光的強度 - 距離篇

之前大概從閃光燈上設定模式的角度聊了一點閃光燈的出力控制，提到說閃光燈的出力可以用光圈大小來表示。這裡我們再加進距離的考量。一句話講完：越靠近閃光燈越亮。

先介紹一下一般用來描述閃光燈出力的單位，GN 值。GN 是 Guide Number 「指導數」的簡寫，顧名思義，不是個真正的物理量，只是參考用的。事實上，大多也只有在挑選閃光燈的時候才比較會看 GN 值。一般拍照的時候，大概很少人真的會詳細計算吧。GN 值背後的概念倒是非常地有用。

離光源越近越亮，越遠越暗，這其實是很直覺的東西。如果我們把閃光燈想像成一點光源，光線向前發射擴散出去成圓形，走過的路徑則形成一個圓錐般的形狀。有些閃光燈可以配合鏡頭焦距，調整圓錐的擴散角度。當使用廣角鏡時，閃光燈裝上擴散片把光線散得更開，照出來也才不會產生暗角。反之，則將閃光角度縮小，節省不必要的浪費。

光的發散，距離越遠，擴散的面積則越大，單位面積受光的強度也就越小，人物分到的光量也就越少。配合之前的概念：光的強度越亮，便縮小光圈，或者說以小光圈來表示；光的強度越弱，則以大光圈來捕捉。

有了這個概念，GN 值就很簡單了。我的 Sunpak 433 後面有個計算尺，很古早的設計，用來認識 GN，倒是一目了然。最上面是 ISO 100，第二行是各個光圈值，畫一條直線下來對應著各個距離（單位英呎）。再下來一行則是出力，Full、1/2 到 1/16，目前設定在 Full。節錄幾組數字如下：

F	2	4	8	16
feet	60	30	15	8(7.5)

也就是說，當底片為 ISO 100，閃光燈距離人物 60 英呎的時候，我們用 F2 可以得到正確的曝光值。有沒有發現，每一組光圈距離的配對相乘，都是一樣的 120（最後一個 7.5 被四捨五入）。這個數字也就是所謂的 GN＝120，也代表了這支閃光燈在 Full 的出力。如果把出力撥到 1/2，計算尺的距離數字右移了一個位置，則會得到下面的配對：

F	1.4	2.8	5.6	11
feet	60	30	15	8

出力少了一格（光量 1/2，同樣距離 60 英呎，F2 變成 F1.4），GN 值變成 84 （120/1.4）。

如果用了離閃，這個距離是指從閃光燈到人物，也就是光線從光源到目標的距離，而不一定是人物到相機的距離。另一點要注意的是，GN＝120 是在 ISO 100、距離單位是英呎的時候乘出來的。所以當在討論 GN 值的時候，這兩個單位要說清楚，最好還要加上對應的鏡頭焦距，也就是閃光燈光線的擴散角度。比較正確的寫法是 GN = 120 (ft, ISO 100 at 50mm)，每個考量都有標示清楚，才不會有雞同鴨講的狀況。

總之，GN 代表閃光燈的出力，用光圈和距離的乘積來表示。除了簡單的定義外，我們也稍微延伸一下，看看在實際的應用上。回到 Full 的標示，把英呎換成公尺來看比較習慣：

F	2	2.8	4	5.6	8	11	16
m	18	13	9	6.5	4.5	3.4	2.3

如果閃光燈距離人物 2.3 公尺的距離，用了 F16 拍下照片，得到適當的曝光。那他背後 2 公尺外的背景（離閃光燈約 4.5 公尺）就暗了有兩格之多（F16 比 F8）。但把閃光燈擺遠一點，到人物距離有 9 公尺，那他背後同樣約 2 公尺外的背景，則只暗了不到一格。也就是說，當閃光燈距離人物越近，則光強度隨距離遞減的效果越強。反之閃光燈距離人物越遠，則縱向曝光越均勻。所以我們想特寫人物的話，可以把閃光燈擺近一點，壓黑背景。這也是常說的「壓光」的意思，因為閃光燈打不到那麼遠的背景。如果想要把室內周遭景物一起用閃光燈照起來，那把閃光燈往後移，甚至擺到相機後方，則人物和背景較容易得到均勻的曝光。最後做個實驗，不要真的光說不練：





這三張閃光燈從正左手邊打來，自上至下，移動閃光燈的距離，從近到遠。曝光都以左邊的吹小號的小精靈為準，光圈分別是 F13、F5.6、F2.8。可以很明顯的看出來右邊吹低音號的小精靈曝光的差異。強度隨距離遞減的效果越來越弱，到最後一張，兩隻小精靈的曝光已相差不多。如果讓兩隻小精靈都均勻地曝光，那閃光燈要擺遠一點。如果只要強調一隻小精靈，或營造出另一位是背後黑手的感覺，那閃光燈擺靠近主角，讓兩個的光影差距加大。

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閃光燈 - 設定篇

上一篇提到了閃光燈的曝光值只跟光圈有關：光圈越大，曝光越多，廢話。但其實也就是這簡單。

如果閃光燈上有手動控制的，通常都是以 full、1/2、1/4 的等比級數遞減。也就是從閃光燈的最大出力算起，光量減半，一次減 1 EV。如果要得到相同的曝光量，光圈小就出力大，出力小就光圈大來捕捉足夠的光量，對應 full、1/2、1/4 出力的光圈大小就是 F# 遞減 1.4 倍：例如 5.6、4、2.8。當然調整光圈控制景深，端看構圖的需要。現在數位時代，除了光圈之外，我們也可以調整 ISO 感光度來達到同樣的曝光效果。一次以 1 EV 的間隔遞增，100、200、400。

