摄影中单反相机的测光方式
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单反（数码）相机的测光方式 很多摄影爱好者对测光有一定的认识，点测光，评价测光，3D 矩阵测光等等名 称都可以娓娓道来，但这些测光方式的工作原理，以及各有什么特点和更适用于 哪些场景，可能并没有深究。这里我们就将测光方式做一个比较深入地探讨，为 摄影爱好者带来一些的相机知识。 测光方式多种多样。仅有测光元件的准确性、敏感性以及安放位置，还不足以保 证测光的准确性。在一幅画面中，各部分光线是千变万化的，而且极不均匀。通 常，自然界中光线的明暗分布，若以阴暗部分为基准，明亮部分的光线强度约为 其 200 倍以上，所以采用不同的测光方式以及测光的区域不同，对测光结果影响 很大。 TTL 是英文“Through The Lens”的缩写，表示通过镜头测光，是单反（数码） 相机采用的测光方法。相机的 TTL 测光功能，是指依据通过镜头后的光束测光， 并由所测定结果来自动控制曝光。同样都是 TTL 测光，由于测光元件在照相机内 所放置的位置不同，测光方式也就产生很大差别。 现代常用的测光方式大致可分为分区综合测光、局部测光（点测光）和中央重点 测光三种。 分区综合测光方式在使用时可不必小心谨慎， 只凭照相机测光就可以。 但是，在被摄景物内有很大的明暗差别时，如逆光人像等，分区综合测光就会出 现较大的误差。局部测光（点测光）方式，必须注意要测光的是被摄景物的哪一 部分，并且总是有意识地对准该部分。为了防止测出最亮或最暗部分，要适当移 动相机，因此不能同时决定测光和构图的情况时常发生。中央重点测光方式具有 上述两者中间的性质，是以画面中央区域为主（权重较大）为主、周边部分为辅 进行测光。 图一评价测光、局部测光、点测光、中央重点加权平均测光 由于照相机市场竞争激烈， 每个照相机生产厂家都会宣传自己的测光系统如何地 好， 但各种名目繁多的测光方式均可归纳成上述三种基本类型。 对于具体的相机， 支持何种方式测光及如何设定，要仔细阅读相关的相机说明书。下面对各种不同 的测光方式作一般性的介绍，期望对阅读相机说明书时的理解有帮助，也可以作 为在拍摄实践中设定测光方式时参考。 一、平均测光 这种方式现已很少采用，但在某些单反机上仍有使用。这种测光方式的测光元件 多为硫化镉(Cds)，通常位于取景器的五棱镜上方，感光部分朝下面对聚焦屏。 其视场被动地读取聚焦屏上影像的不同亮度，并加以平均。听起来是很理想的， 当聚焦屏上影像的亮度和色调分布均匀时，的确是不错的。 如果被摄画面阴暗处占大部分，而被摄主体在较明亮处。若按平均测光方式的测 光值进行曝光，得到的将是一张被摄主体曝光过度的照片；相反，若被摄画面以 高光为主，则有可能得到一张主体曝光不足的照片。随着技术发展平均测光方式 已被其他测光方式所代替。 二、点测光和多点测光 点测光方式不是对整个画面，而是对画面中央一个很小的区域进行测光，区域的 大小一般为总画面的 2%左右，该区域与整个画面相比，可近似地看成是一个点， 因而得名。早期点测光的感光元件一般是装在反光镜箱底部，主反光镜的中央部 分是半透明的 (透明部分的大小决定了点测光区域的大小， 在聚焦屏上会印有该 区域大小的图案)。在主反光镜背后另外多加了一个小型的反光镜(副反光镜)。 图二点测光灵敏度分布图 透过镜头的光线，经过主反光镜的半透明部分透射到背后的副反光镜上，副反光 镜再将光线反射到测光元件上进行测光。这种方式的特点是测光准确，但较难使 用， 测光的正确与否与摄影者的经验很有关系。 如果测量的区域不是画面的主体， 整张照片的曝光就不一定准确， 对整个画面的曝光影响很大。 一般的使用方法是， 若要使某一部分曝光准确，就应对该部分进行测光。