前言

生活中有不少人刚买了单反的人问我，我的相机有光圈、有快门，到底该怎么用？等等的问题。其实这种问题，在一时半会的功夫往往我只会告诉他实际的操作应用，但是听者往往缺乏基本的概念和实际效果的对比，因此死记硬背，最后的结果不是忘了就是搞混淆了。因此我打算写上几篇文章通过图文以及大众都能理解的方式讲解，将理论与实际效果相结合让大家直观地了解如何应用相机的各种技术，而主观性的构图、审美等方面的判断不在本次讨论范围之内。由于目前大多数人都用数码相机，因此我的文章也基本以数码相机作例讲解其光学原理。

意义

也许有人认为现代摄影设备用自动档就好了。这句话没错，高级相机的P档以及手机的内置的各种AI能满足大多数旅游场景的拍摄。但是熟练如何应用光圈、快门、延时、多重曝光等基础技术，可以为你创造更大的创作空间以及更多的可能性。

对象

本文适合想了解摄影基本原理及技术的初学者。

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数码相机的成像原理

数码相机成像原理示意图

数码相机的成像是通过镜头将被摄物体的光线收集并投射到感光元件，感光元件将光信号转换成电信号，并且通过相机的图像处理芯片将其转换成计算机能识别的数码图像格式，并且存储到存储器上。

在胶片机是时代，我们的感光元件是胶片，数码相机时代，目前的感光元件一般都采用CMOS或CCD。所以当我们提到数码相机的CMOS或CCD的时候，讲的就是感光元件。

 

曝光

简单的来讲，曝光是指相机的感光元件接受外部光线后形成画面。如果接受的光线不足，成像画面会偏暗，我们称之为“曝光不足”；如果接受的光线过多，成像画面会偏亮，称之为“曝光过度”；如果能恰到好处地呈现画面，会被称为“曝光正确”。

曝光是否正确，会和相机的光圈、快门时长、ISO感光度三个参数相关，接下来我会分别介绍这三个参数的基本概念。

光圈

镜头内的光圈（图源：pixabay）

如上图，光圈一般是装在镜头内的一个装置，通常由多个叶片组成，相机可控制叶片的开合来调整孔径以达到控制光线通过的多少。有圆形光圈也有多边形光圈，虽有所不同，但其功能原理相同（不同点我将会在后面的文章专门提到）。

大光线与小光圈示意图

如上图，当光圈放大时，光圈的叶片开到比较大，光圈孔径也比较大，这样通过的光线比较多，那么投射到感光元件的成像亮度就会越高。反之，光圈小，成像亮度低。

通常我们光圈的大小我们会用一个F值来表示，其公式为：光圈F值=镜头焦距/镜头有效口径直径。①

打印在相机镜头上的光圈F值一般用1:1.4、1:2、1:2.8、1:4等来表示其最大的光圈值。但是实际很多文章、文献及相机设置上也会采用以下两种表达方式：f/1.4、f/2、f/2.8、f/4或者F1.4、F2、F2.8、F4等。其意义都一样。常见的光圈值如下：

光圈大小顺序：f/1.4 > f/2 > f/2.8 > f4 > f5.6 > f8 > f11 > f16

光圈的档位设计是相邻的两档的数值相差1.4倍（2的平方根1.414的近似值）相邻的两档之间，透光孔直径相差根号2倍，透光孔的面积相差一倍， 底片上形成的影像的亮度相差一倍，维持相同曝光量所需要的时间相差一倍。①

所以，当我们所说放大或缩小一档光圈的时候，光圈相差越1.4倍左右。但是以上列出的光圈值并不涵盖市面上所有镜头的光圈参数以及你实际应用中可能会用到的参数。例如，还会有f/1.0、f/1.2、f/1.8、f/13、f22等等，调整参数的时候，其步调不一地会是相差一档，有可能是半档。需要紧记的是，f后面跟的值越小，光圈越大，镜头通过的光线越多，成像就越亮。

