閃光技術(shù)基礎(chǔ)(下)

圖1. 這張照片拍攝于加利福尼亞午后耀眼的陽光下，照片很清楚地表現(xiàn)出相機的影像感應(yīng)器在記錄大動態(tài)范圍光線時的困難程度。與背景相比前景過于昏暗，相機只能對整個畫面進行權(quán)衡。拍攝的結(jié)果就是一張前景欠曝的平淡照片。EOS 5D Mark II，1/125s，f/7.1，ISO100，22mm

圖2. 通過使用離機閃光（使用580EX無線引閃420EX），使前景得到充分的照明以降低與背景之間的光比，得到一張更富戲劇性的照片。不可否認的是，明眼人不難看出光線的角度有些不符合邏輯（為什么陽光可以從兩個不同的方向照過來？），但是通常大多數(shù)人都不會注意到這種小細節(jié)。拍攝中使用了高速同步閃光，以保證快門速度足夠支持相對較大的光圈，使背景適當虛化。同時這張照片使用了無線引閃器，使閃光燈可以與相機拉開一點距離，也可以使用常規(guī)的E-TTL無線引閃。EOS 5D Mark II， 1/400s，f/6.3，ISO100，22mm

使用高速同步模式

高速同步（HSS）非常適用于在戶外使用大光圈時進行填充閃光；亦適用于在日光下以閃光燈為主光源拍攝，通常被稱為“壓暗環(huán)境光”。

一般來說，要在明亮的光線條件下使用填充閃光是不可能的，除非收縮至較小的光圈，或者使用非常低的ISO感光度設(shè)定或慢速膠片。然而收縮光圈會導(dǎo)致景深增加，不適于需要背景虛化效果的肖像攝影。而大光圈又會增大進光量，導(dǎo)致快門速度提高，這意味著快門速度將會突破相機的最高閃光同步速度。

HSS可以讓快門速度突破閃光同步速度的限制，從而使問題得到解決。攝影師可以選擇不超過相機最高快門速度的任何數(shù)值（通常為1/2000秒或1/4000秒），因此可以在明亮的光照條件下使用大光圈。該模式的主要缺點是由于持續(xù)的閃光脈沖而造成閃光指數(shù)有所下降。

由于HSS高速同步閃光本身并不是用于凝固物體的動作，因此“高速同步”的叫法可能會產(chǎn)生一點誤導(dǎo)，叫做“高速快門閃光同步”更加貼切。普通閃光攝影很適合凝固動作，因為電子閃光脈沖持續(xù)的時間非常短暫。當場景主要由閃光照明時，由于閃光的持續(xù)時間很短，因此不容易拍攝出由于運動而模糊的照片——就好像使用數(shù)千分之一秒的快門速度一樣。這實際上是利用了高速攝影的原理。

然而在HSS模式下，閃光脈沖持續(xù)的時間更長，以保證在更長的時間內(nèi)提供照明。如果HSS模式配合非常高的快門速度，就能很好地凝固運動瞬間。但如果HSS配合剛剛超過最高閃光同步速度的快門速度，就無法有效地凝固物體運動了。高速同步表示允許在較高的快門速度下同步閃光曝光的能力，而不是指高速攝影的能力。

開啟高速同步模式的方法根據(jù)所使用的相機和閃光燈而各不相同。

第一簾和第二簾快門同步

盡管有了高速同步模式，但一次單獨的閃光脈沖總是比相機能夠達到的最高快門速度持續(xù)的時間要短。因此閃光可以在曝光開始時、中間或曝光即將結(jié)束時發(fā)出，而不會影響最終的曝光量。但是，盡管最終的曝光量不會受到影響，但如果使用慢速快門拍攝運動物體，最終的照片效果將會完全不同。

請看這個例子。小火車模型由兩個不同的光源提供照明，都布置在相機左側(cè)。一個光源是普通的鎢絲燈，安裝有反射器；另一個光源是Speedlite閃光燈，安裝了1/2 CTO橙色凝膠濾色片以糾正鎢絲燈的色溫。

