文章内容

ISO与图片质量

字体:[ ]

ISO与图片质量

ISO是一个曝光率极高的词,我们在超市买饼干的时候就可能会看见包装袋上写:本公司已通过ISO9001质量体系认证。这个ISO是国际标准组织的缩写,International Standards Organization。国际标准组织制定饼干管理标准,也制订胶卷的生产标准,所以货架上的胶卷有ISO100,200和400的几种,这就是感光速度不同的胶卷。ISO感光度是CCD(或胶卷)对光线的敏感程度。如果用ISO100的胶卷,相机2秒可以正确曝光的话,同样光线条件下用ISO200的胶卷只需要1秒即可,用ISO400则只要0.5秒。在数码时代,数码相机的主菜单里都有ISO选择,100,200,400或者800,这和胶卷上的一样。看机型不同,低的到ISO50,最高有到25600的,数字越大越敏感(感光度越高)。

午餐和爱情都流行快餐,什么事都要快点搞,按道理我们应该喜欢高感光度。但世界上没有免费午餐,高ISO虽然速度快但图像颗粒粗,经不起精细放大出图。所以风光摄影要用相机的最低感光度才可得到精细的画面。高ISO一般在万不得已的时候才用。

人在江湖身不由己,万不得已的时候很多,所以高ISO图片质量是数码相机最重要的指标之一。在弱光场合比如昏暗的室内,午夜的街头,ISO100时即使光圈开到最大,快门速度也需1/4秒甚至更慢才能正确曝光,这时不用三脚架是无法把相机端稳的,手一晃照片就糊;就算用三脚架,被摄者一转头照片同样会糊。闪光灯可以救急,但闪灯会破坏现场气氛,人会脸色不自然,而且相机内的小闪光灯有效距离不会超过四米,稍远的人物和景物就无法照亮了。更何况有些地方是不准使用闪光灯的,如博物馆剧院。我们没有办法只有提高数码相机感光度到ISO800甚至1600。

同样是1000万像素的小数码DC和数码单反DSLR,如果都设置在最低感光度来拍摄(例如ISO100或80),假设镜头的素质相同,它们所拍的图片分辨率和图片质量差距不是太大。但如果ISO提高到400来拍摄,图片质量的差别就明显了,DSLR拍出来的图像依然干净,和ISO100时所拍差别不大,而DC的图片质量则下降明显,噪点很大,颜色失真,细节丢失。如果继续提高到ISO800,小数码 DC的图片质量就只能用惨不忍睹四个字来形容了,而数码单反的图片质量虽有下降但依然可以接受。如果进一步提高到ISO1600,大部分数码单反的图片质量也下降得厉害,但依然能满足10寸照片的放大需求,而此时小数码DC的图片质量之差,您需要一颗勇敢的心才敢看。

在像素相等的情况下,CCD面积越大,高ISO的成像质量越好。也就是说:在CCD面积一定的情况下,里面增加更多的像素反而会造成图像质量的下降。所以现在的数码相机不应该在1000万像素以上再简单增加几百万像素,而应该在提高CCD质量上下功夫。降低高感光度(高ISO)噪音水平以及增大曝光宽容度才是当务之急。

800万像素已经足够旅游摄影之需,我们在选择数码相机时就不该只看像素高低,而应该注意相机CCD的大小。现在是2008年,解像度已经足够,该是重点关心图像质量的时候了。

快门

在摄影术最初发明的那些年,拍张照片曝光时间一般都需要好几分钟,大部分照相机是不需要快门的,开始曝光的时候把镜头盖取下,然后看表,五分钟后盖上,照片完成。

后来,胶片的感光速度越来越快(ISO越来越高),曝光时间变为一分钟,几秒钟,1/10秒甚至几百分之一秒,这时候用手取镜头盖就不够快了。我们需要一个能准确控制曝光时间的东西,这个东西就是快门。快门有机械快门,电子快门,以及电子机械联合快门等很多种类。

定义:快门就是相机里控制曝光时间的装置。

这里顺便介绍一下安全快门速度。在使用135相机拍摄的时候有一个 手持相机拍摄的安全速度原则:安全速度是焦距的倒数,如果使用35mm镜头,快门速度不得低于1/35秒,使用200mm镜头时速度不得低于1/200秒,否则图片就可能糊了。