以下照片是在室内日光灯环境下，相机感光度ISO值固定为100，快门速度固定为0.4秒的情况下，用不同的光圈拍的曝光对比。

由此可见，拍摄场景较暗时，需要较大光圈才能得到较亮的画面；反之，高亮拍摄场景的情况下，适当缩小光圈，以防止画面过曝。

快门

快门是控制感光元件的曝光时长的一种装置。你可以这么理解，快门就像一个暗室里的门，当门打开的时候，外面的光线照进来，当门关闭上的时候，外面的光线就被阻挡在外面。那么开门到关门这段时间就是曝光时长，也就是我们通常所说的快门速度。

快门分为机械快门和电子快门两种，机械快门往往会在感光元件的前面加上一个物理挡光的装置，例如门帘和反光板，只有按下快门的时候，相机才会打开门帘或反光板，光线照射到感光元件进行成像。电子快门则无物理装置阻挡光线，这种方式只能用于数码相机。当相机打开镜头的时候，光线都一直是照射在感光元件上的，只是相机通过控制是否给CMOS或CCD的感光元件通电来控制曝光时长。通电时CMOS或CCD开始感光，断电时结束感光，通电时长就是快速的速度。

快门速度以“秒”作为单位，常见的快门速度有：4、2、1、 1/2、 1/4、 1/8、 1/15、 1/30、 1/60、 1/125、 1/250、 1/500、 1/1000、 1/2000等。相邻两级的快门速度的曝光量相差一倍，我们常说相差一级。如1/60秒比1/125秒的曝光量多一倍，即1/60秒比1/125秒速度慢一级或称低一级。②

曝光的时长越长，感光元件接受到的光线越多，那么照片亮度就越亮；反之，越暗。

以下是在室内日光灯环境下，光圈固定在f/1.8，感光度ISO值固定在100的情况下，用不同的快门速度拍的曝光对比。

感光度

感光度是衡量底片（感光元件）对光的灵敏程度，通常用ISO来表示其灵敏度。感光度越高，那么对光的灵敏度约高，对应的ISO值越高，意味着越容易得到更明亮的画面。传统胶片是通过改变胶片的化学成分来调整其对光线的灵敏度，而数码时代普遍采用电子信号放大增益技术，与ISO数值相对应的是电子信号放大增益值，比如设定在标准值时提供等同ISO100的增益幅度，对应ISO200和400的增益值可通过提高增益幅度实现。③

数码相机中通常所见的ISO值有：100、200、400、800、1600、3200等，实际应用中，相机可能提供不止以上的ISO值可调节，但是都遵循ISO值越大，感光度越高的原则。

以下是在室内环境下，光圈固定在f/4，快门固定在1/10秒的情况下，用不同的ISO值拍摄的曝光对比。

小结

以上所提到光圈、快门、ISO值都会对曝光产生影响，现代数码相机都有自动测光系统对你拍摄的的物体和场景进行光度的计算，自动给出相机认为的最佳曝光。因此，当我们用P档（自动模式）进行拍照时，相机会自动给出光圈大小、快门速度和ISO值进行自动曝光。但是有时候这并不是我们想要的，因此，如果想进一步应用好相机的话，就要了解基础知识，并适当采用半手动或全手动的方式去拍你想要的画面效果。

请记住以下基本规则：光圈越大成像越亮、反之越暗；快门速度越慢（曝光时间越长）成像越亮，反之，越暗；ISO值越大，成像越亮，反之，越暗。如下图：

光圈、快门、ISO值与曝光的关系
光圈、快门和ISO值就像个三角关系，他们是浮动关联的。假设某摄影场景的正确曝光参数为：快门1/30秒、光圈f/2.8、ISO值200，如果将快门速度调快一档到1/60秒，相当曝光时长多了一倍，为了保持正确曝光，那么要么将光圈缩大一档到f/2，要么将ISO值调大一档到400。以此类推，同样的光线场景下，要保持正确曝光，调整了其中的一个参数，就需要想办法从另外两个参数中补偿。

有人会问，什么时候用什么样的光圈、快门和ISO值呢？我将会在以后的文章中介绍如何利用相机的参数应用到实战中。敬请留意！

最后留给大家一个有趣的问题去搜索，如最快回复并最接近答案的人，将会得到1 SBI。

问题：人的眼睛大概相当于135相机的什么焦距、光圈、ISO值、快门速度？

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以上所有图片如无特殊说明均为@morningshine本人制作或拍摄，所有图片均可用户商用。

 

参考资料：

① 引自百度百科

② 参考百度百科

③ 参考百度百科

 

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