照片A僅使用閃光燈拍攝，鎢絲燈關(guān)閉。瞬間發(fā)出的閃光脈沖凍結(jié)了火車模型的運動，使它看起來好像是完全靜止的。盡管這張照片呈現(xiàn)出很豐富的細節(jié)，但并不能表現(xiàn)出動感。 如圖3所示。

在照片B中，打開了鎢絲燈而關(guān)閉閃光燈。需要較長的曝光時間（0.8秒）。照片記錄了小火車沿鐵軌移動的動感，但不幸的是，畫面中的影像非常模糊，拉長成了條紋狀。 如圖4所示。

解決方法是，同時使用閃光燈和鎢絲燈：慢速快門同步。換句話說，使用閃光燈，結(jié)合0.8秒的曝光時間，讓閃光的效果和鎢絲燈提供的現(xiàn)場環(huán)境照明相結(jié)合。這種方法基本上可以看作是創(chuàng)造兩種曝光的結(jié)合，因為在曝光的不同時段使用了不同的光源。

不幸的是，這種方法也帶來了一個有趣的問題，如照片C所示。閃光燈以普通閃光方式在曝光開始時發(fā)出閃光，隨著曝光過程的延續(xù)，小火車的運動過程在環(huán)境光的照射下被記錄下來。拍攝出的照片中看上去好像小火車在倒退，因為閃光發(fā)出的時間位于曝光周期中錯誤的一端，即曝光開始的時候。這就是前簾同步的問題，因為在快門簾打開的瞬間閃光就釋放了。 如圖5所示。

第二簾快門同步

解決第一簾快門同步（前簾同步）問題的方法是，在環(huán)境光曝光即將結(jié)束，第二快門簾即將關(guān)閉的瞬間釋放閃光。這種模式稱為“第二簾快門同步”或“后簾同步”，用這種方法拍攝出的照片看起來更加真實自然。如照片D所示，現(xiàn)在小火車看起來正在向前行駛，因為它是行駛到最前面的位置時被閃光燈照亮的。如圖6所示。

后簾同步模式是隨佳能T90相機一同發(fā)布的創(chuàng)新技術(shù)，大多數(shù)EOS系列相機都支持該功能。一小部分早期EOS膠片相機不支持該功能，而T90的后簾同步功能無法與E系列閃光燈兼容。后簾同步要求配合Speedlite閃光燈才能實現(xiàn)，通常無法在手動閃光燈上實現(xiàn)，例如影室閃光燈。佳能使用3個三角形圖標來標識后簾同步功能。 如圖7所示。

后簾同步的相關(guān)問題

盡管后簾同步非常有用，但該功能并不總是適合拍攝運動物體，因為在長時間曝光條件下進行拍攝更加困難，曝光量也更難控制。在前簾同步模式下，很容易看到物體在取景器中運動的狀態(tài)，并在適當?shù)乃查g按下快門捕捉畫面。而在后簾同步模式下，首先由于反光鏡升起，因而一旦快門打開就無法在取景器中看到物體運動的情況；其次，必須對曝光結(jié)束時物體是否還在畫面中進行必要的預(yù)測。由于這些原因，肖像或類似題材的攝影師往往認為更適合使用前簾同步。

EOS相機默認使用前簾同步。開啟后簾同步模式需要在菜單中設(shè)置。

最后，E-TTL預(yù)閃出現(xiàn)在快門打開之前，所以在使用長快門曝光或后簾同步時，可以看到一共發(fā)出兩次閃光。預(yù)閃總是在快門開啟前打開；當使用長快門或后簾同步時，兩次閃光之間的時間間隔更加明顯。

在兩種情況下預(yù)閃和主閃光的延遲可能會帶來麻煩。第一，如果被攝物體移動了一段距離，那么預(yù)閃閃光得到的測光結(jié)果相對于最終閃光效果來說可能會出現(xiàn)誤差，此時可能需要配合使用FE鎖定。第二，預(yù)閃閃光可能會讓被攝人物感到困惑，因為他們通常認為只有一次閃光。