光圈

上一篇说过,所有相机都基于小孔成像原理:拿一个密封箱子,在任何一面钻个小圆孔,然后把有孔的这面对着窗外,窗外的景象比如一棵树什么的,就会在圆孔对面的箱内壁生成此树的倒影。假如我们在内壁涂上感光材料(装上胶卷或CCD),这个有孔的箱子就是一台完整的照相机了。这就是针孔相机。

既然一台照相机可以不需要镜头,为什么现在的相机前面不是一个小圆孔而是几块玻璃呢?而且这几块玻璃(镜头)还卖得那么贵!这是因为小孔要成像的话,孔必须很小,这也是针孔相机名称的来历。如果孔开得和门一样大,这个孔就成不了像。所以我们没有小门成像一说。孔小进光量就小,所以玩针孔摄影非常锻炼人的耐心,一张照片曝光几分钟到几个小时都常见。而且,由于光的衍射干扰,针孔相机拍的图片都不够清晰,如雾里看花一般。

没有人原意花几个小时去拍一张模模糊糊的照片,我们要想办法加大进光量。有什么办法能够把这个小孔开大而又能生成清晰的图像呢?人们马上就想到了凸镜的聚光功能。把玻璃凸镜装到大孔上,问题不就解决了?

确实如此。相机镜头就是这样诞生的。今天数码相机的各种镜头都是几块凹凸镜的排列组合,然后外面用塑料或铁皮一包。有了镜头,小孔成像的这个孔 ? 也就是下文中的光圈 ? 就不再是针孔了,它变成了洞。

进光量问题解决。但有时候问题又来了:我们并不是任何时候都需要大洞。比如夏日沙滩上烈日当头,四处白花花一片,为了分清到底是人肉还是白沙,我们需要眯着眼睛仔细观察。镜头是照相机的眼睛,这时候相机也需要眯起眼睛。很显然,为了应付不同的光线强度,我们还需要给镜头装上能够调节这个洞的大小的装置,以便在强光时缩小为针孔,弱光时开成大洞。这个装置就是光圈。光圈英文名称为Aperture。一组凹凸镜再加上光圈就诞生了完整的镜头。

定义:光圈就是镜头里调节进光孔大小的装置。

常见的光圈值如下: F1, F1.4, F2, F2.8, F4, F5.6, F8, F11, F16, F22, F32, F44, F64。每两挡相邻光圈值之间进光量相差一倍。例如光圈从F4调整到F2.8,进光量便多一倍;从F2.8到F2又多一倍。也许您已经看出来了,光圈值和光圈实际大小是相反的,进光量最大时光圈为F1,最小时为F64。对135相机来说大多数镜头的最小光圈为F22。

既然光圈可大可小,那多大的时候镜头的成像质量最好?根据上图,最小光圈F22时光圈跟针孔差不多,数码相机成了针孔相机,www.ag8.com,前面说过针孔成像好不了;光圈最大的时候小孔又变成了大门,成像也差。所以,根据中华民族传统的中庸之道,请牢记:

镜头在中等光圈的时候成像最好(图片最清晰)。

如果是135数码单反,中等光圈为F8或F11。小数码DC要看具体机型,如果可选光圈值在F2.5到F8之间,中间的F4.6为最佳光圈。

假如光阴似水,镜头的光圈就是水龙头,它控制着水流(进光量)的大小。对于镜头我们当然是希望它的光圈越大越好,这就如同家里的水龙头,虽然平时我们刷牙洗脸从不把它开最大,但万一有一天家中失火,我们会立即把龙头拧到最大,并且痛恨当初为什么没有装一个大点的水龙头。一个镜头最大光圈时成像并不好,平时我们一般少用最大光圈;但在特殊弱光又不准使用三脚架的情况下,比如深夜的街头纪实抓拍,我们一定会毫不犹豫地使用最大光圈,并且后悔当初为什么没买一支大光圈镜头。

但大光圈镜头的价钱很贵,重量惊人。比如Canon70-200mm有两个版本,光圈为F4的售价人民币五千元,重700克;光圈为F2.8的那一款售价八千多元,重达1500克。这是因为光圈大一级,镜片就大很多,加工难度大。是否值得为大一级光圈多付出一倍的钱和负重的汗水,这是一个见仁见智的问题。

曝光

为了讲清曝光这个词,我们还是回到小孔成像。假设一个黑乎乎的密闭房间,一面墙壁上开了个小圆窗户,窗对面的内壁上安上感光材料(白沥青,大型胶卷或CCD)。这就是一台大型房式照相机。在没有打开小窗之前,房间里是黑乎乎的。

