星期一, 11月 25, 2024

厭惡其煩,再談曝光 ( 五、入射光與反射光 )

考慮以下個案。在亮度均勻的房間裡拍攝,以平均測光模式,配合光圏先決自動曝光,拍攝一幅像【圖 1】那樣,由深灰、中灰,淺灰三色面積比例相同的平面圖 。三色份量相同,平均亮度就是中灰,因而拍出的結果,三種深淺的三種灰度應可正確還原,仍是【圖 1】的樣子。


【圖 1】深灰、淺灰、中灰比例相同組成的平面圖,平均亮度就是中灰。

接下來,將該圖的上下部份改為深灰,中間不變 ,如【圖 2.1】拍攝結果將會如何?如此一改,測光得到的平均亮度會比中灰深,於是相機自動增加曝光時間 (減慢快門速度) 拍攝,得出的結果是中灰顯示為淺灰,深灰為中灰,如【圖 2.2】

【圖 2.1】將上下部分改為深灰

【圖 2.1】拍攝結果,整體變亮;中灰變淺灰,深灰變中灰。

相反,若將該圖的上下部份改為淺灰如【圖 3.1】,相機就會減少曝光時間 (加快快門速度) 拍攝,得出的結果是中灰顯示為深灰,深灰顯示為中灰,如【圖 3.2】

【圖 3.1】將上下部分改為淺灰

【圖 3.2】拍攝結果,整體變暗;中灰變深灰,淺灰變中灰。
 
受物體反射亮度影響,自動測光不能正確重現目視亮度,表面看頗為愚蠢,其實只是不忘初衷。還記得為何曝光要以還原中度灰為目標?不就是為了最大可能地記錄亮度資訊。當物體反光偏暗,拍攝時增加曝光,可以減低暗部剪裁 (超出可記錄範圍) 的機會;當物體反光偏亮,拍攝時減少曝光,可以減低亮部剪裁的機會。相機測光系統的操作,再合理不過。

既然合理,但又不能還原正確的灰度,問題在哪?如何解決?

問題在於工具錯配,罪魁禍首是數碼相機的檢視屏,關鍵在於反射光與入射光的分別。或者有些讀者不知道甚麼是入射式測光錶,簡單介紹一下。

【圖 4】入射式與反射式測光示意圖

一般相機內置的是反射式測光表,量度被攝物表面的反射亮度。而入射式測光錶,則是量度投射於被攝物表面的光線亮度。在光源亮度不變的情況下,以反射式測光錶分別量度顏色深淺不同的三張卡紙,會給出三個不同的讀數。但以入射式測光錶量度,則是完全相同。Why?光源亮度沒變嘛。

由此可見,在上述個案中,只要使用入射式測光錶量度房間燈光亮度,按建議設定曝光參數拍攝,而不是依循相機內置的反射測光結果進行曝光,便可以得出灰度正確展示的三幅影像。

至此,閣下可能會覺得入射式測光好使好用,然而故事未完。相機之所以內置入射式測光錶,首先是迫於無奈。試問安坐家中,若非反射式,又怎可以對窗外數公里遠處,被夕陽照亮的山頭測光?另一方面,是有充份理由。菲林年代,一般用作拍攝的都是「負片」。負片與正片不同之處,是拍出的結果並非予人觀賞,而是作為一個亮度記錄,供沖曬時重現所需效果。於是我們又回到之前的討論:最大可能記錄亮度細節,中度灰是最佳選擇。有了亮度細節豐富的底片,曬相時便可,呼光喚暗,要光得光,要暗得暗。

擱筆前大興問罪之師。之前提及工具錯配,罪魁禍首是數碼相機的檢視屏罪魁禍,那是因為它的即影即有,等同菲林年代拍攝正片(幻燈片)。如前所述,要拍出目視效果的影像,適宜使用入射式測光錶,然而相機內置的卻是反射式,加上一般拍攝者都不明此理,以反射式測光結果作為參考,自然會問題多多。

那麼,明乎此理該如何?

