快门速度、光圈、感光度

快门速度、光圈、感光度在任何摄影过程中有三个因素决定了实际曝光量的多少：(1)相机机身上设置的快门速度；(2)镜头的光圈大小；(3)使用的底片的感光度。“快门速度”决定了快门幕帘打开的时间长短，从而决定了有多少光线可以照射到底片上。快门速度的数值表示快门开启的到关闭的间隔，通常以秒表示。“光圈”决定了镜头打开的大小程度，当快门打开时，光圈大小决定了有多少光可以通过镜头照射到底片上。这个设置通常用“f-挡”的数值来表示。“底片感光度”表示在一定的光线照射下，底片上感光材料发生化学反应的速度，通常用ISO数值表示。所有上述三个参数都是通过“挡”位的加倍或减半来设置，而且这三个参数是互相关联的。下面我先分别介绍这三个参数，然后在解释他们之间的关系。
快门速度
快门速度通过秒或几分之一秒来表示时间的长短。不同的相机生产厂家的机身会有不同的快门速度起始范围，这个范围也是很重要的。所有的单镜头反光照相机至少都有以下的快门速度(也许会更多)：1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500、和1/1000秒。有些相机的速度会使用简略方式，如把1/30秒标记为“30”。为了区分秒和分之一秒，一般会在机身上使用不同的颜色或其特殊的标记标示这些数字。例如，Nikon和Canon的机身通过在数字2后面加一个分号(")标记来表示秒，因此2"表示2秒而不是1/2。仔细阅读你的相机的说明书，看看你的相机是如何进行区分的。
看了上面一系列的快门速度会发现，每一个快门速度都是前一个速度的一半，而是后一个的一倍。例如，1/125秒是1/60秒的一半，而是1/250秒的一倍。它们都相差一“挡”，每一挡都相差一半或一倍的时间。从1/125秒到1/250秒移动了一挡(时间减半)，到1/500秒又移动一挡(再次减半)，到1/1000秒就移动了三挡。来个小小的考试：从1/30秒到1/500秒需要移动几挡？再往相反方向(往速度慢的快门方向)，从1/30秒到1/2秒需要移动几挡？你知道正确的答案吗？答案很简单：都是需要移动4挡。
当相机设置为某种特定的自动曝光模式时，大多数相机可以实现“无级”的快门速度。也就是说，快门速度可以被电子装置决定并设置为任何快门速度，而不受固定的挡位的限制。但即使相机被设置为这种模式，“减半”和“加倍”的概念依然存在。在最近几年新上市相机中，大部分相机的快门速度可以进行1/3挡的增减。例如，我的Nikon相机的快门挡位包括：1/8、1/10、1/13、1/15、1/20、1/25、1/30、1/40、1/50、和1/60秒等等。从1/30到1/60秒是一挡，同样的，从1/20到1/40和从1/13到1/25也是一档。
当你改变了快门速度时，同时也改变了运动物理被记录在底片上的方式。快门速度越快，运动物体就会在底片呈现更清晰的影象，反之，快门速度越慢，运动的物体就越模糊。
光圈
镜头的光圈大小，同样用挡位来表示，使用f挡的数值表示。但是值得注意的是，虽然f-挡每挡之间也是减半或加倍的关系，但f挡的数值并不是减半或加倍的。标准的f挡序列为：f/1、f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22、和f/32。不是所有的镜头都有这些挡位，一般只是有其中的一些挡，尤其是那些使用大底片(大于35mm)的相机，可能还有其他的一些挡位。最重要的一点是，应该明白这些数值表示的是光圈通过镜头的孔径(光圈)的大小。上面的光圈值序列包括了所有的挡位。每一挡光圈相对于它前后的挡位，只能让一半或一倍的光线通过镜头。一定要记熟这些光圈挡位的数值，并能够轻松的增减计算。
虽然从数值上看，光圈值没有写成分数，但实际上它们都是分数。把光圈值看成分数也方便理解光圈值和光圈大小的关系：光圈值越大，光圈越小，通过镜头的光线就越少。例如f/2表示一个相当大的光圈孔径并可以通过很多的光线，而f/22则是一个很小的光圈孔径，仅仅很少的光线可以通过。可以把他们看成分数来理解：1/2比1/22要大很多。