我们打开小窗,光线从小孔而入,射到对面墙壁的胶卷上,产生光化反应(或光电反应,如果是CCD),照片就诞生了。此过程就叫做曝光。要得正确曝光的图片,必须精确决定曝光量。所谓曝光量就是让多少光进入这个密闭房间里。如果进光量太大,照片就会白花花一片,晚上变成了白天。如果进光量太小,照片就会黑乎乎的,白人变成黑人。

幸好我们有了光圈和快门两样工具可以一起来控制曝光量。曝光就是光圈和快门的组合。可以这样认为:光圈(值)大小其实就是那个小圆窗户开多大,快门(速度)就是窗户打开多久,www.ag8.com。假设窗户只打开1/4,时间为4秒钟可以正确曝光的话,很显然,窗户打开一半,时间2秒钟也能让底片正确曝光,因为1/4*4=1/2*2=1,进光量都是一样多。同样的,如果窗户全开,曝光时间就只需要1秒了。

假若一个镜头光圈全开为F4,用摄影行话来说,光圈F4快门速度1秒为正确曝光值,那F5.6和2秒以及F8和4秒也同样能得到准确曝光的图片。

重要结论:一张正确曝光的图片可以有N种不同的光圈和快门速度组合。

总结以上几个名词解释,有三个因素能影响一张图片是否正确曝光:光圈,快门速度,ISO。其中光圈和速度联合决定进光量,ISO决定CCD的感光速度。如果进光量不够,我们可以开大光圈或者降低快门速度,还是不够的话就提高ISO。大光圈的缺点是解像度不如中等光圈,快门速度降低则图片可能会糊,提高ISO后图片质量也会下降 。没有完美的方案,如何取舍要灵活决定。

焦距

光线经过透镜就会聚成一点(焦点),镜头的焦距就是从镜片(或镜片组)的中心到底片(CCD)的距离,单位是毫米(mm)。对全幅135数码单反相机以及我们以前常用的135胶卷相机(使用超市里的盒装胶卷)来说,焦距50mm的镜头称为“标准镜头”,简称标头,拍出来的照片类似肉眼平视的感觉(视角为45°左右)。

严格的定义是:标准镜头就是焦距等于底片(或CCD)对角线长度的镜头。单张135底片是24x36mm,根据勾股定理计算,其对角线长度为43mm,所以135画幅的标头应该是43mm。在实际应用中我们把焦距为40-60mm的都称为标头。早期的单反相机是与50mm镜头捆绑销售的,这也许是称其为“标准镜头”的原因吧。

广角镜头(焦距小于35mm)能够让照相机“看得更宽阔”,因为它视角大;长焦镜头(焦距大于70mm)能让照相机“看得更远”,但视角窄。长焦镜头也称远摄镜头或望远镜头。从焦距的定义就可以推断出,广角镜头都身材矮小,长焦镜头都高大威猛。以后我们只要一看到那些又粗又长的大家伙,不用说那都是长焦头。

焦距固定的镜头即定焦镜头。1960年以前,变焦基本靠走。1965年之后,焦距可以调节的变焦镜头开始大量上市。变焦镜头的优势是明显的,改变焦距不用再走路,只需转动镜头筒。但变焦需要一套复杂的光学系统(其内部结构大多超过十片镜片),这给变焦镜头带来了两个问题: 1,体积和重量大; 2,成像往往都不如最好的定焦镜头成像清晰。

 

光学变焦与数码变焦

 

我们经常看到数码相机广告上写XX倍光学变焦。这里的变焦倍数=最大焦距值/最小焦距值。一个28-280mm变焦镜头的光学变焦倍数就是280mm/28mm,即10倍。光学变焦英文名称为Optical Zoom,它依靠镜片的位移来实现焦距的改变。光学变焦倍数越大,里面的镜片就越多,镜头体积相应较大,画质相对较低,光圈相对较小。

光学变焦并不是越大越好。一般来说,只要愿意花大价钱认真设计精心制作,以目前的技术水平,光学变焦比在4倍以内的镜头其光学素质才有可能接近或者达到定焦头的平均水准,比如佳能Canon 70-200mmF2.8IS镜头(市价两千美元,重1.5公斤)。超过4倍变焦的镜头其光学素质基本不可能达到定焦头的水平。

1995年以来市场上陆续出现了10倍以上的大变焦镜头,光学变焦越大当然越方便,但成像也会相应下降。2007年底上市的Panasonic松下FZ18数码相机其光学变焦为28-504mm,达到了不可思议的18倍,但实测这款相机的镜头边缘解像度相当差,看来18倍已经接近光学变焦目前的技术极限了。

