數(shù)碼攝影課程中感光度的教學(xué)研究與實(shí)踐

鄧 強(qiáng)

(湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410081)

感光度ISOASA 值/DIN 值(ISO 為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，ASA 為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，DIN 為德國(guó)標(biāo)準(zhǔn))是感光體對(duì)光線敏感的程度，是傳統(tǒng)攝影和數(shù)碼攝影教學(xué)中都要講授的基本概念。因?yàn)閭鹘y(tǒng)攝影和數(shù)碼攝影在影像記錄的原理上是完全不同的，所以，雖同為“感光度”，但內(nèi)涵不同。在攝影完全數(shù)碼化的今天，如果還按照先解釋感光度的概念，再介紹幾種常見的感光度標(biāo)準(zhǔn)的老教學(xué)模式來(lái)講解數(shù)碼攝影的感光度，學(xué)生是不能很好地掌握感光度這一知識(shí)點(diǎn)的。

相對(duì)于傳統(tǒng)膠片攝影，數(shù)碼攝影的感光度具有可變的特點(diǎn)。在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，數(shù)碼相機(jī)感光度的可變性是阻礙學(xué)生掌握感光度這一內(nèi)容的難點(diǎn)所在。在傳統(tǒng)膠片攝影中，雖然從原理上說(shuō)曝光量、影像質(zhì)量以及閃光攝影等都與感光度有關(guān)，但由于感光度恒定，使人們往往忽略了感光度對(duì)它們的影響。在數(shù)碼攝影中，由于感光度的可變性，使這些在傳統(tǒng)攝影中不是問(wèn)題的問(wèn)題凸顯了出來(lái)。因此，在數(shù)碼攝影的教學(xué)中，應(yīng)在涉及與感光度相關(guān)的知識(shí)中強(qiáng)調(diào)其“可變性”，以及由“變”給攝影創(chuàng)作帶來(lái)的影響，只有這樣，才能讓學(xué)生全面、深入地了解數(shù)碼攝影的感光度，提高攝影創(chuàng)作的能力。

1 傳統(tǒng)攝影和數(shù)碼攝影中感光度的異同

在傳統(tǒng)攝影和數(shù)碼攝影中，感光度都代表感光體對(duì)光線敏感的程度，感光度高，表示取得正確曝光時(shí)需要的光量少，感光度低則需要較多的光量。

在傳統(tǒng)膠片攝影中，感光體是膠片，感光的物質(zhì)是鹵化銀，感光度的高低取決于鹵化銀的種類、比例、結(jié)構(gòu)、形態(tài)等。傳統(tǒng)相機(jī)本身不具備記錄影像信息的能力，同時(shí)，攝影者不能改變記錄影像的膠片對(duì)光線敏感的程度，因此，在使用傳統(tǒng)膠片進(jìn)行攝影創(chuàng)作時(shí)，為了滿足在不同照明條件下的拍攝，攝影者往往要準(zhǔn)備不同感光性能的膠片，或安裝于多個(gè)相機(jī)，或在拍攝的過(guò)程中臨時(shí)更換，使用起來(lái)非常不方便。

在數(shù)碼攝影中，感光體是相機(jī)的CCD、CMOS 等能將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器件。當(dāng)光線通過(guò)鏡頭成像在CCD 或者CMOS 等光電轉(zhuǎn)換器件表面上時(shí)，它們將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過(guò)放大電路將信號(hào)調(diào)整為一定的幅度后，經(jīng)過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)圖像處理器加工，最終形成數(shù)字化的照片。在這個(gè)過(guò)程中，放大電路的放大倍率是可以進(jìn)行調(diào)整的。在光線比較弱，或者由于光圈、快門的控制，使獲得的光量比較少時(shí)，只要將放大倍率提高，就可以得到形成符合要求的影像所需要的信號(hào)的幅度;在相反的情況下，減小放大倍率，又可以將信號(hào)的幅度調(diào)整為需要的值。

放大倍率的改變，相當(dāng)于數(shù)碼相機(jī)感受光線的靈敏度發(fā)生了變化，設(shè)計(jì)者把不同的放大倍率與對(duì)光線靈敏度不同的各種膠片的感光度對(duì)應(yīng)，也冠以“感光度”的名稱和數(shù)值，就形成了數(shù)碼相機(jī)的感光度。數(shù)碼相機(jī)中感光度的這一概念來(lái)源于傳統(tǒng)膠片，確切地說(shuō)，在數(shù)碼攝影中應(yīng)該叫做“相當(dāng)感光度”［1］，即相當(dāng)于膠片某種感光度對(duì)光線的敏感程度。

