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相机原理入门

讲什么是单反之前,我必须先带你穿越回到你懵懂的初中时代,“小孔成像”也许是你很少没有逃掉的实验课之一,确实太神奇了,小孔、暗盒,就可以把蜡烛(或远处的景物)倒立着呈现在白板上:

摄影教程 第四期:手把手教你玩转手机摄影后期神奇Snapseed

▲ 你是不是想说:“哎,对、对、对,我想起来了,当时我看见玻璃板上蜡烛的那个火苗是倒着的,对了,原理是啥来着?”(你的体育老师泪流满面)

原理这里就不多讲了(事实上,你能想起这个实验我已经很感动了),这种自然界不起眼的现象,人们总觉得可以利用它做点什么,直到公元1827年,一个法国人发现了一种很牛B的化学材料,这种材料只要用光长时间的照射它,它就会留下这些光的影像!这种材料叫感光材料,如果把感光材料放在小孔成像实验中成像的位置会发生什么?对,世界上第一张照片诞生了!

感光材料就是“胶片”、小孔就是镜头,暗盒就是相机的机身啦,这就是照相机的原理。

什么是单反?

回忆下刚才讲的相机原理,你不难发现,这个小孔不能是一直开着的,不拍摄的时候要关闭,否则我拿着相机走一路,一路上的光线都混乱的照在胶片上?那相片不乱套了么。需要拍摄的时候打开,这叫曝光,曝完光马上关上,换下一格胶卷准备拍摄下一张,这才对哈。(想起小时候电视里的一情节,某人把胶卷扯出来向着太阳一晒,这也叫曝光,报废全光光的意思。)

那么问题来了,平时小孔关闭的时候——怎么取景?怎么提前看到我想拍的画面?以前的人类是用两个镜头的办法解决这件事的,主镜头平时遮挡用来拍摄,另外一个镜头常开用来取景。

上边的镜头可以让你随时查看景物,当你决定了拍摄了,下边的镜头以及它后面的胶片才会开始工作。但这也有个问题:两个镜头即使离的再近,也不可能完全重合,也就是你看到的景物和实际拍到的再接近,也不可能完全一致,就像你的左眼和右眼。怎么解决?单镜头相机加内部反光设备来解决:

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这就是“单反”——全称“单镜头反光式照相机”,“单镜头”是针对以前双镜头而言的,“反光式”指的是取景方式。

“单反”让换镜头这件事成为可能,无论你换放大镜、缩小镜、还是哈哈镜,你取景器里看到的,就是你拍摄时将会得到的(所见即所得)。(如果有人说能换镜头的相机就叫单反,你应该告诉他,是只有单反才能换镜头,而不是因为能换镜头所以叫单反)

如果较真儿的话,“单反”两个字和“数码”没什么关系,但事实上现在我们所说的单反,指的都是数码单镜头反光式照相机,和以前的光学相机相比,数码相机的就是把那最核心的感光材料后面布满了电子传感器,以数字化的形式存储照片每一个光点的信息,完全代替了以前的胶片。

什么是光圈?

还记得我们小孔成像的照相机原理吧?光圈就是那个小孔。顾名思义,光通过的圆圈。在单反相机中,光圈都是在镜头里,而不是在相机里。

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▲镜头中的光圈

光圈大小:
光圈这个小孔是可以调节大小的

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光圈面积大小是用f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22、f/32这样的数值来描述,注意:“f/1.4”读作“一点四分之艾幅”,不要忽略“/”这个分号(f:相当于一个固定值吧),为什么要强调这一点?你懂了就可以轻松的知道f/1.4是大光圈,f/32其实是很小的光圈。尤其是专业人士们沟通的时候经常省略这个分号,他们会突然对你说:“5.6光圈太大了,调小点吧”,你要是调成2.8的就闹笑话了。

光圈大小对照片的影响:

光圈就好比小黑屋里的窗户,快门就好比窗帘,窗帘打开时间越长,透光量越多;另一方面,如果窗户足够大,哪怕窗帘打开时间短点,也可以产生相同的透光量。

控制透光量,就是光圈一个非常重要的用途。这个高手们是计算过、有定律的,譬如f/1.8+1/500秒,f/4+1/100秒以及f/8+1/25秒这三个曝光参数组合所获得的曝光量是完全相等的!这个东西咱们普通人是背不过来的,知道原理就OK了。

如果要是这样的话,岂不是光圈越大越好?我们还是要注意调整光圈大小所带来的两个副作用:

1、光圈越小,整个画面(不管离你多远的景物)就越清晰;光圈越大,离你近的景物还能保持清晰,但越远的景物就越模糊,当光圈大到一定程度,所有景物就都模糊了。(这个原理在小孔成像实验中也是验证过的,孔要小到一定程度才能成清晰的像,孔大了反而成不了像,具体原理就不深讲了,你就想象我们人眼想看清远处,通常会把眼睛眯起来,看近处往往瞪大了眼睛看,这就是瞳孔在调节“光圈”)

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2、小光圈可以照出光晕效果

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看,阳光多美好。阳光(或灯光)透过很小的光圈时会产生衍射。(具体原理也不深讲了,你就试着用手指圈一个很小的孔去看灯光,当孔小到一定程度的时候,光就会衍射。)

OK,上一节遗留的问题似乎有答案了:如果你想拍摄一张很短快门,但又能亮一些的照片(抓拍),那么在保证短快门的同时,尽可能调大光圈就OK了。但遗憾的是,近的物体还行,如果你要抓拍远距离物体,大光圈可是保证不了清晰度的……你必须还要保持一个能照清楚的小光圈。怎么办?单反三剑客之最后一个出场的——“感光度”来啦

什么是感光度?

●感光度(ISO):
还记得我们之前讲过的那个神奇的感光材料吧?“感光度”就是感光材料对光线的敏感程度。在胶卷时代,感光度是由胶卷制造时采用不同的配方比决定的,那个时候,感光度是胶卷最重的一个指标。在数码时代,感光度是可以通过电子手段调节的。

●感光度数值:
常用的感光度有100、200、400等,越高代表对光线越敏感。感光度范围一般在100到2000、3000之间。

●感光度高低对照片的影响:
这部分是整个教程的重点。感光材料对光线的敏感程度越高意味着什么?意味着很少的透光量就可以生成比较亮丽的照片,那么高感光度这对我们来说应该是一件好事,但凡事各有利弊!如果你没有控制好透光量,透光量一但超过一定程度,太敏感的感光材料反而会毁了照片——产生“噪点”

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▲明显看到随着ISO的提高,“噪点”越来越多

现在,如何控制好“噪点”,是需要摄影师和摄像器材通力配合才能解决好的一个重要课题。
那么噪点是如何产生的?

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这个就是我们数码相机上用的感光元件,(简称CCD或者CMOS,后面全用CMOS来指代)


CMOS表面是一层和胶卷差不多的感光涂层,而涂层背后,是一个一个的点传感器,密密麻麻的,记录着每一个点的颜色数据。


那么一个CMOS上有多少个这样的点?买相机的时候,厂商会告诉你这台相机的像素分辨率是5184×3456的,就是说CMOS横向有5184个取光点,纵向有3456个取光点,总数约有1790万个,号称1800万像素也不为过。

在一个火柴盒大小的面积上画1800万个点是什么概念?那意味着点和点距离非常非常近,密度极大,绝不是上图中肉眼看到的呀。

拍摄时,光就在这个CMOS上成像,光子就好像无数个不同颜色的小喷枪在上面作画,感光材料对光敏感,稍微一喷就上色了,对光不敏感,喷多点量也能上色,但喷的量稍微一大,就影响到了旁边的点,当然旁边的点也会影响着这个点,结果两个点颜色都不纯了——这就是噪点的产生。

我绞尽脑汁想出的这个比喻,用科学的家们的解释就一句话:光又是粒子、又是波,光子在很小一疙瘩的范围内是不老实滴,会乱动滴!

