相機工作的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是把外界的光線(xiàn)，在一瞬間記錄下來(lái)。所以?xún)蓚€(gè)部分是基本的必需，一個(gè)是采光裝置，即鏡頭，另一個(gè)是感光材質(zhì)，過(guò)去是膠卷，現在是電子感光板。大家小時(shí)候都學(xué)過(guò)小孔成像，相機工作的原理也差不多，光線(xiàn)穿過(guò)鏡頭，落在感光板上，形成影像。
但是既然我們要把圖像固定下來(lái)，那就不可能讓光一直通過(guò)鏡頭，所以就有了快門(mén)，控制光穿過(guò)鏡頭的時(shí)間。釋放快門(mén)，光穿過(guò)鏡頭，畫(huà)面被記錄下來(lái)，這叫做曝光。然后快門(mén)閉合，光線(xiàn)不再通過(guò)。為了達到充分的曝光，感光材質(zhì)必需接受到足夠的光線(xiàn)，我們光線(xiàn)的多少叫做曝光量。
從上面這個(gè)相機工作的基本原理可以看出，快門(mén)釋放的時(shí)間長(cháng)短，會(huì )直接影響通過(guò)的光線(xiàn)的量。這樣在光線(xiàn)不足的情況下，我們可以通過(guò)延長(cháng)快門(mén)釋放時(shí)間達到足夠的曝光量。但是為了使成像清晰，在曝光的過(guò)程中，被攝物體必需相對于相機保持靜止。所以曝光時(shí)間不可能無(wú)限制的延長(cháng)。
在一定的范圍內，我們還可以通過(guò)改善在單位時(shí)間內通過(guò)鏡頭的光線(xiàn)以解決這一問(wèn)題，那就是適當地擴大小孔成像里的那個(gè)小孔的大小，在相機上的表現就是光圈。光圈越大，單位時(shí)間內通過(guò)鏡頭的光線(xiàn)就越多，反之則越少。
當然我們還可以換個(gè)鏡頭，提高鏡頭的通透性，但是這和擴大光圈一樣，總是有限度的。所以最好的解決方案是徹底改善外部光線(xiàn)質(zhì)量，即增加光照強度，比如使用閃光燈和反光板，但這就不是相機要解決的問(wèn)題了。
攝影在本質(zhì)上就是控制快門(mén)和光圈，以達到我們想要的成像效果。傻瓜機的快門(mén)和光圈控制都是由程序自動(dòng)完成的，因此在成像效果上很難充分滿(mǎn)足攝影者的創(chuàng )作意圖。對快門(mén)和光圈只了解到這種程度還是不夠的，下面我們就轉入技術(shù)入門(mén)進(jìn)一步了解快門(mén)和光圈以及其他相關(guān)部件的控制和效果。
技術(shù)篇
一、快門(mén)控制
快門(mén)釋放時(shí)間是通過(guò)調整快門(mén)開(kāi)合的速度來(lái)實(shí)現的?？扉T(mén)速度一般有：1、2、4、8、15、30、60、125、250、500、1000、2000、4000、8000、16000等，它們是速度的分母，例如500指是每次快門(mén)釋放的時(shí)間是1/500秒。在需要的情況下，還可以把快門(mén)速度調到13秒/次，甚至更慢。相臨的任何兩個(gè)值，后者都接近于前者的兩倍，快門(mén)速度快了一倍，曝光時(shí)間縮短了一半，曝光量也就減少了一半。每調整到相鄰的值一次，是調整快門(mén)速度一檔。
在相同的光照條件下，快門(mén)的速度直接影響曝光量。過(guò)慢的快門(mén)會(huì )引起曝光過(guò)度，即過(guò)曝，反之則引起曝光不足，即欠曝。當然控制曝光量的另一措施就是調整光圈，調大一檔光圈所提高的曝光量和放慢一檔快門(mén)所提高的曝光量相當。所以在固定的光照情況下，合適的曝光量只有一個(gè)，但是我們卻可以采用不同的快門(mén)和光圈組合。也就是說(shuō)，可以采用不同的快門(mén)速度，并配合以不同的光圈值來(lái)保證合適的曝光。
為什么在相同的光照條件下，要采取不同的快門(mén)速度呢？
