这个CCD是1000万像素的,所以每个像素 每秒钟分配到5400/1000=5.4个光子。

同理,DSLR的CCD面积为360平方毫米,一秒钟接收光照总量就是360X100万=36,000万个光子,同样是1000万像素,每个像素上每 秒能分配到36个光子。假若每个像素点必需每秒接收36个光子才能正确曝光,DSLR此时不需要启动电子放大电路,而小数码DC必需启动电子放大将弱电子 信号放大6.6倍才能让图片正确曝光(5.4X6.6=36),图片质量当然差了。

简单总结:在像素相等的情况下,CCD面积越大,高ISO的成像质量越好。也就是说:在CCD面积一定的情况下,里面增加更多的像素反而会造成图像质 量的下降。所以现在的数码相机不应该在1000万像素以上再简单增加几百万像素,而应该在提高CCD质量上下功夫。降低高感光度(高ISO)噪音水平以及 增大曝光宽容度才是当务之急。

800万像素已经足够旅游摄影之需,我们在选择数码相机时就不该只看像素高低,而应该注意相机CCD的大小。现在是2008年,解像度已经足够,该是 重点关心图像质量的时候了。
所有相机都基于小孔成像原理:拿一个密封箱子,在任何一面钻个小圆孔,然后把有孔的这面对着窗外,窗外的景象比如一棵树什么的,就会在圆孔对面的箱内壁生 成此树的倒影。假如我们在内壁涂上感光材料(装上胶卷或CCD),这个有孔的箱子就是一台完整的照相机了。这就是针孔相机。



名词解释 光圈

既然一台照相机可以不需要镜头,为什么现在的相机前面不是一个小圆孔而是几块玻璃呢?而且这几块玻璃(镜头)还卖得那么贵!这是因为小孔要成像的话, 孔必须很小,这也是针孔相机名称的来历。如果孔开得和门一样大,这个孔就成不了像。所以我们没有小门成像一说。孔小进光量就小,所以玩针孔摄影非常锻炼人 的耐心,一张照片曝光几分钟到几个小时都常见。而且,由于光的衍射干扰,针孔相机拍的图片都不够清晰,如雾里看花一般。

没有人原意花几个小时去拍一张模模糊糊的照片,我们要想办法加大进光量。有什么办法能够把这个小孔开大而又能生成清晰的图像呢?人们马上就想到了凸镜 的聚光功能。把玻璃凸镜装到大孔上,问题不就解决了?

确实如此。相机镜头就是这样诞生的。今天数码相机的各种镜头都是几块凹凸镜的排列组合,然后外面用塑料或铁皮一包。有了镜头,小孔成像的这个孔 – 也就是下文中的光圈 – 就不再是针孔了,它变成了洞。

洞变大了,进光量问题解决。但有时候问题又来了:我们并不是任何时候都需要大洞。比如夏日沙滩上烈日当头,四处白花花一片,为了分清到底是人肉还是白 沙,我们需要眯着眼睛仔细观察。镜头是照相机的眼睛,这时候相机也需要眯起眼睛。很显然,为了应付不同的光线强度,我们还需要给镜头装上能够调节这个洞的 大小的装置,以便在强光时缩小为针孔,弱光时开成大洞。这个装置就是光圈。光圈英文名称为Aperture。一组凹凸镜再加上光圈就诞生了完整的镜头。

  • 2010-7-24 22:48
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3楼


定义:光圈就是镜头里调节进光孔大小的装置。

常见的光圈值如下: F1, F1.4, F2, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22, F32, F44, F64。每两挡相邻光圈值之间进光量相差一倍。例如光圈从F4调整到F2.8,进光量便多一倍;从F2.8到F2又多一倍。也许您已经看出来了,光圈值和 光圈实际大小是相反的,进光量最大时光圈为F1,最小时为F64。 对135相机来说大多数镜头的最小光圈为F22。

图2-2:光圈值与光圈大小示意图




既然光圈可大可小,那多大的时候镜头的成像质量最好?根据上图,最小光圈F22时光圈跟针孔差不多,数码相机成了针孔相机,前面说过针孔成像好不了; 光圈最大的时候小孔又变成了大门,成像也差。所以,根据中华民族传统的中庸之道,请牢记:

重要结论:镜头在中等光圈的时候成像最好(图片最清晰)。

如果是135数码单反,中等光圈为F8或F11。小数码DC要看具体机型,如果可选光圈值在F2.5到F8之间,中间的F4.6为最佳光圈。

假如光阴似水,镜头的光圈就是水龙头,它控制着水流(进光量)的大小。 对于镜头我们当然是希望它的光圈越大越好,这就如同家里的水龙头,虽然平时我们刷牙洗脸从不把它开最大,但万一有一天家中失火,我们会立即把龙头拧到最 大,并且痛恨当初为什么没有装一个大点的水龙头。一个镜头最大光圈时成像并不好,平时我们一般少用最大光圈;但在特殊弱光又不准使用三脚架的情况下,比如 深夜的街头纪实抓拍,我们一定会毫不犹豫地使用最大光圈,并且后悔当初为什么没买一支大光圈镜头。

但大光圈镜头的价钱很贵,重量惊人。比如Canon70-200mm有两个版本,光圈为F4的售价人民币六千元,重700克;光圈为F2.8的那一款 售价近一万元,重达1500克。这是因为光圈大一级,镜片就大很多,加工难度大。是否值得为大一级光圈多付出一倍的钱和负重的汗水,这是一个见仁见智的问 题。

名词解释 快门

在摄影术最初发明的那些年,拍张照片曝光时间一般都需要好几分钟,大部分照相机是不需要快门的,开始曝光的时候把镜头盖取下,然后看表,五分钟后盖上,照 片完成。

后来,胶片的感光速度越来越快(ISO越来越高),曝光时间变为一分钟,几秒钟,1/10秒甚至几百分之一秒,这时候用手取镜头盖就不够快了。我们需 要一个能准确控制曝光时间的东西,这个东西就是快门。 快门有机械快门,电子快门,以及电子机械联合快门等很多种类。

定义:快门就是相机里控制曝光时间的装置。

这里顺便介绍一下安全快门速度。在使用135相机拍摄的时候有一个 手持相机拍摄的安全速度原则:安全速度是焦距的倒数,如果使用35mm镜头,快门速度不得低于1/35秒,使用200mm镜头时速度不得低于1/200 秒,否则图片就可能糊了