攝影常用詞：光圈、快門、曝光、底片、ISO、焦距、景深

一、基本關系

攝影的原理就是小孔成像。

光圈就是小孔，底片就是成像的載體。

快門就是小孔打開的時間，ISO是底片對于光的靈敏程度。

曝光是指成像期間通過小孔進入的光能量，也是底片接收到的光能量。

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二、具體解釋

1. 光圈

在其他參數不變的情況下，光圈F值越小，光圈越大：

• 進入的光線越多
  • 成像越明亮
• 拍攝距離變近（适合拍攝近景）
• 景深變短
  • 背景虛化變強

如果你想達成以上目的，就應該采用大光圈，即光圈F值小的光圈。

1.1 光圈的基本參數

計算公式：光圈大小 = 物鏡焦距 / 光圈F值

• 物鏡焦距：是指光圈到底片的距離，一般普通相機的鏡頭焦距都是固定的，進階一些的相機可能會配有可變焦鏡頭。
• 光圈大小：就是小孔的直徑。一般情況下調節光圈都是靠改變這個參數。光圈大小有兩種寫法：大F寫法（F2.8）、小f寫法（f/2.8），兩種寫法完全等價。
• 光圈F值：有的時候也被簡稱為光圈值，或者光圈數值。從公式中可以看出，光圈F值與光圈大小成反比，光圈F值越小，光圈越大。
• 舉例：f/2.4光圈表示光圈大小為f/2.4，光圈F值為2.4。f/1.69光圈比f/2.4光圈大。

  

1.2 光圈的檔位設計

光圈的檔位設計是相鄰的兩檔的數值相差1.4倍（2的平方根1.414的近似值）相鄰的兩檔之間。

透光孔直徑相差根号2倍，透光孔的面積相差一倍， 底片上形成的影像的亮度相差一倍，維持相同曝光量所需要的時間相差一倍。

• 完整的光圈大小系列為：

  f/1.0，f/1.4，f/2.0，f/2.8，f/4.0，f/5.6，f/8.0，f/11，f/16，f/22，f/32，f/44，f/64

• 光圈檔位（AV）與 光圈F值的對應關系為：

  光圈檔位（AV）	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
  光圈F值	1	1.4	2	2.8	4	5.6	8	11	16	22	32

1.3光圈分類

• 固定光圈：最簡單的相機隻有一個園孔的固定光圈
• 沃特侯瑟光圈：最初的可變光圈隻是一系列大小不同的園孔排列在一個有中心軸的圓盤的周圍；轉動園盤可将适當大小的圓孔移到光軸上,達到控制孔徑的效果。十九世記中葉約翰·沃特侯瑟發明這種光圈。
• 貓眼式光圈：由一片中心有橢圓形或菱形孔的金屬薄片平分為二組成，将兩片有半橢圓形或半菱形孔的金屬薄片對排,相對移動便可形成貓眼式光圈。貓眼式光圈多用于簡單照相機。
• "虹膜"式光圈：是由多個互相重疊的弧形薄金屬葉片組成的，葉片的離合能夠改變中心圓形孔徑的大小。有些照相機可以借助轉動鏡頭筒上的圓環改變光圈孔徑的大小，而有些照相機則是利用微處理器晶片控制微電機自動地改變光圈的孔徑。弧形薄金屬葉片可多達十八片。弧形薄金屬葉片越多，孔徑越近圓形。通過電子計算機設計薄金屬葉片的形狀，可以隻用7片薄金屬葉，得到近圓形孔徑。
• 瞬時光圈：單反照相機的光圈是瞬時光圈，隻在快門開啟的瞬間，光圈縮小到預定大小。平時光圈在最大位置。
• 兼快門光圈：有的簡便照相機的光圈兼有快門的功能，這類兼快門光圈大多是雙葉片的貓眼式光圈，與單純貓眼式光圈不同的是：于兼快門光圈平時是完全關閉的：在按下快門的瞬間，雙葉片光圈開啟到預定的孔徑後，保持這孔徑到一段預定快門開啟時間之後，立刻閉合：如此一來，光圈便又兼快門的功能。

1.4 機械結構原理

2. 快門

快門是遮光闆，隻有當快門打開的時候，底片才能接收到光照。是以快門可以控制進光時間。

• 快門越塊：成像時間越短，被拍攝物品移動的距離越小，圖像越清晰。常用于靜态拍攝。
• 快門越慢：成像時間越長，被拍攝物品移動的距離越大，圖像越模糊。常用于動态延時拍攝。