由于人手不能始終保持穩定，被攝物體和相機之間始終存在著(zhù)相對的位移，如果快門(mén)延遲時(shí)間比較長(cháng)，這種位移就會(huì )在影響上表現出來(lái)，造成影像不實(shí)。這種現象叫做手震。解決這一問(wèn)題的方法是保持相機與被攝物體的相對靜止。除了固定相機之外，最有效的途徑就是提高快門(mén)速度，縮短快門(mén)釋放時(shí)間，這樣在曝光過(guò)程中，相機和被攝物體之間的相對位移就可以被忽略，畢竟我們不大可能隨時(shí)隨地帶一個(gè)三腳架，所以這也是一個(gè)最為方便的方法。一般來(lái)講，人手的抖動(dòng)可以忽略不計的情況是在快門(mén)速度和焦距成倒數關(guān)系，以及比這個(gè)速度更快的時(shí)候。所以在光線(xiàn)充足的情況下，盡量提高快門(mén)速度，是提高成像質(zhì)量的有效途徑。但是在光線(xiàn)不好，需要較慢的快門(mén)速度時(shí)，我們最好固定相機以避免手震。
如果主體在運動(dòng)之中，那么被攝物體和相機之間的相對位移將會(huì )更加明顯。在提高快門(mén)速度的同時(shí)，我們還可平舉相機，使相機隨著(zhù)拍攝的物體一起移動(dòng)，這樣，照片中背景雖然模糊，但主體卻清晰。此方法常用于拍攝移動(dòng)較快的物體，如車(chē)子等。這樣做的好處是我們可以避免在釋放快門(mén)的瞬間，被攝物體已經(jīng)脫離了相機的視野。當然，我們也可以通過(guò)相對較慢的快門(mén)速度來(lái)表現被攝物體的運動(dòng)。
目前大部分相機具有快門(mén)優(yōu)先的程序，這就是由相機自動(dòng)控制曝光量，在滿(mǎn)足曝光需要的前提下，允許攝影者適當調整快門(mén)速度，相機自動(dòng)調整光圈配合，以提供合適的曝光。在能夠保證曝光量的前提下優(yōu)先調節快門(mén)速度主要是為了表現運動(dòng)或者提高照片的清晰度。
對于同一運動(dòng)物體而言，動(dòng)體橫越鏡頭，運動(dòng)方向和鏡頭所指方向成直角，單位時(shí)間內的相對位移最大，此時(shí)清晰固化運動(dòng)影像所需的快門(mén)速度最高；動(dòng)體斜側運動(dòng)，運動(dòng)方向和鏡頭所指方向或其延長(cháng)線(xiàn)成45度夾角，單位時(shí)間內的相對位移大約減少一半，所需的快門(mén)速度也就可以調慢一檔；而動(dòng)體迎向鏡頭或背向鏡頭，運動(dòng)方向和鏡頭所指方向或其延長(cháng)線(xiàn)成0度角，還可以再調慢快門(mén)一檔。
下面是對于距離15M左右不同運動(dòng)速度物體，清晰固化影像所需的最低參考快門(mén)速度：
慢跑 自行車(chē) 奔馬 汽車(chē)
90度快門(mén)，動(dòng)體橫越鏡頭 1/60 1/125 1/250 1/500
45度快門(mén)，動(dòng)體斜側運動(dòng) 1/30 1/60 1/125 1/250
0度快門(mén)，動(dòng)體迎向鏡頭 1/15 1/30 1/60 1/125
需要注意的是，距離每拉近一半，快門(mén)速度相應提高一檔。
二、光圈控制
光圈的問(wèn)題比較復雜，開(kāi)陽(yáng)看過(guò)許多網(wǎng)上關(guān)于光圈的介紹，有的甚至還配備了插圖和數學(xué)公式，但是理解起來(lái)都很費勁，所以開(kāi)陽(yáng)試著(zhù)以另一種方式來(lái)講清楚。簡(jiǎn)單地說(shuō)，光圈相當于人的瞳孔，當光線(xiàn)不足時(shí)，我們往往要瞪大眼睛，而光線(xiàn)過(guò)量時(shí)，我們又要瞇起眼睛，這就是對光圈的控制。光圈的大小用f檔表示，標準的f檔序列為：f/1、f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、f/22、和f/32。前面開(kāi)陽(yáng)講過(guò)，光圈每?jì)蓹n之間也是減半或加倍的關(guān)系。但是從數值上我們看不出來(lái)，因為這些數值標記的不是快門(mén)打開(kāi)的面積，而是光圈的內徑，并且也是分數的分母。所以f/1要大于f/1.4。
