數碼攝影課程中感光度的教學研究與實踐

鄧 強

(湖南師范大學 教育科學學院，湖南 長沙410081)

感光度ISOASA 值/DIN 值(ISO 為國際標準，ASA 為美國標準，DIN 為德國標準)是感光體對光線敏感的程度，是傳統攝影和數碼攝影教學中都要講授的基本概念。因為傳統攝影和數碼攝影在影像記錄的原理上是完全不同的，所以，雖同為“感光度”，但內涵不同。在攝影完全數碼化的今天，如果還按照先解釋感光度的概念，再介紹幾種常見的感光度標準的老教學模式來講解數碼攝影的感光度，學生是不能很好地掌握感光度這一知識點的。

相對于傳統膠片攝影，數碼攝影的感光度具有可變的特點。在教學實踐中發現，數碼相機感光度的可變性是阻礙學生掌握感光度這一內容的難點所在。在傳統膠片攝影中，雖然從原理上說曝光量、影像質量以及閃光攝影等都與感光度有關，但由于感光度恒定，使人們往往忽略了感光度對它們的影響。在數碼攝影中，由于感光度的可變性，使這些在傳統攝影中不是問題的問題凸顯了出來。因此，在數碼攝影的教學中，應在涉及與感光度相關的知識中強調其“可變性”，以及由“變”給攝影創作帶來的影響，只有這樣，才能讓學生全面、深入地了解數碼攝影的感光度，提高攝影創作的能力。

1 傳統攝影和數碼攝影中感光度的異同

在傳統攝影和數碼攝影中，感光度都代表感光體對光線敏感的程度，感光度高，表示取得正確曝光時需要的光量少，感光度低則需要較多的光量。

在傳統膠片攝影中，感光體是膠片，感光的物質是鹵化銀，感光度的高低取決于鹵化銀的種類、比例、結構、形態等。傳統相機本身不具備記錄影像信息的能力，同時，攝影者不能改變記錄影像的膠片對光線敏感的程度，因此，在使用傳統膠片進行攝影創作時，為了滿足在不同照明條件下的拍攝，攝影者往往要準備不同感光性能的膠片，或安裝于多個相機，或在拍攝的過程中臨時更換，使用起來非常不方便。

在數碼攝影中，感光體是相機的CCD、CMOS 等能將光信號轉變成電信號的光電轉換器件。當光線通過鏡頭成像在CCD 或者CMOS 等光電轉換器件表面上時，它們將光信號轉變為電信號，通過放大電路將信號調整為一定的幅度后，經過A/D 轉換，變成數字信號，然后經過圖像處理器加工，最終形成數字化的照片。在這個過程中，放大電路的放大倍率是可以進行調整的。在光線比較弱，或者由于光圈、快門的控制，使獲得的光量比較少時，只要將放大倍率提高，就可以得到形成符合要求的影像所需要的信號的幅度;在相反的情況下，減小放大倍率，又可以將信號的幅度調整為需要的值。

放大倍率的改變，相當于數碼相機感受光線的靈敏度發生了變化，設計者把不同的放大倍率與對光線靈敏度不同的各種膠片的感光度對應，也冠以“感光度”的名稱和數值，就形成了數碼相機的感光度。數碼相機中感光度的這一概念來源于傳統膠片，確切地說，在數碼攝影中應該叫做“相當感光度”［1］，即相當于膠片某種感光度對光線的敏感程度。

數碼攝影的感光度在相機上調整，在拍攝的過程中可以根據需要靈活地改變，即相比于傳統膠片攝影，數碼攝影具有感光度的可變性。感光度可變，是數碼技術給攝影的一大貢獻，它極大地拓寬了攝影者創作的空間，增強了攝影者駕馭拍攝條件的能力，更有利于創作各種藝術效果的作品。

2 數碼攝影中，感光度是控制曝光量的重要因素

攝影是光的藝術，不管是傳統攝影還是數碼攝影，都需要通過控制受光體曝光，才能把優美的風景、動人的場面、攝影師的創意等信息記錄下來。曝光正確與否是得到優秀攝影作品的首要環節。