數(shù)碼攝影的感光度在相機(jī)上調(diào)整，在拍攝的過(guò)程中可以根據(jù)需要靈活地改變，即相比于傳統(tǒng)膠片攝影，數(shù)碼攝影具有感光度的可變性。感光度可變，是數(shù)碼技術(shù)給攝影的一大貢獻(xiàn)，它極大地拓寬了攝影者創(chuàng)作的空間，增強(qiáng)了攝影者駕馭拍攝條件的能力，更有利于創(chuàng)作各種藝術(shù)效果的作品。

2 數(shù)碼攝影中，感光度是控制曝光量的重要因素

攝影是光的藝術(shù)，不管是傳統(tǒng)攝影還是數(shù)碼攝影，都需要通過(guò)控制受光體曝光，才能把優(yōu)美的風(fēng)景、動(dòng)人的場(chǎng)面、攝影師的創(chuàng)意等信息記錄下來(lái)。曝光正確與否是得到優(yōu)秀攝影作品的首要環(huán)節(jié)。

曝光量是感光體受光的總量，是照度與受光時(shí)間的乘積［2］，即E=I ×t(E 為曝光量，單位:勒克斯·秒;I 為照度，單位:勒克斯;t 為受光時(shí)間，單位:秒)。

以前我們常說(shuō)“在照相機(jī)上，用于控制曝光量的裝置是光圈和快門。光圈的大小能調(diào)節(jié)照度的強(qiáng)弱，快門速度的高低能調(diào)節(jié)受光時(shí)間的長(zhǎng)短”。在傳統(tǒng)攝影中，由于感光能力的強(qiáng)弱由膠片決定，因此，一旦選擇了某種膠片，感光度就不能改變了，拍攝某一對(duì)象所需的曝光量就確定了。從曝光量的公式可知，在曝光量不變的情況下，按照等量曝光的原理，調(diào)整光圈和快門的組合，只要滿足照度和受光時(shí)間反比互易，就能正確曝光;同時(shí)，為了得到某種藝術(shù)效果，攝影者可根據(jù)需要選擇不同的光圈值或快門值?？梢?，在傳統(tǒng)膠片攝影的條件下，只要不更換膠片，感光度就是恒定的，拍攝同一對(duì)象所需的曝光量就一致，以上說(shuō)法是成立的。但是，在數(shù)碼攝影中，情況就完全不同了。數(shù)碼相機(jī)的感光度具有可變性，是一個(gè)變量，在拍攝過(guò)程中攝影者可以根據(jù)需要靈活地調(diào)整。拍攝同一場(chǎng)景時(shí)，感光度改變了，所需的曝光量也隨之變化，感光度高，需要的曝光量少，感光度低，需要的曝光量多，并且感光度每變化一級(jí)，所需的曝光量也相應(yīng)地變化一級(jí)，曝光量與感光度成反比的關(guān)系。例如，為了拍攝某一場(chǎng)景，如果將相機(jī)的感光度設(shè)置為ISO100/21°時(shí)，按照f(shuō)/8，1/30s 拍攝能正確曝光，那么，將感光度提高一級(jí)，即變?yōu)镮SO200/24°后，所需的曝光量就會(huì)降低一級(jí)，光圈與快門的值就應(yīng)該變?yōu)閒/8，1/60s 或f/11，1/30s、f/5．6，1/125s 等相同曝光量的組合。

可見，在數(shù)碼攝影中，我們對(duì)曝光要有新的認(rèn)識(shí):與傳統(tǒng)膠片攝影不同，數(shù)碼攝影中感光度是調(diào)節(jié)曝光量的重要因素，曝光所需的總量由它決定;調(diào)整光圈值和快門值，一方面是為了使曝光達(dá)到某種感光度下需要的曝光總量，另一方面，也和傳統(tǒng)攝影一樣，在保證總量不變的情況下，通過(guò)不同光圈值、快門值的組合，實(shí)現(xiàn)不同的景深、不同的畫面清晰度與模糊量等效果。因此，對(duì)于數(shù)碼攝影而言，控制曝光量是三個(gè)因素，即感光度值、光圈值和快門值。

3 感光度對(duì)影像質(zhì)量的影響

數(shù)碼相機(jī)感光度可變，為攝影者提供了新的創(chuàng)作感受，拓寬了創(chuàng)作的空間，增強(qiáng)了創(chuàng)作的自由度，更有利于創(chuàng)作不同藝術(shù)效果的作品。

對(duì)于很多攝影者來(lái)說(shuō)，對(duì)感光度可變最直接的感受是，在較暗的光線下，能方便地進(jìn)行拍攝了;在光源受限的場(chǎng)合，能定格運(yùn)動(dòng)物體的瞬間了;在光線較強(qiáng)的環(huán)境下，也能較長(zhǎng)時(shí)間曝光了。然而，人們?cè)谙碛酶泄舛瓤勺冃詭?lái)的便利的同時(shí)，往往忽略了數(shù)碼相機(jī)的感光度對(duì)影像質(zhì)量的影響。如果感光度設(shè)置不恰當(dāng)，會(huì)降低影像的質(zhì)量［3］。

