摄影技术入门课(四)
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- 发布时间:2015-10-10 14:39
——快门里的瞬间艺术
镜头赋予了摄影视觉特性,快门赋予了摄影瞬间特性。因为没有了快门摄影的瞬间成像便无法实现,摄影就不能称为瞬间的艺术。
快门是位于相机机身或者镜头中,控制曝光时间长短的装置。如果把光比作自来水,光圈比作输水管的口径,那么快门就是阀门,可以通过控制快门打开时间的长短来控制光量。摄影过程中,快门是与光圈配合起来使用的,可以实现丰富的曝光控制。光圈的大小变化可以形成丰富的影像效果,快门开合时间的长短不一也能带来不同的画面变化。
摄影中的“快门速度”
现代相机的快门速度是以秒为单位的,普遍常见的整数快门速度为:1秒、1/2秒、1/4秒、1/8秒、1/15秒、1/30秒、1/60秒、1/125秒、1/250秒、1/500秒、1/1000秒、1/2000秒……现代主流数字相机常见的最高快门速度是1/8000秒。快门速度相差一挡,时间减少一半或增加一倍,通光量就相应地减少或增加。在拍摄中,快门速度的运用多在一秒以内的若干分之一秒部分。当然,照相机的快门开启时间还可以更长,可以是几分钟、几小时甚至几天。照相机上的B门、T门挡位,就是用于长时间曝光的。
高速快门适合抓拍高速运动的物体,被摄对象运动速度越快就需要更快的快门速度与之配合才能凝固下运动的瞬间。慢速快门适合需要虚化效果的场合,慢的快门速度可以让运动的被摄对象形成虚化的影像。不同的场景选用不同的快门速度来应对,再配合光圈的选用就会形成丰富摄影画面表现。
照相机的快门速度在手持拍摄时需要特别留意,因为手持相机的抖动问题会导致拍摄影像的虚化。此时需要提高快门速度来减少手持拍摄造成的抖动虚化机会。一般说来,镜头体积越大、焦距越长造成抖动就会越严重,就需要更高的快门速度来保证手持拍摄的清晰度。
需要注意的是,照相机上快门速度的显示大多只标注快门速度的分母部分,例如:1/125秒在快门速度转盘或者电子液晶屏上只显示为“125”。
快门的结构分类
现代主流照相机的快门装置从结构上可分成两大类:一类是位于机身内的快门,最常见的是焦点平面快门,如135单镜头反光相机。一类是位于镜头上的快门,常见的是位于镜片组中间的镜间快门,多用于120相机、旁轴取景相机、民用小型数字相机、4×5英寸座机等。
1.镜间快门
镜间快门顾名思义是位于镜头镜片组中间的快门,它的结构与镜头光圈有些相似,也是由若干片弧形叶片组成。镜间快门工作过程是从镜头中间放射状开启,达到设定的曝光时间后再由外至内闭合。因其快门呈叶片状也被称为叶片快门。
镜间快门最重要的优势是震动小且安静。其工作原理可以保证全部的快门速度与闪光灯同步工作。这样的工作原理也保证了拍摄动态景物时不会出现严重的变形问题。镜间快门的构造也有严重的缺点,这种构造的快门最高速度较慢,只能达到1/500秒。镜间快门在镜头中间,使得镜头结构更为复杂,成本提高。特别是可更换镜头,每个镜头中都有一套快门装置。120型相机、4×5英寸座机、8×10英寸座机的镜头及快门就是此类设计。
还有一种与镜间快门类似的快门,不过它不是在镜头中间,而是在镜头后部,俗称镜后快门。这种快门是由一个扇形或者圆形叶片挡在镜头后构成的,构造十分简单。镜后快门的速度只有一个挡位,约在1/15秒至1/60秒之间,此类快门构造常见于使用胶片的一次性相机和简易型傻瓜相机。
2、焦点平面快门
焦点平面快门位于成像介质的前面并与之平行,是由上下或左右两个幕帘状的遮光物组成,两个遮光物之间的缝隙可以根据曝光时间调整大小,进而实现对光量的控制。例如短的曝光时间,两个幕帘之间的缝隙就很细小。如果曝光时间长,就先打开前幕帘,让成像介质接受光照。待曝光结束,后幕帘再跟上挡住成像介质。因为两片遮光物的幕帘状结构,所以焦点平面快门也被称为幕帘快门。