視乎閣下屬於哪一門派。喜歡直出影像的拍友,不妨熟練「扮」入射式測光;對適當灰度的物件進行測光,間接量度出現場光照的亮度。至於後製派,由於即時影像是否啱睇只屬次要,重點在於能否取得適當的亮度記錄,在此前題下,既參考反射式測光結果,亦分析亮度分佈圖,互為參照,方為最佳舉措。

補充 Q&A

問:沒有入射式測光錶怎麼辦?
答:用重點測光,將測光範圍限制於中度灰位置,不受其他亮度干擾,測光結果便等同使用入射式測光錶。

問:拍攝對像五顏六色,卻沒有灰色怎麼辦?
答:需要參考的是亮度,不是顏色,只要亮度與中度灰接近就可以。當然,這要求閣下有相當程度的亮度判斷功力。

問:被攝物任何部位的亮度都不接近中度灰,怎麼辦?
答:自備一張中度灰卡,拍攝前將灰卡放置被攝物表面進行測光。沒有灰卡,不妨用自己的手掌代替,因為需要的只是一個亮度參照。只要知道自己手掌與中灰的深淺差別,應用時作出適當加減補償就可以了。

 

星期四, 11月 14, 2024

厭惡其煩,再談曝光 ( 四、18% 反射率 )

上回的一堆文字,只說明了選擇中間灰作為「正確曝光」標準的理由。並沒有從物理上定義中間灰有幾灰。相比灰姑娘的灰,中間灰是深?還是淺?

關於中間灰的標準,曾聽過不少傳言。其中一種說法是和膚色亮度接近,這樣定,拍人效果好。另一說法是接近大自然常見的亮度,意思大概是大片草原或樹林的亮度。然而稍加思考,便知兩者都站不住腳。不同人種的膚色相差很遠,大自的亮度更是千變萬化。
事實上,中間灰的定義有多種,為免亂上加亂,先說現時攝影人慣用的,就是18% 反射率 (18% reflectance) 呈現的灰度 。一張灰色卡紙,若然將18% 入射的光線反射出來,那灰的程度就是中間灰。合理疑問:既曰中間,為甚麼是18% 而不是 50%?初步解答:因為亮度的增減並非線性。附圖大致展示出曝光值、亮度、灰度三者的關係。
解釋一下圖中三列數字。最上一列是相機內置測光表的EV讀數。0EV 時拍出中間灰,+1EV 拍出淺灰,-1EV 拍出深灰。中間一列是相對亮度。假設 0EV 拍出的亮度是 1,以 +1EV 拍攝,亮度倍增,所以是 1x2=2;以 +2EV 拍攝再次倍增,所以是 2x2=4。至於 -1EV,就是亮度減半,所以是 1x1/2=1/2 ……。最低一行是反射率,18% 是中間灰,光源亮度不變的情況下,亮度倍增即是因為反射率倍增,所以是18%x2=36%,再倍增就是 36%x2=72%。再倍增呢?超越 100%,爆煲了!暗的方向發展還好,至少理論上可以不斷減半沒下限。可是現實並非如此,純白與純黑的皆不存在。目前普遍將最白與最黑的反射率,分別定義為 95% 與 3.5%。


