2012年1月2日 星期一

[Study] Exposure (曝光)


Exposure (曝光)

Ø   定義:當影樣成像時,在感光元件上收集到的所有光。

Ø   Wiki說明:Total amount of light allowed to fall on the photographic medium (photographic film or image sensor) during the process of taking a photograph.

Ø   光量的大小,通常會使用單位 Photometric or luminous exposure,例如:photometric units。進光量的計算則是光與曝光時間的乘積,可以經由光圈(aperture),快門(shutter speed),和底片的感光度來控制。


Ø   最適曝光(Optimum exposure)
n   針對感光元件的靈敏度,例如:ISO100ISO400,會有不同的正確曝光範圍值(useful exposure range or dynamic range)。若沒有使用正確的曝光值,則可能造成以下兩種情況:
u  曝光不足(underexposure)會造成照片產生陰影。
u  過度曝光(overexposure)會造成照片過亮。
n   若整個場景的光度分布太廣,那麼即使曝光值正確,所照出來的照片也可能會偏暗或太亮,此時就需要啟動 WDR (Wide Dynamic Range )模式。對於WDR模式的說明,下列這篇文章說得很清楚,http://forum.netcontrol.tw/viewtopic.php?f=17&t=211

Ø   曝光又可分成手動曝光與自動曝光
n   正常曝光(average exposure)
根據整個畫面所收集到的光量決定曝光值。以SONY FRC-450 鏡頭為例,其測光時,會將畫面分割成 9*7=63個區域,針對每個區域所測得的光量給予不同的權重,之後再計算總合當作測得的曝光值。相機領域中的各種測光模式(點測光,中央測光,區域測光),其原理也是類似的。

n   手動曝光(manual exposure):使用者可以手動調整光圈、快門來取得正確的曝光值。

n   自動曝光(AEautomatic exposure)
曝光值由下列三者決定,光圈、快門、ISO。此即光圈先決(aperture priority)或是快門先決。藉由此技巧,可以達到特殊效果,例如:光圈大可以形成淺景深,快門慢則可以造成 motion flur

常見的自動曝光模式如下:
u  Normal AE mode
u  Gain priority AE mode
u  Shutter priority AE mode 
u  Long exposure AE mode 較少的雜訊(noise)
u  Flicker-less AE mode 消除日光燈下的閃爍(條紋)現象
u  Mechanical iris AE mode 控制shutter time, gain, mechanical iris lens來取得適合的光量。

Ø   直方圖(Histogram)
是一個真實反映相片暗位和光位的分布情況。詳細使用方式參考 http://www.fotobeginner.com/103/introduction-to-photo-histogram/
在攝影的世界裡,可以藉著調高畫面暗位所佔的曝光權重,來達到背光補償的效果。


Ø   曝光補償(exposure compensation)
當使用自動曝光模式時,相機會給予一個建議的參考曝光值,但使用者可以調整此參考曝光值,藉以達到特殊效果,例如增加曝光值讓照片變得更亮,一般提供的設定範圍為 +-3EV 或 +-5EV


Ø   寬動態(wide dynamice range)

讓畫面的暗部與亮部同時清楚。實作方式乃使用不同的曝光值,同時拍下兩張照片,並且結合此兩張照片以達到WDR的效果。


Ø   背光補償(back light control)

能夠在非常強的背景光源下,提供物體理想的曝光。通常也稱為逆光補償。背光補償會讓對焦物體呈現理想的曝光,但畫面的其餘部位也會跟著變亮。 實作時會將畫面分成多個測光區域,測光系統若發現對焦的子區域太暗,則提高此區域的增益(Gain),讓畫面變亮。主體區域與背景區域的兩度差異會大大降低。


Ø   慢速自動曝光 (SLOW AW)


攝影時,自動曝光的反應時間是可以調整的,試想下列情況,在攝影過程中,有一輛車開著大燈,快速的經過攝影場景,攝影機可能會因為大燈光源的關係,立刻調整曝光值,使的車子大燈周圍的物件都不清楚,例如:車燈。此時便可以調整曝光反應時間(Exposure response),讓監視的畫面不會因為短暫的外物介入而不清楚。


所有曝光值的組合可以參考 http://en.wikipedia.org/wiki/Exposure_value