早期的焦点平面快门设计大多为横走式,即第一片幕帘启动,横向移开使胶片开始曝光,稍后(非常短暂的时间),第二片幕帘跟进运动,直至完全遮挡好胶片,结束曝光。早期横走幕帘快门的材质为涂布橡胶的织物,因此人们也俗称为布帘快门。其材质特性决定了其噪音水平相对较低。
横走布帘式快门的材质和结构具有较大的局限性,其运动方式问题导致无法实现更高的速度,与闪光灯配合使用时,稳定的同步速度仅为1/60秒。现在,横走布帘式快门濒临淘汰,只能在部分传统胶片相机上见到。
现代数字相机,尤其是主流的135数码单反相机几乎全部使用的是纵走幕帘快门。原理与横走布帘快门相似,也有两帘,不过这两帘是上下移动的。曝光开始,第一片幕帘由上至下打开,随即第二片幕帘由上至下跟进关闭结束曝光。因其由上至下的运动方式,人们也俗称为闸刀式快门。纵走幕帘快门的结构有点像百叶窗帘,由若干片极薄的叶片层叠组成。为了实现更高的快门速度、更高的耐久度、强度和更低的噪声,这些叶片采用了特殊的合成材料制成。
因为幕帘是上下运动的,纵走幕帘快门可以实现较高的快门速度,专业相机普遍可以达到1/8000秒,最高可实现1/12000秒的速度。与闪光灯配合使用时,稳定的闪光同步速度可以达到1/250秒。焦点平面快门最突出的优点是内置于相机机身,让镜头的结构设计更为简化,成本降低。此外纵走叶片式快门可以提供更短的曝光时间,适合于需要高速抓拍的环境。
这种快门也存在一些问题:
(1)因机械构造原因,闪光同步速度对比镜间式快门低,在高速快门拍摄时无法使用闪光灯辅助照明。(近年来,新的闪光灯技术已经解决了高速快门的闪光同步问题。)
(2)幕帘结构及运动较为复杂,对比镜间快门形成的震动、声响较大,对于拍摄效果有不良影响。
(3)用中高速快门速度拍摄高速运动景物时会产生一定程度的影像变形。
快门的驱动类型
1.机械快门
传统胶片时代早期,相机快门更多依赖机械驱动、控制。快门速度只能选用整级挡位,两级快门速度中间没有挡位可用,部分相机如果将快门速度调节盘调至两个挡位中间甚至可能造成相机故障。这使得通过快门速度进行影像精细控制的余地减小。快门速度受机械工艺局限,震动噪音较大,且无法实现高速度快门,纯机械快门的最高速度普遍为1/2000秒(极少数能达到1/4000秒)。超过1秒的长时间曝光需要人工计时控制快门闭合。
2.电磁快门
电磁快门的出现解决了机械快门的许多问题。快门速度可以实现二分之一级、三分之一级的调整,例如1/60秒和1/125秒之间有1/80秒、1/100秒两个快门速度,这使得曝光控制可以更精致更准确了。高速快门在电子技术的支持下也得以实现,焦点平面快门已经实现了1/12000秒的高速度。超过1秒的长时间曝光可以由相机自动计时控制闭合。因为电磁控制快门使用电磁阀控制快门运行,所以精准度、稳定性大大超越机械快门。结构的简化也减少了震动和噪音。当然,电子快门并非没有机械部分,而是更多运用电子技术来驱动和控制快门的机械部分工作。
电磁快门完全依赖电能,缺少了电力,整部相机就处于瘫痪状态,快门自然也无法工作。自然环境的冷、热、干、湿、强磁对电子快门的影响十分明显。而纯机械快门的环境适应性则较强,可以完全不依赖电力工作,在极致天气环境中有一定的优势。
3.电子断流快门
现代数码相机普遍采用的一种快门是电子断流快门,从专业的数码单反相机到手机的拍摄都能看到这种快门的踪影。电子断流快门是通过开关感光元件的电源来实现机械快门一样的控制,截取画面。因为没有机械结构,不存在震动和噪声问题,可以实现非常高的快门速度和连拍能力,同时也降低了相机设计难度和制造成本,所以普遍用于数码摄影的各种设备上。
几乎所有的手机都是采用电子断流快门,近年来颇为流行的无反相机就也将电子断流式快门与电子快门结合起来,简化了结构,使得相机的微型化得以实现。在少数高端专业数码相机中也采用了电子断流快门技术。从现有技术来看,电子断流快门还存在一些问题,感光元件逐行扫描的工作方式使得运动景物的成像产生了变形,形成“果冻”现象。还有一个最为突出的问题是影像的高光溢出,导致画质劣化。近年来技术的进步又出现全局电子断流快门,较好地解决了“果冻”现象,但是技术并未成熟,画质有待提高。
文/于东东