數(shù)碼相機(jī)是通過(guò)改變信號(hào)放大率的方式調(diào)整感光度的，感光度的高低，代表著信號(hào)放大率的大小。當(dāng)放大率超過(guò)一定幅度后，在正常影像信號(hào)里，就容易明顯地產(chǎn)生影像本身并不存在的電子雜訊，形成影響影像質(zhì)量的噪點(diǎn)。相反，如果將感光度設(shè)置得過(guò)低，為了得到足夠的信號(hào)幅度，即使將光圈開得很大也需要長(zhǎng)時(shí)間曝光時(shí)，電路會(huì)因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)間過(guò)長(zhǎng)而發(fā)熱，產(chǎn)生熱噪聲，這樣也會(huì)形成大量噪點(diǎn)，對(duì)影像質(zhì)量造成影響。

為了減弱噪點(diǎn)對(duì)影像質(zhì)量的影響，數(shù)碼相機(jī)生產(chǎn)廠家分別采用了各種各樣的降噪技術(shù)，以盡可能減弱噪點(diǎn)。但是，降噪的程度和影像的清晰度是一對(duì)矛盾，在降低噪點(diǎn)影響的同時(shí)，會(huì)帶來(lái)清晰度下降的問(wèn)題［4］。

因此，為了保證影像的質(zhì)量，數(shù)碼相機(jī)設(shè)置感光度要遵循以下原則:在能夠滿足正常拍攝的情況下，感光度能低則低，除非照片的內(nèi)容重要到能夠忽略照片質(zhì)量的程度。

4 感光度對(duì)閃光攝影的影響

在自然光較弱的情況下，閃光燈是常用的人造光源。一般而言，由于閃光燈明滅的時(shí)間非常短，所以，曝光的強(qiáng)弱由光圈的大小控制。

光圈系數(shù)=閃光指數(shù)÷閃光照射的距離［5］

在這個(gè)公式中，閃光指數(shù)是衡量閃光燈功率大小的指標(biāo)。每個(gè)閃光燈上都標(biāo)有閃光指數(shù)，這個(gè)標(biāo)稱值是感光度為ISO100/21°時(shí)的閃光指數(shù)，當(dāng)感光度發(fā)生變化時(shí)，實(shí)際的閃光指數(shù)會(huì)隨之發(fā)生變化。

實(shí)際閃光指數(shù)= 標(biāo)稱閃光指數(shù)× (實(shí)際感光度的ASA 值÷100)1/2

在傳統(tǒng)膠片攝影中，由于所用的膠片不會(huì)頻繁地變化，實(shí)際閃光指數(shù)是相對(duì)固定的，在拍攝相同的膠片時(shí)，按照同一閃光指數(shù)進(jìn)行閃光拍攝即可。而在數(shù)碼攝影中，為了方便拍攝，攝影者往往會(huì)經(jīng)常地改變感光度，使實(shí)際閃光指數(shù)頻繁地變化。因此，在進(jìn)行閃光攝影時(shí)，如果感光度改變了，就應(yīng)隨時(shí)根據(jù)實(shí)際閃光指數(shù)調(diào)整光圈系數(shù)，否則，稍有疏漏就會(huì)發(fā)生曝光錯(cuò)誤。

例如，某閃光燈的閃光指數(shù)是24，夜晚拍攝一相距6米的物體，如果相機(jī)的感光度設(shè)置為ISO100/21°，從以上公式可知，將光圈調(diào)整為f/4 才能正確曝光;如果將相機(jī)的感光度變?yōu)镮SO400/27°，此時(shí)的ASA 值為400，實(shí)際閃光指數(shù)就變成了48，要保證相距6 米的物體正確曝光，攝影者應(yīng)將光圈調(diào)整為f/8，如果還按照f(shuō)/4 拍攝，就會(huì)造成曝光過(guò)度2 級(jí)。

［1］顏志剛．?dāng)z影技藝教程(第六版)［M］． 上海:復(fù)旦大學(xué)出版社，2010．

［2］徐國(guó)興．?dāng)z影技術(shù)教程(第二版)［M］． 北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社，2001．

［3］劉寬新．?dāng)?shù)碼影像專業(yè)教程［M］． 北京:人民郵電出版社，2008．

［4］陳 琳． 數(shù)字影像技術(shù)［M］． 北京:高等教育出版社，2005．

［5］楊紹先，李文聯(lián)，姜海波，等． 數(shù)字影像技術(shù)［M］． 北京:高等教育出版社，2008．