3. 曝光

計算公式：曝光量（底片接收到的光能量） = 進光量 * 進光時間

• 進光量：由光圈控制。
• 進光時間：由快門控制。

曝光量與成像明暗的關系：

• 曝光越強：圖像越亮（過曝）
• 曝光越弱：圖像越暗（欠曝）

3.1 測光與測光模式

曝光和測光是一對雙胞胎，如果不能準确測定光照強度，正确曝光就無從談起。1965年以前絕大多數相機都沒有機内測光裝置，拍照時要另外攜帶笨重的測光表，或者靠經驗來估計光照強度。

現在所有的數位相機都内置測光表，它能測量光線的強度，自動給出能正确曝光的光圈和快門速度，大大降低了攝影的技術門檻。相機是如何實作自動測光的？原來每個數位相機裡都有一個光敏電阻（不同強度的光線照射時電阻值發生變化），相機内的電腦根據電阻值的變化确定光線強度，進而确定曝光值（光圈，快門）。

測光模式主要有點測光，中央重點測光，區域（平均）測光三種：

• 點測光隻測取景框内一個小點的光線強度（此小點大約為取景框面積的10%到1%，看不同機型）。
• 區域（平均）測光則把取景框分為5到63塊或更多（看機型不同），分别對每塊測光然後再權重平均得到光照強度。
• 中央重點測光是簡化的區域（平均）測光，隻把取景框分為中央圓圈和四周兩塊，分别測光，然後權重平均（中央圓圈的權重為70%左右）。

根據什麼情況來采用不同的測光方式？大多數情況下用區域測光即可。在光線明暗反差很大時應該采用點測光。用區域（平均）測光或中央重點也可以，你可根據自己的藝術創意進行曝光補償。

3.2 曝光補償（exposure compensation）

相機傾向于中庸曝光，對于正常的生活常見都沒問題。但是當對于特别明亮的場景，中庸曝光會顯得曝光不足，反正對于特别暗的場景，又會顯得曝光過度。這時候就需要手動進行曝光補償。

曝光補償的原則：白加黑減。對于明亮的場景，如果覺得成像沒有現實場景明亮，可以增加曝光，值得成像和現實場景一樣明亮。反之，在暗處應該減少曝光。

曝光補償的目的：

• 讓成像的亮度更加貼近現實場景。
• 藝術創作，故意讓成像亮度偏離現實場景。

到底怎樣才算是正确曝光？這個問題沒有絕對準确的答案。

總原則：照片要能真實反映拍攝時的環境亮度。如果一張正午戶外的照片被拍得昏暗如夜，這張照片就曝光不足，反之則是曝光過度。曝光是否準确是根據日常生活經驗判斷的。相機自動确定的曝光值90%以上是正确的，但也有不準的時候，典型的例子是雪景，本來應該雪白刺眼的場景拍出來卻是一片灰色；再比如對着一堆煤球拍，本來是純黑，拍出來卻是灰煤。這種失誤根源在于相機的反射式測光原理。我們之是以能看見東西，不外乎兩種情況：一是物體本身可以發光，比如太陽或燈泡；大多數情況是物體能反射外來光線。反射的光線越多，物體就越亮，反之則越暗。假設兩個極端，純黑色物體不會反射光線，反射率為零，而純白的物體反射率是100%。

在這兩個極端之間取中間值就是不黑也不白的灰色，稱為柯達灰，也稱為18%中間灰。以一張客廳照片為例，客廳牆壁又白又亮，而電視機的大螢幕又黑又暗，窗簾和家具等亮度居中。要以誰的亮度來确定曝光？相機自動測光就是取平均數，最後給出一個讓圖檔達到中間灰的曝光值。相機内部的自動測光電腦是個死腦筋，它認為全世界所有場景的平均亮度都是18%中間灰。好在大部分生活場景都是明暗交織的，平均起來差不多是灰色，是以大多數情況下自動曝光自動測光都相對準确。但在雪景這樣的純白場景（或者煤球等純黑場景）時，相機依然會給出中間灰效果的曝光值，拍出來就會白雪成灰雪，煤球成灰球。此時我們就要對自動曝光值予以修正，對雪景增加曝光，煤球減少曝光，這樣才能拍出亮度和色調正确的照片。

修正（增減）曝光值就叫做曝光補償。曝光補償的原則：白加黑減。如果構圖中有大片白色物體或者有燈等特别明亮的物體，就要相應增加曝光量（增大光圈or/and減低快門速度）；如果取景框中有大片黑色的物體，則要減少曝光量。