曝光量是感光體受光的總量，是照度與受光時間的乘積［2］，即E=I ×t(E 為曝光量，單位:勒克斯·秒;I 為照度，單位:勒克斯;t 為受光時間，單位:秒)。

以前我們常說“在照相機上，用于控制曝光量的裝置是光圈和快門。光圈的大小能調節照度的強弱，快門速度的高低能調節受光時間的長短”。在傳統攝影中，由于感光能力的強弱由膠片決定，因此，一旦選擇了某種膠片，感光度就不能改變了，拍攝某一對象所需的曝光量就確定了。從曝光量的公式可知，在曝光量不變的情況下，按照等量曝光的原理，調整光圈和快門的組合，只要滿足照度和受光時間反比互易，就能正確曝光;同時，為了得到某種藝術效果，攝影者可根據需要選擇不同的光圈值或快門值。可見，在傳統膠片攝影的條件下，只要不更換膠片，感光度就是恒定的，拍攝同一對象所需的曝光量就一致，以上說法是成立的。但是，在數碼攝影中，情況就完全不同了。數碼相機的感光度具有可變性，是一個變量，在拍攝過程中攝影者可以根據需要靈活地調整。拍攝同一場景時，感光度改變了，所需的曝光量也隨之變化，感光度高，需要的曝光量少，感光度低，需要的曝光量多，并且感光度每變化一級，所需的曝光量也相應地變化一級，曝光量與感光度成反比的關系。例如，為了拍攝某一場景，如果將相機的感光度設置為ISO100/21°時，按照f/8，1/30s 拍攝能正確曝光，那么，將感光度提高一級，即變為ISO200/24°后，所需的曝光量就會降低一級，光圈與快門的值就應該變為f/8，1/60s 或f/11，1/30s、f/5．6，1/125s 等相同曝光量的組合。

可見，在數碼攝影中，我們對曝光要有新的認識:與傳統膠片攝影不同，數碼攝影中感光度是調節曝光量的重要因素，曝光所需的總量由它決定;調整光圈值和快門值，一方面是為了使曝光達到某種感光度下需要的曝光總量，另一方面，也和傳統攝影一樣，在保證總量不變的情況下，通過不同光圈值、快門值的組合，實現不同的景深、不同的畫面清晰度與模糊量等效果。因此，對于數碼攝影而言，控制曝光量是三個因素，即感光度值、光圈值和快門值。

3 感光度對影像質量的影響

數碼相機感光度可變，為攝影者提供了新的創作感受，拓寬了創作的空間，增強了創作的自由度，更有利于創作不同藝術效果的作品。

對于很多攝影者來說，對感光度可變最直接的感受是，在較暗的光線下，能方便地進行拍攝了;在光源受限的場合，能定格運動物體的瞬間了;在光線較強的環境下，也能較長時間曝光了。然而，人們在享用感光度可變性帶來的便利的同時，往往忽略了數碼相機的感光度對影像質量的影響。如果感光度設置不恰當，會降低影像的質量［3］。

數碼相機是通過改變信號放大率的方式調整感光度的，感光度的高低，代表著信號放大率的大小。當放大率超過一定幅度后，在正常影像信號里，就容易明顯地產生影像本身并不存在的電子雜訊，形成影響影像質量的噪點。相反，如果將感光度設置得過低，為了得到足夠的信號幅度，即使將光圈開得很大也需要長時間曝光時，電路會因為工作時間過長而發熱，產生熱噪聲，這樣也會形成大量噪點，對影像質量造成影響。

為了減弱噪點對影像質量的影響，數碼相機生產廠家分別采用了各種各樣的降噪技術，以盡可能減弱噪點。但是，降噪的程度和影像的清晰度是一對矛盾，在降低噪點影響的同時，會帶來清晰度下降的問題［4］。

因此，為了保證影像的質量，數碼相機設置感光度要遵循以下原則:在能夠滿足正常拍攝的情況下，感光度能低則低，除非照片的內容重要到能夠忽略照片質量的程度。

4 感光度對閃光攝影的影響

在自然光較弱的情況下，閃光燈是常用的人造光源。一般而言，由于閃光燈明滅的時間非常短，所以，曝光的強弱由光圈的大小控制。

光圈系數=閃光指數÷閃光照射的距離［5］

在這個公式中，閃光指數是衡量閃光燈功率大小的指標。每個閃光燈上都標有閃光指數，這個標稱值是感光度為ISO100/21°時的閃光指數，當感光度發生變化時，實際的閃光指數會隨之發生變化。

實際閃光指數= 標稱閃光指數× (實際感光度的ASA 值÷100)1/2

在傳統膠片攝影中，由于所用的膠片不會頻繁地變化，實際閃光指數是相對固定的，在拍攝相同的膠片時，按照同一閃光指數進行閃光拍攝即可。而在數碼攝影中，為了方便拍攝，攝影者往往會經常地改變感光度，使實際閃光指數頻繁地變化。因此，在進行閃光攝影時，如果感光度改變了，就應隨時根據實際閃光指數調整光圈系數，否則，稍有疏漏就會發生曝光錯誤。

例如，某閃光燈的閃光指數是24，夜晚拍攝一相距6米的物體，如果相機的感光度設置為ISO100/21°，從以上公式可知，將光圈調整為f/4 才能正確曝光;如果將相機的感光度變為ISO400/27°，此時的ASA 值為400，實際閃光指數就變成了48，要保證相距6 米的物體正確曝光，攝影者應將光圈調整為f/8，如果還按照f/4 拍攝，就會造成曝光過度2 級。

［1］顏志剛．攝影技藝教程(第六版)［M］． 上海:復旦大學出版社，2010．

［2］徐國興．攝影技術教程(第二版)［M］． 北京:中國人民大學出版社，2001．

［3］劉寬新．數碼影像專業教程［M］． 北京:人民郵電出版社，2008．

［4］陳 琳． 數字影像技術［M］． 北京:高等教育出版社，2005．

［5］楊紹先，李文聯，姜海波，等． 數字影像技術［M］． 北京:高等教育出版社，2008．