点测光方式较受专业人士的 喜欢，尤其适合于艺术人像、静物等摄影。点测光又称重点测光、中央测光等。 多点测光方式由点测光方式发展而来，即点测光方式加上记忆装置。拍摄时使被 摄体中不同的部位，先后位于取景视场中心进行点测光，照相机内的电子线路将 每次的结果记忆下来，并按各点的平均值进行曝光。例如奥林巴斯 OM-4Ti，每 次对画面的 2%测光，可连续记忆八个测光点的读数，并计算出平均值，这样可 以兼顾画面中各部分的曝光。 实际使用中，很少有人将所允许的八点测光测足，最多测三、四次就够用了。多 点测光适合于拍摄风景、人像等静止不动的物体，不适合于拍摄动体。因此多点 测光虽然精度高，但其实用性远不如后来发展的分区式测光方式。 三、中央重点加权平均测光 尼康公司首创了这种测光方式。这一方式是平均测光与点测光方式的折衷形式。 测光元件装在五棱镜后方(取景目镜上方)， 聚焦屏上的影像通过一只小透镜将画 面的中央部分投影到感光元件上，测光读数以画面中央部分的亮度为主，即对中 央部分的亮度最为敏感。中央区域可以比较宽，但一定要将边缘部分排除在外， 这就是“中央重点”的含义，这种做法是符合一般摄影规律的，通常照片的“兴 趣点”是位于画面的中央部分。 “加权平均”一个数学概念。例如有两个数值 A 和 B，则数值(A+B)/2 则是这两 个值的平均值。如果另外有两个正的系数 α 和 β，满足条件 α+β=1；则数值 (α*A+β*B)称为数 A 和 B 的加权平均值，α 和 β 分别称为 A 和 B 的加权系数。 如果把 A 看作中央部分的测光值、B 为边缘部分的测光值，而且 α 大于 β，那 么(α*A+β*B)就是中央重点加权平均值了。 实际上，边缘部分的加权系数并不是一成不变的，而是像一个山坡一样，逐渐向 外减少。越是靠近边缘，加权系数越小；加权系统越大，灵敏度也就越高。 中央重点加权平均测光方式的中央加权系数比较大， 所以中央部分的测光值对最 终测光值的影响较大。这种测光方式能同时兼顾被摄主体和四周景物的亮度，因 此对被摄主体的测光精度较高，尤其适合于拍摄带风景的人物照片。但对于亮度 不均匀或反差太大的场合，该方式具有与平均测光方式一样的缺点。 中央重点加权平均测光方式已经成为了单反机的常规测光方式。 中央区域的大小 和加权系数因厂家和型号而异。例如传统相机中尼康 F-801 和 F4 的中央区域为 直径是 12mm 的圆形(相对于取景范围而言)，但 F-801 的中央区域加权系数为 0.75，而 F4 的则为 0.6。 多数中央重点加权平均测光系统的中央重点稍向下偏移一些。在户外拍摄时，明 亮天空的亮度对测光结果的影响要小一些。 图三中央重点加权平均测光 中央重点加权平均测光又称中央重点测光、 偏重中央平均测光、 侧重中央式测光、 偏重中心平均测光等。 四、分区式测光 从前面的讨论可知，对于加权式测光，当画面边缘亮度较高时，由于加权系数比 较小，故无法在最终测光值中反应出画面反差大这一事实，在逆光、反差大等场 合有严重的局限性，因此分区式测光方式就应运而生。 分区式测光又称多幅面测光、多模式测光或区域分割式测光。主要原理是将画面 分成几个区，先测取每个区的亮度，然后经过综合计算，选择相应的测光方式， 给出一个能兼顾各区的曝光值。从理论上讲，分区式测光方式都具有自动逆光补 偿能力。 分区式测光方式中一个区的测光灵敏度分布与中央重点加权平均测光方 式的分布很相似，因此中央重点加权平均测光也可称为“单区测光”方式。 现代相机分区测光的精度越来越高，分区数量也越来越多。相机对各区同时测光 后，由计量中央处理器进行综合计算，判断出主体的实际位置和大小，得出最佳 的曝光值。是测光精度比较高并在实践中较常用的方式。尽管各厂家对分区测光 的名称不同，但是测光原理基本相同。