一般來說，在光照比較平均的情況下相機的自動測光和曝光比較準确，但在明暗反差很大時自動曝光往往不準，需要手動暴光補償。之是以需要曝光補償，是因為相機的處理器雖然聰明，但還沒有聰明到能判斷物體到底是什麼，如果有一天電腦能辨識出白雪，茶杯，或者煤球，那也就不用人腦來補償了。不過就算相機能認識物體，在進行藝術創作時還是需要曝光補償，例如我今天心情不好，想故意把明亮的世界拍得灰暗些；又比如我想故意增加曝光量，把一個深色皮膚的妹妹拍得白白的。這些事情相機的電腦永遠學不會，因為它不懂我的心，是以我們永遠需要補償。在膠片時代，精确測光和曝光是極其重要的， 負片底片一旦曝光不足，色彩就非常難看；而反轉片一旦過曝一檔（1EV），其色彩和層次就消失大半，更何況隻有在底片沖印後才知道曝光是否準确。在數位時代曝光的問題變得簡單了，拍完之後可以立即回放，曝光不準可以馬上改，而且如果圖檔以RAW格式存儲的話，其抗過曝/欠曝能力是很強的，隻要沒有曝成完全沒層次的一片純白，過曝/欠曝一個EV之内的照片都能在後期電腦處理時調正，而且基本不漏痕迹。但過曝/欠曝太多還是不行，如果相差2EV以上，調正後的圖檔也會很難看。是以掌握曝光補償白加黑減的原則依然重要。

4. 底片

底片即感光器件，用于成像。

常見的底片有實體底片（膠片）和數位底片（CCD或CMOS）。

技術層面來說，CCD的工藝難度比CMOS高，成本高。

使用層面來說，CCD有更好的色彩表現力，更好的寬容度，但是，CMOS有更好的快速響應速度，更好的壽命表現，更低的耗電量。

色彩，寬容度，可以通過相機内部的軟體和處理器修正，是以，實際出片，差異不大。

但是，CMOS更好的快速響應對高感和連拍意義重大，壽命長，耗電少也為微單提供了可能，是以，目前的主流都是CMOS，隻有高端的，專業影像工作室用的大型機，才堅持用CCD，以得到更好的畫質。

4.1 底片與像素的關系

底片上排列着感光單元，一個感光單元就是一個像素。

計算公式：底片大小 = 像素個數 * 單個像素的大小

• 單個像素的大小越大，成像越穩定，效果越好。（因為感光單元越大，接收光線越充分）
• 像素個數越多，照片尺寸越大。是優點也是缺點，細節更多，照片更清晰，但是占用手機存儲越多…
• 在底片大小相同的情況下，單純的增加像素個數沒有意義，像素變多意味着單個像素的大小變小，感光效果變弱。應該追求兩者的平衡。（《手機1億像素真的能提升拍照效果嗎？淺析像素、CMOS與畫質的關系》、《小米官宣？一億像素方向真的錯了，被4800萬像素碾壓》）
• 如果想要成像效果變好，應該選大底片。（“底大一級壓死人”）
• 高像素底片的優化政策：合并相鄰的幾個像素（4個或9個），來提升像素的感光效果。

  

5. ISO

感光度，又稱為ISO值，是衡量底片對于光的靈敏程度。

• 對光越靈敏，越适合捕捉暗光線：
  • 亮處用小ISO即可，暗處用大ISO。
• 對光越靈敏，意味着所需的進光時間越短：
  • 意味着所需快門的時間越短。是以ISO值上限決定了快門的上限，隻有ISO足夠大，快門才可以足夠快。
  • 意味着曝光量越少。是以ISO越大，圖像越模糊，使用較高敏感度通常會導緻影像品質降低（較粗的底片顆粒或是較高的影像噪聲）。

ISO每差一倍，曝光量差一檔，也就是說相差一檔光圈或者一檔快門。

5.1 數位相機如何實作ISO的調整

數位相機的感光器件都有一個反應能力，這個反應能力是固定不變的，提升數位相機的ISO是通過兩種方式實作的：

• 強行提高每個像素點的亮度和對比度；
• 使用多個像素點共同完成原來隻要一個像素點來完成的任務。

6. 焦距

與光軸平行的光線射入凸透鏡時，理想的鏡頭應該是所有的光線聚集在一點後，再以錐狀的擴散開來，這個聚集所有光線的一點，就叫做焦點。鏡頭到焦點的距離就稱為焦距。

焦點F是凸透鏡成實像和虛像的分界點：

• 當物體放在凸透鏡的焦點上（即物距u等于焦距f）時，既不成實像也不成虛像，因為從焦點發出的光線經過凸透鏡折射後與主光軸平行射出，平行光不能相交，是以不能成像。
• 當物體放在焦點以外時成實像，當物體放在焦點以内時成虛像，即物體成像以焦點F分為界點，分成虛像和成實像的區域，物體的位置分别在成虛像和實像的區域時，所成的像就對應數軸圖上的規律。
• 2倍焦距處是凸透鏡成放大實像和縮小實像的分界點，物體在2倍焦距處成等大的實像，在2倍焦距以外成縮小的實像，在1倍和2倍焦距之間成放大的實像。