如果僅僅是這樣，開(kāi)陽(yáng)講的似乎還有點(diǎn)麻煩，因為我們只要記住擴大光圈增加曝光量，縮小光圈減少曝光量。f/1大，f/32小，每?jì)蓹n之間，曝光量的變化是減半或加倍的關(guān)系，這也就夠了。但是且慢，光圈還有另外的一個(gè)作用，那就是控制景深。
景深其實(shí)就是能夠保持圖像清楚的空間距離。試著(zhù)從窗口往外看，對面樓里有個(gè)女人在洗澡，這時(shí)飛來(lái)一只蒼蠅，落在你眼前的玻璃上，別動(dòng)，我問(wèn)你，這只蒼蠅長(cháng)什么樣？對，你沒(méi)有看，也就是說(shuō)，你知道蒼蠅飛來(lái)了，卻沒(méi)有看清，蒼蠅落于你眼睛的景深之外。但是你把目光收回來(lái)，如果你還有這個(gè)想法的話(huà)，落在蒼蠅身上，現在，那個(gè)女人又看不清楚了，還是把視線(xiàn)移回去吧。注意，這不是調節景深，而是調節焦距。調節焦距會(huì )對景深產(chǎn)生影響，但是景深的調節主是由光圈來(lái)控制的?，F在假如我們找一個(gè)近視眼不帶眼睛去看對面樓里的那位女士，他會(huì )怎么樣？
對，不管能不能看得清，他都會(huì )瞇起眼睛，努力去看。這時(shí)，他調節的才是景深。正常人的眼睛可以隨時(shí)調節焦距，但是長(cháng)期疲勞，會(huì )使得眼睛失去部分調節能力，這樣近視眼往往只能看清有限范圍內的東西了。事實(shí)上，不僅是近視眼，看遠處的細節時(shí)，大多數人往往都要瞇起眼睛，這就是在焦距達不到的情況下，通過(guò)縮小光圈來(lái)增加景深，可以使焦距以外一定范圍內的影像相對清晰一點(diǎn)。
那么光圈為什么能夠控制景深的呢？是不是光圈越小，圖像就越清晰呢？
別著(zhù)急，先點(diǎn)一根蠟燭，咪起眼睛去看，怎么樣？火焰是不是開(kāi)始像星星一樣發(fā)出光芒了呢，也就是說(shuō)，你看不清火焰本身了。這是因為，光線(xiàn)通過(guò)的孔徑會(huì )發(fā)生衍射，原本是一個(gè)點(diǎn)光源，形成的影像就會(huì )擴大成為一個(gè)圈。但是如果這個(gè)圈足夠小，我們還會(huì )認為它是一個(gè)點(diǎn)。在我們眼中還可以被稱(chēng)作點(diǎn)的圈，叫做模糊圈。毫無(wú)疑問(wèn)，模糊圈越小，圖像的細節表現越好，我們稱(chēng)之為銳度高，圖像也就越清晰。
理論上，只有對焦點(diǎn)上的物體有最小的模糊圈，才會(huì )獲得最清楚的影像，比對焦點(diǎn)遠的物體，最佳成像要在底片的后面，而比對焦點(diǎn)近的物體，最佳成像要在底片的前面。但是由于模糊圈的存在。在對焦點(diǎn)前后一定范圍內的物體，都會(huì )在底片上獲得一個(gè)我們認為清晰的圖像，雖然它不是最清晰的。這個(gè)前后范圍就是景深。
光圈越小，光線(xiàn)通過(guò)的孔徑就越小，衍射就越嚴重，模糊圈就越大。所以并不是光圈越小，圖像越清晰，相反，對于焦點(diǎn)上的物體而言，光圈越大，圖像反而越清晰。
但是對于焦點(diǎn)外的物體而言，模糊圈再大，也是在可接受的范圍之內，我們仍然認為圖像清晰，這總比處于景深之外，根本看不清楚要好得多。光圈越小，外界物體相對于快門(mén)孔徑就越大，原本可以被看做是點(diǎn)光源的，就相當于面；而孔徑越大，原本的面也會(huì )被當成點(diǎn)。想一想小孔成像，針尖大的小孔，點(diǎn)一根火柴就可以成像，如果在暗室的墻上鑿一個(gè)洞，那只有遠處的大樓才能成像。所以光圈越小，對成像物體的大小要求就越少，表現在遠近上，景深就越大。
綜上所述，擴大光圈，曝光量增加，可成像的范圍縮小，景深也隨之縮小，但是焦點(diǎn)處的清晰程度增加；縮小光圈，曝光量減少，可成像的范圍擴大，景深也隨之擴大，但是焦點(diǎn)處的清晰程度降低。這就是光圈的作用。
從單純的調節快門(mén)速度，到開(kāi)始光圈控制，這是一個(gè)質(zhì)的提高，意味著(zhù)從控制時(shí)間邁向了對空間的控制。但是對空間的控制不僅僅是由光圈來(lái)完成的
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