平方反比定律

光從光源發(fā)出后會迅速衰減。例如，一團篝火是由黑暗圍繞的光團，而射向夜空的手電光很快就被無邊的黑暗所吞噬。你可能會覺得隨著距離的加倍，光線的強度也會減半，而實際上光的衰減速度遠不止于此——僅剩1/4。

空間是三維的，所以請想象光源就像一個不停發(fā)射光子的球體。離光源越遠，球體的體積就越大。球體的表面積也在增加，但照亮該面積的光子數(shù)并未增加。這不是簡單的1:1的關(guān)系，因為當與光源的距離加倍時，球體的表面積增加不止一倍。

到光源的距離與亮度的關(guān)系從數(shù)學(xué)上來說遵循“平方反比定律”。光線強度與距離的平方成反比。

這聽起來比實際更復(fù)雜。如果距離加倍，結(jié)果就是(frac12;)2，即1/4的光線強度。如果距離翻兩番，那么光線就是(frac14;)2，即1/16的光線強度。由此可見，光線強度衰減的速度非常快。 如圖10所示。

要點：隨著與光源之間距離的增加，光線會以非常快的速度衰減。這就是為何使用閃光燈可以更輕松地照亮近處的前景部分，而稍遠處的景物卻暗得多的原因。

所有常規(guī)光源（激光除外）都遵循該定律，這也是為何閃光燈發(fā)出的光線迅速衰減的原因。而在閃光攝影領(lǐng)域這一規(guī)律帶來的實際效果甚至更糟，因為光線必須從閃光燈發(fā)出照射在物體上，再反射回相機。

再加上大部分光線被物體吸收而無法反射回來這一事實，這樣就能全面反映閃光燈工作時的狀況了。這就是為什么從小閃光燈升級到更大些的閃光燈，閃光指數(shù)的提高往往非常有限；而使用安裝在機頂?shù)拈W光燈拍攝時，前景的景物與遠處的背景景物在照明亮度上相差甚遠。 如圖11所示。

簡而言之，由平方反比定律對典型的閃光攝影帶來的種種限制，可以解釋前景景物與背景在亮度上的巨大差異。閃光燈要照亮兩倍距離處的景物，就必須增加4倍強度的能量。

閃光指數(shù)（GN值）

便攜式閃光燈的最大有效閃光距離范圍，通常以閃光指數(shù)（GN）來表示。習(xí)慣使用自動閃光測光的用戶通常從來不會用到GN值，但GN值常用于計算在一定的距離，要想對被攝物體提供有效的照明所需的光圈值，反之亦然。GN值描述的是閃光燈能夠覆蓋的有效距離，而非輸出功率。

要得到所需的光圈值（f值），用閃光燈的GN值除以閃光燈到被攝主體的距離。要計算出使用當前光圈時閃光燈可以有效照明的最大距離，用閃光燈GN值除以當前f值。在任何一種情況下，重要的是閃光燈到被攝物體的距離，而不是相機到被攝物體的距離。當使用安裝在機頂?shù)拈W光燈時，這兩個距離是一致的；而當使用離機閃光，這兩個距離就不同了；在使用反射閃光時則更加復(fù)雜。

可用f值=GN/閃光燈到被攝物體的距離

閃光燈有效照明距離=GN/當前設(shè)定的f值

只有當距離的單位和膠片或感應(yīng)器使用的感光度值已知，GN值才有意義。佳能給出的GN值單位都是在ISO100下，以米為單位。Speedlite閃光燈的產(chǎn)品名稱，如580EX，就是用閃光燈最高GN值（對于變焦閃光燈頭來說，即為變焦至最大焦距時的GN值）乘以10得到的。