看過附圖,距離深度解密 18% 只有兩步之遙。
第一步。該圖告訴我們,曝光逐級加一而上,亮度卻是每次乘二倍增。換言之,灰度的遞增是線性,亮度卻是非線性地以幾何級數上升。因此,計算亮度的平均值,要用幾何平均而非算術平均。
第二步。該圖亦展示了反射率與亮度的對應關係,可見反射率亦非線性,因而平均值亦應以幾何方式得出。95 乘以 3.5,等於 332.5;然後開方,得到的幾何平均值是 18.2。Bingo!
成功解密 18% 又如何!有乜用?仍是那句:坦白講,真係冇乜用,得個知字。然而既作補充,亦求完整,以下介紹多幾樣沒啥用途的東西。
翻查歷史,以 18% 作為中間灰始於 19 世紀末的印刷行業,印刷工人以此作為調控油墨流量的參考。後來,這灰度被發明分區曝光法 (Zone System) 的安素.亞當斯(Ansel Adams)收編,作為第五區(Zone V)的影調基準,從此與攝影結緣。隨後柯達出品的 18% 灰卡,成為了業內的實物標準。
到後來彩色印刷發展出一套 LAB 色彩標準,其中 L 表示亮度。當 L 為 50% 時,其灰度大約等同 18.42% 反射率,與 18% 相差不遠。
然而也有相差甚遠的,而且是來自頗具聲望的美國國家標準協會 ( ANSI )。ANSI 有一份關於調校手持測光表產品的文件,建議以 12~13% 反射率作為中間灰,還提及誤差 1~2% 可以接受。有兩點值得留意。首先,只是建議,跟唔跟由得你。其次,範圍頗寬鬆,連可接受的誤差,可以是介乎 11~14% 之間。小弟常說攝影是差不多的藝術,至此,信喇掛?
至於 12~13% 何來,有待稽考,更值得留意的,反而是另一類中間灰的定義。在此之前,不論是 18%、12%,以至其他數值,說的都是反射率,但可有留意,數碼相機的檢視屏、電腦屏幕、手機屏幕,全都不是反光,而是發光的。應用於發光的屏幕,色彩亮度有截然不同的表示方式。例如常見的 sRGB,中間灰就是(128,128,128),16 進制表示就是 #808080。
發光而唔係反光?咁就大件事喇!下回分解。不溫馨,不冷漠,中性提示,下回內容重要、貼地、實用。



星期三, 11月 13, 2024

厭惡其煩,再談曝光 ( 三、中間灰 )

前文提到,若以某光圏、快門、ISO 設定組合拍攝,拍得到中間灰色的亮度結果,為之正確曝光。接下來要討論的,當然就是中間灰。

中間灰,英文 middle grey,又稱中性灰。這個世界不是非黑即白,介乎純黑與純白之間,是不同程度的灰色,而位處中間的,就是中間灰。以拍攝結果呈現中間灰為正確曝光的標準,理由何在?


撇除色彩,照片就只是深淺程度不同的灰色。
正常的照片,不論彩色還是黑白,必定存在着介乎最暗與最亮之間的中間亮度。

試想想以下的案例。聖誕老人到某國家派禮物,該國政府為免選擇太多有爭拗,規定每個區域只可派發一款禮物。聖誕老人手頭上有多款禮物,適合不同的年齡層級,每個層級的年齡跨度為五年。例如禮物 A 適合 11 至 15 歲,禮物 B 適合 12 至 16 歲,禮物 C 適合13 至17 歲 ……,如此類推。在此情況下,聖誕老人該以甚麼作為參考,才會令派發的禮物,最大程度地滿足某區域的住戶?一個很常用亦合理的選擇,就是該區域人口的平均年齡。平均年齡是13的派 A,14 的派 B,15 的派 C ……,如此類推。
同樣道理,感光元件只能記錄一定範圍的亮度,即所謂動態範圍,太暗太亮的都記錄不了。要最大可能完整地記錄場景的亮度資訊,方法就是選取場景亮度平均值,並以此作為記錄的中間值,也就是中間灰。比這亮度光一點的,就是淺灰,暗一點的,就是深灰 ……
然而將 B 禮物派發到平均年齡是 14 的區域,並不保證適合該區的所有人,因為平均值不能反映年齡分佈狀況。假設某區有 20 人,當中 14 歲的 2 人,11 歲的 9 人,17 歲的也是 9 人,計算平均年齡仍是 14,於是向該區派發 B 禮物,結果只有兩人適用,改為派發 A 或 C,反而同樣會有九人適用。