尼康称为“矩阵测光”，佳能称为“评价 测光”，美能达（索尼）称为“蜂巢式测光”。 图四各家的分区测光 分区式测光方式有多种形式，分区的数量也不同，有双区、三区、五区、六区、 八区、十四区、十六区、二十一区、三十五区、六十三区等。 图五 佳能 21 分区测光 图六 佳能 16 分区测光 图七 佳能 35 分区测光 图八 佳能 63 分区测光器件 1、矩阵式测光(Matrix Metering)： 这是最早出现的分区式测光方式，由尼康公司首创，最早用于 1983 年出品的尼 康 FA 单反机上，叫做 AMP(Automatic Multi Pattern，自动多分区)测光系统， 专利注册商标为”矩阵式测光方式”。经过多年考验，事实证明了这种测光方式 实用、准确和使用方便，现代尼康各款单反数码相机的矩阵测光，都是在这一基 础上的改进。 矩阵式测光方式的测光元件是装在五棱镜后面，共采用了两只三段测光元件，组 合成 5 个段，将聚焦屏上的画面分成 5 个区域。 矩阵式测光方式的工作原理是经过对大量的照片进行分析(F4 和 F-801 用的数据 超过 24000 个)，可以将所测量到的光的特性分成 5 个亮度值和 5 个反差值，并 按横向和纵向排列，这样就形成了数学上的 5X5 矩阵(这就是这种测光方式名称 的由来)。当 5 段 SPD(Silicon Photo Dioxide 硅光电二极管)对各区域同时测 光后，将各自的测光结果输入到机身内的计算电路，对画面中的高亮度和低暗度 值进行截断处理 (高亮度物体，如太阳、天空等，在一般摄影中是不会作为被摄 主体的；而低亮度的测光信号，由于电平过低，难以与杂光干扰信号 相区别，从而失去了有用亮度信息的可靠性)。经过截断处理后，运算出 4 个测 光值：中央测光值 BV、高亮度中央测光值 BH、平均测光值 BM 和低亮度中央测光 值 BL。然后根据这个 5X5 矩阵中确定从这 4 个测光值中选择一个作为最终测光 值。 例如画面的景物的亮度是中间值、反差较小，从上述 5X5 矩阵中可判断为是拍摄 室外一般的风景与人物照，此时应选择 BV 作为曝光依据；若亮度值稍高、反差 值较大，应选择 BL 作为曝光值，其目的是保留暗部细节。 矩阵式测光方式对景物亮度很高的场合，把曝光值控制在低于 EV16.33(ISO 100)，从而使拍摄雪景时，可得到白色而不是灰色的效果；还有对低亮度的信号 控制在高于 EV1，以利于夜景等拍摄。 图九 6 区矩阵式测光 另外，一些尼康相机上还设有可以检测纵向拍摄的传感器，所以当相机处于纵向 位置时，矩阵分区作相应的修改。 2、佳能分区式综合测光(Evaluative Metering)： 这种方式的分区类似于尼康矩阵式测光方式。首次见于佳能 EOS650 上。其特点 是将整个画面分成六个区域。其工作原理与矩阵式测光方式类似，将六个区的测 光值输入机内 CPU 进行分析和决定曝光量，分析的基础是记忆在机内的大量数 据，而这些数据则是研究了数以千计的典型照片而得出的。在 EOS 650/620 上， 采用了一种所谓的"标准"程序，在 EOS 630 以后，则采用了新算法。六分区综合 测光方式也是目前最好的测光系统之一。 佳能后来在其基础上改进成八分区综合 测光方式，用于 EOS 10 上，以配合其先进的三个 AF 区域的 AF 系统。于 1992 年佳能对此再做改进，变成十六分区， 以配合 EOS 5 的五个 AF 区域的 AF 系统， 可以随聚焦点的不同而调整曝光量。 现代佳能数码单反相机的分区测光都是在此 基础上的改进。 3、美能达分区测光： 最早见于 Dynax 7000i 上，其特点是将画面分成六个区域，但其中五个区域都 集中在中央部分，约占总画面的 20％，这样能与 AF 系统更密切地配合使用。