现今，许多相机都可以以数字方式显示光圈值，并能象快门速度那样实现1/3挡的增减。例如，你可能会发现这些f值：4、4.5、5、5.6、6.3、7.1、8、9、10、和11。只要记住改变一挡一定有一挡的增量变化，而无论这一挡是从哪开始的。从f/4到f/5.6是一挡，就和从f/11到f8也是一挡一样。同样，从f/5(比f/5.6低1/3挡)到f/7.1(比f/8底1/3挡)或从f/6.3到f/4.5也都是一挡。虽然数值上他们不是线形的，当同样适用减半和加倍的概念。还需要提及的是，有很少的一些相机可以进行1/2挡的增减设置，而有一些(例如Nikon F100)可以用程序控制的方式设置所有的挡位：1/2挡或1/3挡。再提醒一下，一定要仔细看看你的相机说明书。
在现代的镜头里，只有比较少的一些还保留有真正手动的光圈环。Nikon的镜头一直都有这个功能(包括所有的大画幅相机的镜头)。虽然光圈环一般在转到每一挡的位置时都有明显的停顿的手感，但还是可以把光圈环转到任意一个位置。光圈环停顿的感觉只是方便计算光圈转动了几挡，并没有其他的含义。大多数大画幅相机的镜头有指针或刻度来标示光圈值。
有两个术语一直用来分别表示光圈的变化。“开大”表示使光圈更大，使镜头有更大的通光孔径。这意味着准许更多的光线通过镜头照射到底片上。另一个术语“收缩”实现相反的过程，使光圈更小，减少通过镜头到达底片的光线数量。所以可以这样说：从f/8开大光圈到f/4，或从f/8收缩光圈到f/16。
快门速度和光圈大小一起配合可以控制有多少光线可以到达底片上，而且这两个因素必须要同时考虑。它们都是以挡位的方式工作的，而且是相互关联的，我们称之为“互易关系”。一旦可以确定正确的曝光需要的光线总量，快门速度和光圈大小中的任一个发生了改变，都可以很快的根据互易关系确定另一个应该设置的值。在照射在底片的光线总量不变的情况下，一挡快门速度的改变等同于相反方向上一挡光圈大小的变化。也就是说把快门和光圈中的一个减半，而把另一个加倍，通过镜头照射到底片的光线总量(也就是曝光量)是一样的。
互易关系是个很重要的概念，所以你必须理解它。你可以这样理解，把快门速度加倍并且把通过光圈的光线量减半，完全等同于把快门速度减半同时开大光圈让加倍的光线进入镜头。我们来做两个比喻，例如你想倒一升水，你可以把水龙头开的很大，在一瞬间就倒满一升，也可以把水龙头开的很小，让水一滴一滴的流出来，这样会需要很长时间。但这两种方法没有任何区别，最终你都能得到一升水。这就是互易关系。再打个比方，你需要挣20块钱。你可以找一份每小时能挣4块钱的钟点工，干5个小时；或者找个每小时挣5块钱的工作，干4个小时。或者其他什么的，每小时2元的工作干10小时，或每小时10元的工作干2小时。你可以任意选择，但最后你得到的都是20块钱。
用摄影的术语来表达，就是可以用慢速快门加小光圈或者用快速快门加大光圈，两种方法得到的曝光量是一样的。但是(注意，这点很重要)两种方法在底片上成像的效果是不一样的。成像效果不同的原因我会在后面关于景深和移动物体控制的章节里介绍。从这一点开始，做为一个摄影师，你应该开始学习怎样判断你的照片的效果是不是和你希望的效果一致。
在实际操作中，互易关系意味着，一旦通过对场景测光(后面会讲到如何进行测光)而得到一个特定的曝光量后，你可以很自如的选择一个快门和光圈组合，而得到正确的曝光。假设对某个场景的合适的曝光值是1/15秒和f/11。你可以把快门速度增加到1/8秒(改变一挡，快门时间加倍)并且把光圈缩小到f/16(同样改变一挡，光线减半)。因为1/15秒和f/11，与1/8秒和f/16是完全等同的曝光。同样的，还可以使用1/4秒和f/22、1/30秒和f/8、1/2秒和f/32、和1/60秒和f/5.6。所有这些组合都可以让相同总量的光线照射到底片上，而得到正确的曝光。了解了这些，我们就可以选择使用我们需要的光圈大小或快门速度，并且做出符合互易关系的调整。