將平均亮度置於可記錄範圍的中央,只是一種「好過冇」的策略,並不保證可以完整記錄亮度資訊。假設相機可記錄的曝光範圍是 15 級,若按照相機測光的建議去拍攝,比中間亮度高出或低出 7 級的,就有可能記錄不了。正因如此,才需要搞出更多解決方案去彌補這缺憾。當中包括多重測光模式,對場景亮度分區測量,嘗試作出更好的估計;重點測光模式,針對場景中必須記錄的區域,作重點測量;還有曝光補償功能,加多少減多少曝光,交由拍攝者自行斷估解決。
將場景平均亮度當作是中間灰的方案,不完美,但合理。即使現時已發展出多種測光模式,這中間落墨的原則依舊不變。可是,中間灰到底有多灰?有標準嗎?標準如何定義?又待下回分解。
溫馨使人失去警覺,冷漠提示,下回內容將會更不知所謂。





星期四, 11月 07, 2024

厭惡其煩,再談曝光 ( 二、EV 曝光值 )

接續上一回,今次講 EV。曝光一詞有多種解讀,EV 也不惶多讓,可能更混亂。

EV,曝光值,英文 Exposure Value 的縮寫。這傢伙本來有清晰明確的定義,算式表示如下:
EV = log₂(N²/t)
其中 N 是光圈(f 值);t 是曝光時間(快門速度,單位是秒)。
單看算式會被嚇怕,改用文字描述貼地一點,那就是「得出同樣曝光量的光圏快門組合」。
依然唔知噏乜?看實例。拍攝風中搖曳的芒草,假設用 f/8、1/125s 拍攝,可以得到亮度滿意的影像。改用 f/2.8、1/1000s,可以得出景深較淺、芒草凝固的影像。攺用 f/22、1/15s,則可以得出景深較長,芒草展現動態模糊的影像。然而三者亮度相若,也就是三個不同的光圏快門組合,得出同樣的曝光量。
略懂數學便不難看出,以上算式的右面只有 N 及 t 兩個變數,也就表示 EV 只是個相對數值,與拍攝現場的亮度及感光度 ISO 無關。仍以上面的芒草拍攝為例,一開始只是假設 f/8 配 1/125s 拍出亮度滿意的影像,然而何謂滿意亮度?可以是亮光光的高調影像,也可以是黑沉沉的低調演繹,但無論滿意亮度所指為何,改用另外的兩個光圏快門組合,同樣可以拍得出來。


曝光值 vs 曝光量 vs 加減曝光
從以上的 EV 算式,心水清的朋友可能會留意到,作為分母,曝光時間 t 的數值愈大,EV 的數值愈小。換言之,曝光時間愈長,EV 的數值愈小。即係話,曝光量愈多,EV 的數值愈小。例如,用可調亮度的 LED 燈拍攝某物體,100% 功率輸出,光圏快門組合採用 f/4、1/4s,根據以上算式,EV 值是 6;改用 50% 輸出,燈光明度只及之前的一半,要拍出相同亮度的影像,曝光量就要倍增,若然光圏不變,快門應採用 1/2s,按此組合計算,EV 值是 5,下降一級。
增加曝光量,EV 的數值不加反減?搞乜呀?平時拍攝,唔係話加曝光,就係加 EV 咩?OMG,巧亂呀!
至此,各位可得相信小弟上回所言絕非信口開河。定義還定義,現實中曝光詞彙的應用,有時真係搞到你暈頭轉向。此 EV 不同彼 EV!
被攝物愈暗,EV 值愈低,應對的拍攝方法就是增加曝光量,至此沒有問題。混亂的根源,是將增加曝光量說成是加 EV。不這麼說,一切相安無事。
幸運的是,根本沒有太多人知道正宗的 EV 定義。所謂習非勝是,而現實中又運行暢順,也就無謂撥亂反正,得個知字算了。

EV 有何用途?有何好處?
坦白講,真係冇乜大用。至少在我等資深業餘攝影人而言是這樣。一時間想到,最常見的用途,只有幾項。首先是用來描述動態範圍,例如說某相機動態範圍有 15 EV 之多 。其次是描述相機於弱光情況下的對焦或拍攝能力,例如說某相機於 EV -6 仍可進行自動對焦。還有的,大概就如平時說的曝光相差幾級幾檔差不多吧。至於好處,根據設計原意,是為了更方便地選擇等價的拍攝參數。得咩?

