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2009年3月8日 星期日

閃光燈 - 快門篇

閃光燈的曝光值,基本上是以光圈作為測量單位。我們可以決定好景深光圈後,調整閃光出力配合;更多的情況是,閃燈架好了懶得去調整,而直接撥撥相機轉盤,改變光圈,以得到適當的曝光。光圈只負責閃光的部份,但考慮到照片整體的曝光,或者說均衡,快門仍然是很重要的角色。

大多數人不喜歡用閃光燈的原因,不外是光質太硬(hard light),照出來一片死白。關於光質的部份,是很大的一個題目,可能三五篇都講不完。但還有一個比較不常提起的原因,就是整張照片只有主角被閃光,其他一片黑暗。最常出現的情況便是拍黃昏的時候,背對著夕陽美景,不開閃光燈只有翩翩剪影;開了閃光,後面一片黑暗,比黑影到此一遊還要失敗。

這時候就需要「慢速同步(slow sync)」,有的相機也稱作「夜間人像」模式。相機會拉長快門曝光時間,讓背景的光線繼續進來,取得景物適當的曝光。這一方面是因為閃光的曝光量已經在那最初的 1/1000 秒就已完成,而現場光源微弱,主角因為延長快門而造成的曝光量還是很小,可以忽略;另一方面,閃光燈的範圍有限(單位面積的強度隨著距離的平方遞減),幾乎不會照射到背景。這時候的曝光值的計算變成兩個:第一是閃光燈出力和光圈大小,決定主角人物的曝光;第二是用同樣的光圈,忽略閃光燈,純粹計算背景曝光該用的快門值。也可以說是一次將兩種曝光,閃光燈的部份和現場光的部份,同時拍在同一張照片中。

當然我們不一定要等到夕陽時分才可以用慢速同步的概念。左圖的使用無線觸發器,閃光燈位在相機正後方,1/4 出力,往天花板打跳燈。打跳燈其實是在天花板製造一個面積更大的光源,這時候我們可以說光線是從相機的後上方下來,順光的方向。這張我用的光圈 F4,快門 1/125,後方的走廊則完全沒受到客廳閃光燈的照顧,一片漆黑。

我接著改用直的構圖去除掉垃圾桶,保持簡單的畫面。因為用的是離閃,現場光線並沒有因為我們轉動相機而改變。同樣用 F4,但是把快門延長到 1/10 秒。很明顯地,記錄下了走廊後端的自然光。整體的空間感增加了,人物跟背景的反差變小,視覺上不會顯得突兀,看起來也比較自然。更重要的是,頭髮不會跟背景同樣一團黑,人物的輪廓很清楚地表現出來。

你可以稱它為補光,或是壓光,不過我比較喜歡稱他做「平衡現場光(balancing ambient)」。不管你是室內或室外,黃昏或正午,重點是在「平衡」兩個字。這時我們可以調整:

一:改變快門,調整走廊盡頭的亮度。
二:改變閃光燈出力,調整人物的亮度。
三:改變光圈或是 ISO,則會影響整體的曝光。

就這張照片來說,我會想要人物再亮一點,背景再暗一點。那我可以加大光圈半格,使整張都調亮半格,但把快門加快一格,則背景變得比原來變暗半格,跟主角人物的差距也加大。這裡我們雖然是以閃光燈為主要光源,用現場光來補強,但是反過來用閃光燈來當輔助也是可以。現場、閃光,誰亮誰暗,相差多少,就是看每個人創意的表現了。

眼尖的人可能發現,小朋友的衣服顏色稍微有點變化,沒有第一張那麼潔白。仔細看的話,也可以發現一點殘影(如果跑來跑去就會變成這樣)。這是因為主角在延長的 1/10 秒時也同樣依現場光源在底片上曝光。現場光的顏色不一定跟閃光燈的白光相同,造成曝得越久,變色越多的情況。不過這又是另一篇了。

最後感謝 Claire 座位指導跟 Craig 麻豆配合。

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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(圖),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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2009年3月5日 星期四

快門

上一篇提到,表達光圈大小如 f/2.8 的分子 f,或是說基準,是鏡頭的焦距;快門的基準則是 1 秒。但快門除了「1 秒」這個時間上通用的標準外,我們也可以用一個屬於相機本身機械式的標準,也就是快門開關所花的時間。這個快門值也稱作同步速度(sync speed,其實是時間單位,不是「速度」)。

一般我們使用的相機,多是用焦平面快門,也稱幕簾快門,位在機身感光元件(底片、CCD、CMOS)前面,這樣不會因為換了不同的鏡頭而有所影響。以 SLR 為例,想像一下按下快門後相機的動作:

1. 反射鏡翻起,光線不再被稜鏡反射,而往底片的方向前進。觀景窗變黑。
2. 快門簾打開,暴露出底片,開始曝光。
3. 經過所設定的快門時間後,快門簾關上,曝光完成。
4. 反射鏡回到原來的位置,大功告成。

如果快門動作時間(如 1/200 秒)比實際上曝光的時間短很多(如 2 秒),那快門實際上怎麼動,其實影響不大。事實上,古早底片感光度不夠,需要長時間曝光,相機的快門不過就是個鏡頭蓋而已。但如果快門設定得跟快門動作時間一樣,快門一打開便要關上的話,實際機械動作的時間,就也要納入考慮。

假設有一快門簾由左到右打開,馬上原地向後轉,由右到左關上,那底片最右邊的部份其實完全沒有曝到光,而最左邊的部份則曝了兩趟的時間,整張從全黑到過曝,全部包辦。所以真正焦平面快門通常是由兩片幕簾組成,一片負責開,一片負責關,都以同樣速度和方向動作。當前簾由左到右打開到底的時候,底片最左邊的部份已經曝過了一趟的時間,而右邊則才剛開始。這時候後簾再同樣由左到右關上,剛好停止了左邊的曝光,而右邊則等到過了一趟的時間後,也完成曝光,整張相片也才均勻地曝光。同步速度便是指快門簾跑一趟所花的時間。現在一般 DSLR 相機的同步速度大概在 1/200-1/250 左右,我的 K10D 的同步速度是 1/180 秒(嘆)。

那如果快門設定比動作時間還要快的時候怎麼辦呢?

這時候就是得縮小曝光的面積了,也就是後簾在前簾還沒開到底的時候就開始關上。以 1/250 的同步速度為例,當前簾花了 1/500 秒走到一半的時候,後簾便啟動關上。從底片的角度來看,每個地方都只看到 1/500 秒的光,就被後簾蓋上。同理可推,1/1000 秒的就是後簾在前簾開 1/4 的時候啟動,1/8000?1/32。如果從快門的角度來看,這時候前簾後簾的距離只有全長的 1/32,長方形的開口掃過整張底片。有點類似平台式掃瞄器燈管移動的方式,一次只接收一長條型的訊息,只是相機快門的速度快得多多。

最後如果高速快門的同時,被照的物體快速移動會發生什麼情形?這張是 Jacques-Henri Lartigue 在 1912 年照的法國 GP 大賽。他使用的相機快門簾是由下往上移動的,所以下面的影像先曝了光,當曝光的長條形範圍往上移動時,賽車也往前,造成橢圓形的輪子。更神奇的是他接著平移相機追焦,結果賽車手擺正了,路人反而朝跟車輪相反的方向倒去,製造出強烈的速度感。

Jacques-Henri Lartigue - Grand Prix de lâ A.C.F.
source: http://www.dptutorial.com/examples



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