关于数码变焦我只有三个字:骗人的。数码变焦只是电子放大,软件稍作改动就可以从一倍到一万倍变焦任君自取。只有光学变焦才是真正的变焦,数码变焦是厂家用来欺骗外行消费者的。

 

景深与光圈优先

通俗地说,景深就是照片焦点前后延伸出来的“可接受清晰区域”。相对于光圈和快门,景深比较难理解,因为它是一个基于主观判断的概念。清晰还是不清晰并没有绝对客观的标准。

还是打比方吧:一张合影,如果对焦准确,一排人的脸部都很清晰,但人群前面的鲜花和人群后面的建筑物就比较模糊。这张照片的清晰区域只限于人群,我们就称此照片景深较浅(小)。如果用F22最小光圈来拍合影,除了人物清晰,人群前的鲜花和后面的建筑物也比较清晰,照片的清晰区域很广,我们就说此照片景深很大。

风光摄影一般需要大景深,因为我们希望景物的前前后后都清楚。人像摄影一般需要小景深,我们只希望美女的脸部清楚,此美女四周的树枝和丑男最好都模糊,这样才能够突出主体。景深直接关系到图片能否吸引人。

景深是由三个因素决定的:1,光圈大小;2,焦距长短;3,被摄物体的远近。所以在相机上并不能直接调整景深,只有景深预览按钮,小数码DC和有些入门级单反连景深预览按钮也没有,一切要靠估计。好在掌握了几个原则后,估计景深并不难。这三个原则是:

1.  光圈越大,景深越小;

2.  焦距越长,景深越小;

3.  离被摄物体越近,景深越小。

光圈越大景深越小指的是实际光圈大小。第三节我们说过,光圈值和光圈实际大小是相反的。对135相机来说大多数镜头的最小光圈为F22,这时候景深最大(如果焦距和拍摄远近不变),在F2.8的时候景深最小(如果此镜头最大光圈是F2.8)。

焦距越长景深越小这个好理解,广角镜头景深大,长焦镜头小。实际上17mm的超广角镜头如果使用F8以下的中小光圈,随便你朝何处对焦,拍的照片前前后后景物都清晰,www.ag8.com。相反,200mm或更长的镜头景深很小,一定要仔细小心对焦,如果可能最好在三角架上拍摄,这些望远镜头本来视角就小,很难端稳,稍不留神焦点就跑到九霄云外去了。

离被摄物体越近,景深越小。如果你凑得足够近拍小狗的脸,有时候鼻尖清楚眼睛却模糊,这种景深就非常小了。所以在很近距离拍摄的时候要特别小心对焦,例如用微距镜头拍花花草草时。

既然景深这么重要,我们一定要摸清上述三个因素对景深的影响,在不同的焦距段用不同的光圈各拍几张,马上回放看看,熟悉图片的景深变化。最后要做到烂熟于心,不用相机的景深预览按钮,只要一看焦距和光圈就知道图片的景深。

到这里我们终于可以回头再谈谈光圈了,它是摄影里最重要的一个词。光圈有三个作用:

1.  控制进光量,这直接影响到图片是否能正确曝光,是拍摄成功与否的关键;

2.  控制景深,光圈越小,景深越大。虽然焦距和拍摄远近都影响景深,但焦距和被摄物远近的改变同时也会影响构图,如果构图确定,我们能控制景深的武器就只剩下光圈了;

3.  光圈影响图片的清晰度,任何一个镜头都是在中等光圈的时候成像最好(图片最清晰),在最大光圈和最小光圈的时候解像度差。

所以光圈这个家伙对照片的影响真是太大了,牵一发而动全身。前面我们说过,一张正确曝光的照片可以有好几种不同的光圈和快门速度的组合,如何选择就要看你的拍摄意图了,如果你要最小景深,那就设置F2.8最大光圈;如果你要最大景深,那就直接设置F22最小光圈;如果你要解像度最高,那就设置F8中等光圈。

由此我们引出摄影最重要的一个概念:光圈优先。光圈优先就是手动定义光圈的大小,相机会根据这个光圈值确定能正确曝光的快门速度。光圈优先的英文是Aperture Priority,相机主转盘上大写的A或者Av就代表光圈优先拍摄模式。

  本文来自织梦



上一篇:没有了
下一篇:没有了
→ 相关文章