補充說明
正如上面提及,EV 的計算與 ISO 無關,只是個相對數值。單憑 EV 值,反映不了實際亮度。若要反映實際亮度,就需要與 ISO 掛鈎。例如上面說的 EV -6,若不提 ISO,只表示 f/1、60s 的一個光圏快門組合。若加上 ISO 100 附帶條件,就表示以 f/1、60s、ISO 100 的設定組合拍攝,可以得出「正確曝光」,即不光不暗的中間灰亮度。如此一來,便能實際地反映被攝物的亮度了。習慣上,在沒有特別指明的情況下,就當作是 ISO 100。

中間灰?正確曝光?是甚麼?下回分解。



星期三, 11月 06, 2024

厭惡其煩,再談曝光 ( 一、曝光與感光 )

日前過看到一篇教授手動曝光的長文。看罷,更加明白為何很多人都搞不懂曝光。

要徹底明白曝光,有好些概念及詞彙要搞清楚。要搞清楚,是因為在很多攝影論述、教學,以至相機的使用說明,甚至機身上慣用的標示、概念及詞彙,往往都是求求其其,得過且過。有趣的是,日常使用上其實沒大問題,否則那來這麼多靚相?但假若閣下堅持認真,那就 …… 放心,不一定會輸的,但肯定會煩。奈何天下間總有閒人不厭其煩,撰文(或拍片)論述。說的不是小弟,剛剛相反,小弟再談曝光,只因為有見論文大都誇誇其談,實質搔不着癢處,厭惡其煩,才勉為其難,班門弄斧。

內容好多,分而述之。首先,曝光與感光。


相機快門打開,讓感光元件曝露於光線,從而接收光能,就是曝光。控制曝光的多與少,相機提供兩個方法:一、快門速度;二、光圏大小。這部份,驟眼看清楚明白,不會引起誤解,其實含混不清已經存在。


問題一:光源強弱是否也是曝光因素?

如果將曝光量定義為感光元件接收的光能多少,那麼,光源強弱也應該視作曝光因素。慣常只提光圏快門,略去光源強度,只因為難以描述,甚至不受控制。事實上,於室內拍攝,光源受控的情況下,大可固定光圏快門,以調節燈光亮度來控制曝光。

問題二:ISO 應該如何看待?

ISO 是感光度,與曝光無關。以同樣的光圏快門拍攝,調高 ISO 令影像顯得明亮一點,只是將亮度訊號放大,並沒有增加曝光量。

理清思維

曝光一詞,日常使用其實暗藏多種解讀。首先,是指相機打開快門至閉上快門的操作過程。其次就是上面所說的,感光元件接收光能的多少,也就是曝光量。而最後,也是最普遍的解讀,是指影像顯示出來的亮度,也就是通過相機的曝光過程,感光元件接收到某程度的曝光量,經過後期處理顯示出來的影像亮度。嚴格來說這並非純正的曝光,而是曝光加感光,是兩者綜合處理而得到的亮度顯示結果。然而當我們發覺機背的影像過度明亮時,衝口而出的就是「曝光過度」,從沒計較真正的原因可能是「感光過敏」。

引申結論

真正的曝光三角,應該是光圏、快門、光源。近年坊間常說的光圏、快門、ISO,三者結合,稱為感光三角或者更為適合。


感光三角











厭惡其煩,再談曝光 ( 五、入射光與反射光 )

考慮以下個案。在亮度均勻的房間裡拍攝,以平均測光模式,配合光圏先決自動曝光,拍攝一幅像 【圖 1】 那樣, 由深灰、中灰,淺灰三色面積比例相同的平面圖 。三色份量相同,平均亮度就是中灰,因而拍出的結果,三種深淺的三種灰度應可正確還原,仍是 【圖 1】 的樣子。 【圖 1】深灰、淺...