由清單和圖象記憶法中可以歸納出下面的簡單口訣：

• 1倍焦距分虛實，2倍焦距分大小；
• 實像與物異側倒，物遠像近像變小；
• 虛像與物同側正，巧記口訣活用好。

7. 景深

7.1 彌散圓

彌散圓的英文名字叫做“Circle of Confusion”，翻譯過來就是“困惑之圓” 搭配表情–> ?，也有人管它叫 漸暈圓、彌散點、模糊圓、模糊點之類。

彌散圓的機關一般都是µm，也就是千分之一毫米，比如30µm，那就是0.03毫米。

彌散圓是“清晰”和“模糊”之間的一個臨界點，我們來照一張圖檔說明一下。

上邊這張圖檔，我們能看到在左側一個小光點通過鏡片聚焦以後投射到了右邊不同的三個焦平面上，然而根據焦平面位置的不同，這個小光點将會有不一樣的成像；紅色的焦平面上，小圓點成為了一個小的虛化圓形，綠色的則幾乎僅僅是一個非常小的點而已，藍色的就是更大的一個模糊的圓形。

而這三個小圓點哪個看起來不模糊、更清晰？顯然是綠色平面上的，于是我們可以說這個情景中的彌散圓的尺寸就是這個小圓點的尺寸，因為任何比它還小的圓點我們都會認為是銳利，比它大的都認為是模糊。

7.2 景深

在焦點前後各有一個容許彌散圓，這兩個彌散圓之間的距離就叫焦深。

對應着在被攝主體(對焦點)前後，其影像仍然有一段清晰範圍的，就是景深。

景深的影響因素：

• 鏡頭光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；
• 鏡頭焦距：鏡頭焦距越長，景深越小；焦距越短，景深越大；
• 拍攝距離：距離越遠，景深越大；距離越近，景深越小。

三、成像效果

四、拍攝指導

轉載自：https://www.zhihu.com/question/21427664/answer/53958524

很簡單。三種情況。

前提是一定要習慣用M檔拍攝，不能永遠也搞不清他們之間到底搞了些什麼鬼！感光度永遠是最後考慮的！！先定死在100，懶得鳥它。

OK，現在就剩下光圈和快門了，一下簡單多了。

• 第一種情況，先确定光圈，你是要拍什樣的片？虛化還是不虛化（說景深淺景深深對有些剛人門的同學來說簡直頭暈，嗯，我頭暈過，說虛化就明了多了），要虛化就大光圈，要背景清晰就小光圈，拍一張看一下，過曝或過暗轉快門就是。
• 第二種情況，先确定快門，要拍流水絲綢，燈光流線什的就慢快門，拍一張看下，過曝過暗就轉光圈。加了閃光燈的情況下，快門在125隻能下，不能上！
• 第三種情況，麻痹！勞資光圈開到最大了（1.2，有錢人）快門慢到安全快門警戒線了（手持拍攝情況下，安全快門等同于拍攝時鏡頭焦距，比如你用85拍，那快門不能低于100，如果是50焦距拍，快門不能低于50以此類推），片子還是欠曝！同學，感光度等你召喚！彪吧。人門機你就悠着點彪。

通常手機相機可以調整的隻有一個參數：感光度。orz……

如前文所述，感光度越低會被拍的越暗，感光度越高拍的越亮。是以：

• 不同的環境下，太陽強光下用低感光度，半夜無光裡用高感光度
• 同一個環境，想拍的明亮一點用高感光度，想拍的昏暗一點用低感光度

五、參考文章

《如何了解 ISO、快門、光圈、曝光這幾個概念？王波的回答：各參數的含義》

《如何了解 ISO、快門、光圈、曝光這幾個概念？獅子傅的回答：各參數對成像的影響》

《不懂ISO？通過4步驟告訴你什麼是ISO》

《關于彌散圓你應該知道的幾件事》

《【Camera】Camera中焦點、彌散圓、景深的概念》

《圖解光圈、焦距、攝距對景深變化的原理》