早期佳能在北美發(fā)售的閃光燈產(chǎn)品，使用以英尺為單位的GN值，較新的產(chǎn)品手冊中都會同時以英尺和米為單位進行標注。過去的標注令人困惑：標稱GN 43的閃光燈聽起來不錯，但實際上換算成米為單位只有GN 13。這里全部使用以米為單位標注的GN值，以符合Speedlite閃光的命名系統(tǒng)。如需轉(zhuǎn)換成以英尺為單位，只需將GN值乘以3。

另外不要忘記GN值還需要將膠卷速度或感應(yīng)器感光度計算在內(nèi)，因為隨著ISO值的增加，GN值也會增加。所以當膠卷速度的ISO值不是100時，需要進行換算。算法遵循平方反比定律：ISO值翻兩番，則GN值翻倍。在此給出速算參數(shù)，無需使用平方根計算。

ISO 翻倍： GN×1.4

ISO 減半： GN×0.7

對比閃光燈時另一個非常重要的參數(shù)是變焦燈頭的變焦范圍，它也會對GN值產(chǎn)生影響。例如，兩只閃光燈配備同樣功率的電路和閃光燈管，但一只可以達到105毫米的變焦范圍，另一只只能達到80毫米。前一只就能達到更高的最大GN值，因為它發(fā)出的光線可以更加集中，從而照亮更遠的距離。配備可換反射器的影室閃光燈也有類似問題。

最后，公平地說，廠商為產(chǎn)品標注的GN值多少都有主觀成分，畢竟，如何才算主體“曝光準確”呢？對于不同制造商生產(chǎn)的閃光燈來說，通過相互比較GN值來選擇產(chǎn)品其實并沒有太大必要，廠商在標注產(chǎn)品的GN值時往往比較樂觀。

閃光輸出的量化

要比較不同廠家生產(chǎn)的閃光燈產(chǎn)品并不簡單，挑戰(zhàn)之一就在于不同廠家測量閃光燈輸出功率的標準各不相同。由于并無統(tǒng)一標準，因此幾乎不可能知道某家公司的產(chǎn)品是否比另一家公司的產(chǎn)品能夠發(fā)出更高的閃光功率，除非有經(jīng)驗的用戶借助閃光測光表進行對比測試。

根本問題在于每家公司使用的測量手段各不相同。這倒不是因為他們不夠誠實，而是因為對光線的測量確實是一個復(fù)雜的課題。想一想一般家用照明。數(shù)年前，當鎢絲燈作為市場上唯一能買到的照明器具時，人們習(xí)慣于通過燈泡的瓦數(shù)來判斷其亮度。提到某個燈泡是65瓦，大家都會對其亮度有一定的認識。不幸的是，瓦特代表的是燈泡消耗的電能，而并非燈泡產(chǎn)生的亮度。因此當熒光燈泡面市后，這一舊有的判斷系統(tǒng)便崩潰了。好像突然之間，亮度更高同時耗電量更低的燈泡就占領(lǐng)了市場。

另一個主要問題涉及面積和距離。想象安裝在天花板上的普通燈泡，在整個房間柔和均勻地散發(fā)光線。把同一個燈泡安裝在臺燈上會怎樣呢？突然之間光線看起來就感覺強烈多了。實際上燈泡發(fā)出的光線是不變的，只是放在書桌上之后，離眼睛更近、而且光線更集中了。

這兩個問題也影響到對閃光燈功率的測量，再加上閃光燈是在瞬間發(fā)出閃光脈沖而非持續(xù)光源，測量起來就更復(fù)雜了。

瓦特·秒（焦耳）

這兩種描述方式是同義的，描述電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的能量，并不是光線強度的單位。這是很常見的計量單位，但很不幸其并不總是很實用。高效的電子設(shè)計可以比較差的設(shè)計消耗更少的能量，同時發(fā)出更多的光。

有效功率

生產(chǎn)商會聲稱他們的閃光燈比其他廠商的產(chǎn)品效率更高，因此可以比對手的產(chǎn)品產(chǎn)生更多的“有效功率”。沒人知道它到底是什么意思。

