2009年3月6日 星期五

閃光燈 - 瞬間篇

我一開始接觸閃光的時候,最大的疑問就是,為什麼都只有講光圈大小來表示閃光燈的曝光?難道不用考慮快門時間長短嗎?有些棚內攝影甚至整張照片曝光的資訊就是個光圈而已。後來才知道,也是一開始入門閃光燈最重要的觀念,不是怎麼計算曝光量,而是「閃光一瞬間」。這講起來好像是廢話,閃光燈本來就有凝結瞬間動作的效果。不過時間長短快慢,都是比例下的結果,下面我們要從相機的動作來看。

首先得定義什麼是「一瞬間」。閃光燈基本上是由氙氣燈管和高壓電容連結組成。觸發以後,一方面將氙氣離子化(ionize),使之從惰性氣體分子,變成可導電的離子狀態;一方面將燈管和電容的線路接通,讓儲存在電容中的能量一次釋放。閃光是從燈管導電時氙氣原子內部的電子躍遷產生,但這個躍遷的時間極短(nano-second,<1/1000000 等級),所以閃光燈發光的時間主要取決於電容放電線路的設計,一般在 0.4 到 2 ms 之間,也就是 1/2500 - 1/500 秒。這個「一瞬間」稱之為閃光持續時間(flash duration)。有人在實驗室裡實際測試了 Canon 580Ex 的時間,全力放送時約 1/1000 秒,降低出力最快可到 1/35000 秒。

知道了閃光燈所花的時間,也要考慮相機的時間。之前提到,相機上時間的機械單位是「同步速度」,也就是快門開關所花的時間,通常在 1/200 秒左右。同步速度同時也是底片可以一整張同時曝光完成的最短設定。用 1/250 秒同步速度的例子,如果在 1/1000 秒的設定下閃光,只有 1/4 張底片在閃光燈發光的那時候暴露在外,照出來便是一條有曝,其餘皆暗。這裡有實驗結果(),實際上比理論的1/4大塊得多,而且各個快門值還不太成比例。但只有在比同步速度長的快門設定下,整張底片才會得到完整的閃光曝光(這裡指的是傳統機械式幕簾快門,如果是電子快門,則不受此限制)。

有的相機如 K10D,當快門設定快過同步速度時,機身便關閉閃光功能,不再觸發。也有比較高階的閃燈,會以 1/1000 秒的間隔,連閃四次,把四個長條型的曝光範圍都照亮,稱作高速同步(high speed sync)或焦平面閃光(Focal Plane Flash)。但一般來說,同步速度可以稱作是相機機身可以使用閃光燈的極限。即便是支援高速同步的閃光燈,當以 1/1000 連閃四次,每次也只能是 1/4 的出力,持續時間縮短至 1/4000,還是比曝光的時間快。

至於觸發的時機點,正常設定下,閃光燈是跟快門前簾同步。以 1/60 秒(4 個 1/250)為例:按下快門,前簾開啟,等過了第一個 1/250,底片完全暴露時,閃光觸發。等再過了 3 個 1/250,後簾啟動關閉。而設定為後簾同步時,閃光燈則是在等完四個 1/250 後,後簾啟動前才觸發。

所以假設沒有其他的光源,不管你快門設 1/250 秒還是 250 秒,照到的都是閃光那 1/1000 秒的效果而已。換句話說,如果我們要拍人物的光源來自閃光燈,快門便不再是考慮曝光是否正確的因素了。寫了這麼多字,能讓讀者只記得最後一句話,那我也算是功德圓滿。

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