如果閃光燈上有自動模式的話，後面會標示著一組 ISO 和光圈的對應值。以 PE-20 為例，後面標示著：

ISO	100	200	400
F	4	5.6	8

發現 ISO 每增一格，光圈便減一格，對應的光量是固定的，也就是此閃光燈的最大出力。閃光燈前方會有個測光器，在自動模式下，內部的線路會假設你的相機是設定在他所給的值。當他測到足夠的反射光量（也就是在 ISO 100、F4 應該有的曝光值）時，便會關閉電路停止閃光出力，也就可以得到正確的曝光。這裡有閃光強度跟閃光持續時間的測量圖，當測光器關閉電路時，光的強度也像被切斷一般，馬上歸零。

在自動模式中，通常都是照著閃光燈所給的設定，ISO 100、F4，得到自動且正確的測光。如果想要增亮一格，可把光圈設在 F2.8（ISO 100），以捕捉更多的光線。反之光圈設在 5.6，則等於減一格自動測光。雖然像是 PE-20S 這類的閃光燈上不能加減曝光值，但我們可以從光圈的設定，得到同樣的效果。

這種自動測光，測的是物體的反射光，射進測光器的光量，所以你把閃光燈擺頭並不會影響，閃光燈仍會依據正前方的測光器測到的（反射光）量，調整出力。但這並不是真正進入相機鏡頭裡的光（即所謂的 TTL，through the lens），而是一個假定的值，而且大多時候相機就只能在一固定的設定。在像多閃燈的複雜光源環境下，往往因為測光器接收到別的閃燈光而判斷錯誤。無聊的時候可以用手或黑布膠帶把測光器遮住，每次擊發都會是最大出力，因為他「總覺得」太暗了。

測光器還有另一個功能，感應觸發模式（slave mode）。當測光器接受到別的閃燈所發出的閃光時，便會擊發，成了多閃燈的拍攝方式，算是最早的無線控制方式。我也用過一個同樣道理，獨立的感光觸發熱靴（照片中閃光燈底下有透明半圓形的小座子），用小小 DC 上的內建閃光，觸發外閃。樣子有點好笑，效果還算不錯，算是我數位閃光攝影的第一步。

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光圈

要討論閃光燈之前，不可避免的得先說說曝光，特別是光圈和快門。當然隨便 google 都可以找到一堆，多多參考。這裡就只挑個比較 geeky（宅?）的地方談起。

相機的快門從 1/10 到 1/250 秒大概是比較常用的範圍。有時候會相機上簡寫成 10、60、500，表示 1/10、1/60、1/500 秒的意思。相對的長曝光則會補上「"」單位，2"、10"、30"，則是表示整秒數。數字大小對應的時間的長短，或是說短長，這方面比較不會產生疑問。

光圈就沒有那麼幸運了。一開始接觸到光圈，最常出現的疑問便是，為什麼數字大表示光圈小？因為跟快門的 10、60、500 一樣，數字都是代表著分母。快門的分子是一秒，好懂好記；光圈的分子則是焦距 f；這也是為什麼常常寫做 f/2.8、f/16（或是比較老式的 1:2.8，f 1 比 2.8）的原因。而為了避免搞混，通常用大寫的 F（全名是 F number，或 F#，是個比例，沒有單位）來代表光圈數這個分母數字，用小寫的 f 來代表焦距長度。

焦距是在描述鏡頭時第一個提到，也是最重要的一個特性。從另一方面來說，每支鏡頭都不相同，要定義一個大家都可以通用的單位，自然要考慮到焦距的差異。再換句話說，一支 50 mm 的鏡頭光圈是 4 的時候，他的開口便相當於直徑 50/4＝12.5 mm 的圓形。300 mm 的鏡頭光圈同樣開在 F4，他的等效口徑大小則是 75 mm。這也是為什麼長焦鏡頭都跟個大砲一樣，不僅長，口徑也大。鏡頭內部設計是門複雜的學問，實際上可以透過光圈環擺放的位置，來達到這裡所強調「等效」的效果。但我們也可以很粗略地想像這個 300 mm、F4 的鏡頭相當於一片直徑 7.5 公分的透鏡。

我們從光線的被鏡片折射角度來看。當平行光直射到 F2 鏡片的時候，最邊緣的光線會以 atan( (f/2)/2/f )＝14 度的入射角度聚焦到底片上（再除以二是取半徑）。F11的話，這個角度只有 2.6 度。這也可以想像是所有的光線入射到底片的角度的變化範圍。在小光圈 F11 的時候，即便是失焦，也和準焦的成像落點相差也只有大約 3 度的固體角（想像一個頂端是 3 度的圓錐）。然而大光圈的話，這個圓錐的差距會有十幾度，失焦點跟小光圈比起來散得更開，也就是大家所追求的散景，淺景深。這當然是個很粗糙的模型，但也不失為一個了解景深的方法。

再來我們說光圈大小，可以透光多少，其實是在指他的面積大小。既然 F 代表著長度的比例，當計算對光線的影響時，便得要平方。所以 F2 是 F1 開口的 1/4（記得是分母！）。F2 則是 F2.8 的兩倍。人的眼睛對亮度的感覺並不是線性的，而是類似於倍數的判斷。像是天文學上星星亮度的星等，每級之間亮度相差 2.512 倍。所以光圈快門的「格數」也是同樣的道理，需要用比例的觀念去理解。當我們說曝光差「一格」，表示曝光量是兩倍或二分之一。所以在其他條件完全相同的情況下，F8（F1 的 1/64）跟 F5.6（1/32）差了一格；F1.7跟 F3.5 數字差一倍，曝光上（1/3 和 1/12）差了兩格。

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