两种对噪点产生的解释,您能看懂哪个就记着哪个,总之要先明白噪点是怎么产生的,才能知道怎么去控制它。

在很久以前,影响相片清晰的主要原因是像素点布的不够密,导致应该取到颜色的地方没有取到,但是现在,当像素密度已经达到在光波影响范围之内的时候,“噪点”就成为我们提升画面质量最大的障碍,尤其是在感光度高的时候,透光量更不好控制,噪点更容易产生,也更加明显。

那么噪点问题的解决也就有了这么三个解决方案:

◆方案一、降低像素数量,以保证像素密度没那么大,点和点之间不会被相互影响。(确实有效,但不是非常可取,降低像素数量也会牺牲画质,很多人会心有不甘)

◆方案二、像素数量不变,增大CMOS面积,也可以让像素密度降低。(这个方案靠谱,所以说CMOS面积是现在衡量单反非常重要的一个指标)

◆方案三、如果像素数量不想降低(不甘心呀),CMOS面积也不能再大了(成本太高了),那么最好用低感光度来拍照。(当你买完一台单反后,才发现它的噪点控制不理想的时候,也只能用这个办法了)

回到之前几节的结束问题,现在终于有了最终答案:
A:我想抓拍一瞬间的动作
B:那么请您把快门调到很快
A:可是透光量不够,照出的相片很暗
B:那么请您把光圈调大些
A:可是我要拍的人离我很远,大光圈照不清楚
B:那么您可以把光圈调小,然后提高感光度(ISO)的方法来拍
A:可是当ISO足够高的时候又产生了明显的噪点怎么办
B:那么您可以降下感光度,去户外阳光下明亮的地方拍
A:可是我只能在晚上光线不好的时候拍
B:请问您是狗仔队么?

(知道为什么香港XX周刊八卦照片都是噪点严重、模糊不清的原因了吧?)

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相机镜头

单反相机镜头最主要的作用就是承载“小孔成像”的“小孔”。镜头的另一个作用就是控制小孔与相机CMOS成像位置之间的距离,也就是焦距。

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焦距的调节原理和望远镜是一样的。焦距越长,你看到的距离就越远,但范围也就越小。焦距越短,看到的范围也就越广,所以短焦距镜头也叫作广角镜头。

拍摄远距离的景物时可以选择长焦镜头,甚至可以选择外景记者们常用的超长焦镜头,将足球场地上的草坪都能照的一清二楚。当追求景物大视野时,就需要选择广角镜头,营造景物宏伟效果,可以用于拍摄建筑物,广场人群等。

镜头素质

镜头素质指的是:像、清、亮、匀、准、适、小。

像:要真实反映不能产生畸变

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准:对光圈和焦距的控制要足够稳定准确

适:手动调焦阻尼要适中,太松太紧都会导致定位不准

小:在以上指标达标的前提下,尽量小巧轻便

3

器材党和技术流

相机后面的那个“人头”永远比前面的“镜头”更加重要。

发现美

成片质量和技巧运用都在其次,懂得时机和有发现美的意识才是最关键的。

精巧构图

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构图反映了你看待事物的视角,打破常规、独具匠心才是照片之所以能成为好作品的原因。平凡的事物或许换个角度就会大有不同。

艺术创作

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对眼前的画面施加摄影技巧,这些技巧包括虚实结合,长焦广角如何运用、色调光线如何拿捏。

通过熟练应用摄影技巧,大胆进行创作,让观众读出照片之后更多的内容才是摄影魅力所在。

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如何选择器材

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手机的便携性使得手机更能抓住生活中的精彩瞬间。

好相机通常具备以下几个特点:

  • 画幅广

  • 感光度范围更广,支持ISO两万以上

  • 快门速度更快,可达八千分之一秒

  • 对焦点更多,对焦速度更快

  • 更快的连拍速度,

  • 拥有质量更好的镜头群。

一些好相机还具有一些实用功能:WIFI,旋转屏幕,录像防抖和实施对焦。

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直出与后期

有些人认为原始照片才叫做摄影,而有些人则认为“三分天注定,七分靠后期”。很多摄影大赛都是明令禁止后期PS的。其实对于不搞新闻纪实的人来说,无需过分计较两者,能出更多好片子才是重点。

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