实际上，这个互易关系在相机上实现起来比我们在这讨论来的更容易。在你改变光圈或快门的设置时，记录下改变的挡数，同样改变相同挡数的另一个设置就可以了。只要确保一个是增大，另一个是减小，就可以保证得到相同的曝光量。例如，假设1/250秒和f/4是正确的曝光值。那么增加4挡快门到1/15秒(增加快门时间)同时需要缩小4挡光圈到f/16(缩小孔径)，这样就可以得到相同的曝光量。如果你的相机的快门和光圈有相同的增量，例如1/2挡或1/3挡，那你只要数快门转盘和光圈环转了几个挡位就可以了。
底片速度(感光度)
实际上快门速度和光圈的选择很大程度上要看你拍摄时使用的底片类型。底片对光线的敏感程度用“底片速度”来表示，或者称为ISO值。低ISO值的底片被称为“慢速”底片，因为在底片上成像时需要比较多的光线来完成底片上的化学反应；相反，高ISO值的底片称为“快速”底片，因为它们需要比较少的光线就能完成同样的事。我们通常把ISO值小于100的底片归类为慢速底片，ISO值为100-200的称为中速底片，那些ISO值大于等于400的称为高速底片。后面我会有专门的一节更详细的讨论底片，但有一点现在就要说明，那就是，随着底片速度的增加，底片的成像质量会下降。
我先前曾提到过，底片的速度也是使用“挡”位的方式表示，同样也就使用增倍和减半的概念，就想快门和光圈一样。再强调一次，你对“挡”的概念理解的越透彻，你对曝光的深入理解就会越容易。底片速度的表示是个线形的序列，每一个ISO数值都表示一挡，每挡之间都是增倍或减半的关系。例如，从ISO50到ISO100相差一挡，到ISO200是第二挡，再到ISO400相差三挡。通过简单的增倍或减半很容易计算出这些数值。再例如，ISO1600和ISO25之间相差几挡？是的，也许你看出来了，我试图通过逆向的计算来迷惑你，但如果你对这种计算很明白了，就不会被迷惑而算出正确的结果。所以，从1600开始，我们可以算出800、400、200、100、50、25，一共6个挡。
对ISO值之间的关系的认识，对你在恰当的时候选择恰当的底片是很有帮助的。如果你已经知道使用某种速度的底片进行正确曝光时需要的曝光量，那你很容易的就能换算出使用另一种速度的底片在进行相同曝光时的曝光量，前提是你知道这两种底片的速度关系。其实很简单，只是对挡位的增减就可以了。例如，如果是用柯达E100S(ISO100)底片时正确的曝光参数是1/15秒和f/8，那如果使用富士Provia 400(ISO400)底片时正确的曝光参数应该是多少呢？计算ISO值的不同：从100开始，加倍得到200，再加倍是400，所以ISO值增加了两挡。因此把E100S的曝光参数改变两挡就是富士底片的正确曝光参数了。我们把曝光参数改为：1/60秒和f/8。当然你可以改成任何等价的曝光值，例如1/60秒f/8等同于1/125秒f/5.6或1/250秒f/4或1/500秒f/2.8，或者换一个方向，1/30秒f/11或1/15秒f/16或1/8秒f/22。
标准的底片速度挡位也是以1/3挡为增量的。
25 32 40 50 64 80 100 125 160 200 250 320 400 500 640 800
不是所有的速度都有相应的底片，不过需要记住的是ISO值增倍或减半就意味着相差一挡。ISO200比ISO800慢两挡，但比ISO50快两挡。从上面的序列中，可以得出柯达的Kodakchrome 64(ISO64)比Porvia 100F(ISO100)慢2/3挡。
有些相机不能在机身上显示所有的ISO数值，因为没有地方标记那么多的数字。所以在这些相机上的1/3挡增量都用圆点表示，类似下面这样：
25 . . 50 . . 100 . . 200 . . 400 . . 800
再补充说明一下，在有的相机上，快门速度或光圈f值也是以这种圆点的方式来标识的，因为它们可能没有很大的转盘，没有足够的地方来标记这些数字。