GN值

如前文所述，對閃光燈覆蓋范圍的計量值。關(guān)鍵點是，GN值的大小與閃光燈頭的覆蓋范圍緊密相關(guān)，而不只是閃光燈管的發(fā)光能力。該計量值亦與膠片感光度/ISO設(shè)定值有關(guān)。

流明·秒

光量的計量單位（即“光通量公制計量”），對人眼的敏感度進行加權(quán)，測量光源在1秒內(nèi)的發(fā)光量。不幸的是，關(guān)于流明的探討很大程度上涉及物理學(xué)家和工程師的研究領(lǐng)域，非普通用戶能夠涉足（對流明的官方定義有關(guān)于固體角度概念和單頻540MHz等）。然而流明仍是評價某種設(shè)備發(fā)光量的適當且準確的方式，盡管很少被閃光燈制造商所采用。

光束燭光每秒（BCPS）

光源強度的計量值，并將反射器或鏡頭的品質(zhì)一并計入考量（即“光束”）。

曝光值（EV）

攝影器材在給定鏡頭種類或膠片速度的ISO感光度下，對于自動判定正確曝光測光值的靈敏度計量，以EV（曝光值）為單位。

由于入射膠片或感應(yīng)器的光量由曝光時間（快門速度）和光圈值決定，EV值通常是能夠達到同一曝光量的快門速度和光圈值的組合。例如，f/4與1/30秒的曝光組合可以獲得EV 9，那么使用f/2與1/125秒的曝光組合可以獲得相同的EV值。

快門速度與光圈值的組合讓同樣的光量入射到膠片或感應(yīng)器，上述兩種組合的唯一區(qū)別在于景深大小和記錄的動態(tài)有所不同。景深會隨著光圈增大而變淺，而影像的清晰度會隨著快門速度的降低而變得模糊。

然而，只有在相同的膠片速度或ISO感光度值下，對比EV值才有意義。佳能在其手冊中以50毫米f/1.4鏡頭在ISO 100下的進光量作為基準。

彩色濾鏡

便攜式閃光燈發(fā)出的閃光，在色溫上很接近正午日光的色溫：5500K到5600K，或略微帶點偏藍的白光。但這種模擬日光的色溫并不一定適合所有拍攝題材。日光色溫可能會顯得過暖或過冷，且可能與現(xiàn)場光線沖突。或者可能會需要更跳躍的色彩，如大紅或深藍，來實現(xiàn)特殊的照明效果。這時候就該彩色濾鏡大顯身手了。

正如牛頓在其著名的棱鏡實驗中所發(fā)現(xiàn)的，白光包含整個光譜中各種不同波長的光。人類大腦將這種混合光線包含的能量解讀為我們稱之為“白色”的感覺。既然光線中包含如此多種不同波長的能量波，那么就很容易通過在光源前放置某種半透明材料，來阻斷或吸收某段特定頻率。我們的大腦就會將剩余波長的光波解讀為某種不同的、有別于白色的其他色彩。

用于光源的彩色濾鏡通常有兩個作用。首先，通常用于色彩校正，即改變白光的色溫以匹配實際需要。其次，用于制造特別的強烈色彩以實現(xiàn)特殊效果。

濾鏡可以安裝在不同的位置。如果要改變整個場景的效果，就放置在鏡頭前。如果要改變某盞燈的照明光效，可將彈性凝膠濾色片固定在某盞燈上。濾色片或彩色擴散器均可固定在閃光燈頭上，以改變其發(fā)出的光線效果。

色溫校正

由于閃光燈發(fā)出的光線是略微偏藍的白色光，因此可以輕易改變其色彩。例如，有時需要對閃光燈發(fā)出的光線進行均衡以達到與現(xiàn)場光線的匹配。如果閃光燈發(fā)出的主照明光或者輔助照明光與現(xiàn)場光線的色溫不同，拍攝出的照片就會不真實、不自然。反之亦然，有時閃光燈照亮的區(qū)域需要與其他被自然光照明的區(qū)域有著截然不同的色彩，以實現(xiàn)特殊創(chuàng)意。