由 于 Dynax 7000i 上有三组测距组件来对被摄体进行测距，因此可以在当被摄体 不在画面中央时进行自动聚焦，由于各分区均与 AF 系统的测距组件相贯通，测 光系统会做出相应的调整。即根据被摄主体的位置信息，选择中央五个测光区的 重点；与此同时，四周的测光区测量背景亮度，并算出主体亮度和背景亮度的亮 度差，判断出是否为逆光。当中央与四周的亮度差大时，就改成对应区域单区测 光；亮度差小时，则改成中央重点加权平均测光。 由于被摄体几乎集中在画面中部，所以六个分区都要加以考虑，其测光灵敏度分 布类似于中央重点加权平均测光；与对焦点联动，当被摄体偏向于左边，测光灵 敏度的分布随之调整。因此，Dynax 7000i 上的这种测光方式具有根据主体位置 来调整测光灵敏度的优点，所以称为"智能化测光系统"，它是美能达"专家智能 化"蜂巢式测光系统的前身。但由于背景只用一段测光元件测光，无法区分天空 和地面的测光值，所以当天空很明亮而地面很暗时，有可能出现测光偏差。 美能达在测光方面的技术积累被应用于数码相机，并被索尼所继承。 4、奥林巴斯 ESP 方式： 这种方式最早见于 OM-40 上，全称为(Electro Selective Pat-tern，电子选择 分区)测光方式。ESP 实际上是一种两分区测光方式，将画面全体分成中央和周 围两个部分，中央部分约占总画面的 25%，以每秒 10 次的频率对这两个区域进 行测光，从平均值、中央重点加权平均测光、点测光和低亮度点测光种方式中， 选择一种作为相机的测光方式。 可以解决逆光或暗背景等复杂环境的正确测光问 题。当画面中央的亮度与其他部分的测光值相差太大时，测光系统会作出相应的 调整，给出以中央区域为主的曝光组合。奥林巴斯将 ESP 测光方式用于以后的 很多相机中，只要配有点测光和中央重点加权平均测光方式的相机，大多数是按 ESP 来测光工作的。实际上是两种测光方式都在同时工作，只要两个测光值相差 太大，表明被摄主体处于逆光位置，因此相机不是调整曝光值，就是启动相机的 内置闪光灯进行填充式闪光补光。 ESP 分区方式将分区测光简化，有利于降低生产成本，所以成为以后一些普及型 AF 单反机较多采用的测光方式，如美能达的 Dynax 3000i 和 Dynax 5000i、潘太 克斯 SF7 等。 5、宾得分区测光： 最早见于 Z-10 上，为六分区，其工作原理与佳能的六分区综合测光方式类似， 由于背景只用一段测光元件测光，所以具有与美能达分区测光同样的毛病。 后在 Z-1 又改进为八分区， 将背景部分分成三个区， 上半部背景用一段测光元件， 下半部背景则用两段测光元件，解决了 Z-10 六分区的问题。八分区测光所用算 法对暗处加以优先考虑。在正常照明条件下，同时还考虑了中央部位以外的四周 部分的阴暗区。在逆光时，只测量中央部分，并假设主体在中央，并加以自动补 偿，补偿量取决于由 AF 系统测量到的拍摄距离。当亮度高于 EV16(极亮的物体) 操还要多增加一些曝光量，使亮物体仍为亮物体。 五、局部测光 这是佳能公司首创、属点测光方式的改进方式。其特点是测光范围比点测光要大 些， 如在佳能 EOS-1 上为总画面的 5.8%(点测光为 2.3%)； EOS 650 上为 6.5%； 在 在 EOS 10 上为 8.5%。 局部测光是中央重点加权平均测光和点测光方式的折衷方式。 中央重点加权平均 测光方式易于使用，但在照明条件奇特的场合下无能为力；而点测光方式能准确 地控制曝光量，但难以使用，要经验比较丰富后才能发挥效用。局部测光方式则 处于二者之间 www.aitaophoto.com
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