色溫轉(zhuǎn)換有兩種形式。將橙黃色光（鎢絲燈）轉(zhuǎn)換為藍光（日光），需要使用“冷色調(diào)”濾色片。反之則需要“暖色調(diào)”濾色片。如前文所述，這樣的叫法有時可能會造成困惑，因為變冷通常意味著提高色溫值，反之亦然。這樣的叫法反映的是實際使用的濾色片顏色，而非色溫理論。因此，冷調(diào)濾色片是藍色的，暖調(diào)濾色片是橙黃色的。

非鎢絲燈人造光源

對于其他種類的人造光源，也可能出現(xiàn)色偏現(xiàn)象。熒光燈管發(fā)出的光就很令人厭煩，經(jīng)常呈現(xiàn)綠色調(diào)。全光譜熒光燈管發(fā)出的光線更加均衡悅目，盡管它們的色彩曲線沒有白熾燈那么平滑。其色彩輸出趨向“尖銳”，或者說在很窄的波段產(chǎn)生更強烈的色彩。這就是為何熒光燈，甚至設(shè)計用來模擬鎢絲燈光感的緊湊型熒光燈，其發(fā)光效果看起來很不自然的原因。

為了將熒光燈的色彩問題降至最低，許多攝影師都會攜帶淡綠色濾色片，特別是新聞采訪攝影師。這類濾鏡可以幫助閃光燈更接近看起來令人很不舒服的熒光燈光效果。在使用數(shù)碼相機拍攝時，機身可以設(shè)為熒光燈白平衡，拍攝出的照片會有更佳的色彩一致性。

用于工業(yè)或公共場所照明的高壓汞燈和用于街道照明的黃色鈉燈帶來的問題更大。這類通過氣體放電發(fā)光的光源發(fā)出的光譜有非常窄的波段，造成不可預(yù)知的色溫補償值，且根據(jù)不同燈泡種類而各不相同。更麻煩的是，這類非連續(xù)光源不是持續(xù)發(fā)光的，而是每秒閃爍多次（北美和日本部分地區(qū)頻率為60Hz，世界其他大部分地區(qū)為50Hz）。因此，當使用較高速度的快門拍攝照片時，當拍攝的瞬間恰好為燈光照明周期的高峰或低谷時，照片的色溫和曝光會產(chǎn)生很大的偏差。

“色溫”這個術(shù)語在技術(shù)上并不適用于熒光燈和氣體放電燈具，因為它們都不使用白熾燈絲。然而為了方便，生產(chǎn)廠商通常會標出燈具的大致色溫范圍，即相關(guān)色溫值。

混合光源

如果不使用任何濾光手段，在混合光照明條件下拍攝將是一個非常大的挑戰(zhàn)。最終拍攝的照片將是各種不同光源混合照明的效果，如同五彩斑斕的彩色地圖，而且很難甚至根本無法通過后期數(shù)字手段進行糾正。通過使用色彩校正濾鏡對閃光燈發(fā)出的光線進行調(diào)整，可以馴服更加極端的色彩差異。

切換到黑白模式無疑是對付混合光源最簡單有效的辦法，這樣一來所有人造光源都可以與主環(huán)境光相匹配。不可能，實際上也沒必要讓所有光源都達到精確的匹配，最終目的是最大限度地減少突兀的照明效果或色彩差異。例如，房間中的鎢絲燈光會與未使用濾色片的閃光燈光相沖突。只要在閃光燈頭上添加一片1/2 CTO濾色片就足以使填充閃光的色溫與環(huán)境人造光源相匹配（使用標準飽和度的CTO濾色片就會顯得過于偏黃）。

基于上述理論，就可以使用各種手段來強調(diào)不同光源的色彩。