拍照其實(shí)是和光影的約定，捕捉剎那的光影就是我們拍照的目的。工欲善其事必先利其器，這篇文章里面會(huì)講講拍一張好照片背后要用到的知識(shí)。
相機(jī)的基本原理
手機(jī)拍攝的原理，解釋起來并不復(fù)雜，大體上就是小孔成像的升級(jí)版。光源通過光圈在設(shè)定時(shí)間內(nèi)，讓光進(jìn)入傳感器，并停留指定時(shí)間，經(jīng)過數(shù)字化處理，最后呈現(xiàn)出圖像。聽上去很乏味，對(duì)吧，但給自己一點(diǎn)點(diǎn)耐心，要看我哦。( 并不是為了給我面子 )
人眼能直接看到的，是直射或者反射的光線。當(dāng)光線打在一個(gè)物體上時(shí)，會(huì)進(jìn)行反射，從而我們能夠看到物體。通常情況下，物體表面不是光滑的，光射到粗糙物體表面時(shí)，會(huì)無序地向各個(gè)方向反射，這種現(xiàn)象又稱為漫反射。設(shè)想我們?cè)趬Ρ谏翔徱粋€(gè)小孔，漫反射的光會(huì)進(jìn)入小孔，從而在另一端的墻壁上顯出一個(gè)倒立的影子。這就是小孔成像啦，相機(jī)基于的原理也就是這個(gè)。
相機(jī)的三要素
有很多方面可以決定一張照片的質(zhì)量，有多少光線進(jìn)入鏡頭，多長時(shí)間段的光線進(jìn)入，隊(duì)這些光線的敏感度如何，這分別就是相機(jī)的三要素。
光圈。
光圈的大小直接影響進(jìn)入傳感器的光的大小。
光圈是一個(gè)用來控制光線透過鏡頭，進(jìn)入機(jī)身內(nèi)感光面的光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)。表達(dá)光圈大小我們是用f值。對(duì)于已經(jīng)制造好的鏡頭，我們不可能隨意改變鏡頭的直徑，但是我們可以通過在鏡頭內(nèi)部加入多邊形或者圓型，并且面積可變的孔狀光柵來達(dá)到控制鏡頭通光量，這個(gè)裝置就叫做光圈。
下面分別展示大光圈和小光圈下的兩張圖片，區(qū)別一目了然。
P.S. 大部分手機(jī)設(shè)備，都沒有做多級(jí)光圈的支持，也就是說大部分設(shè)備都是一種光圈。所以除非自身的手機(jī)支持，這一條可以忽略啦，來打我呀。寫在這里，是作為科普知識(shí)噠~
快門。
決定的是，允許多長時(shí)間的光進(jìn)入傳感器?？扉T時(shí)間越長，進(jìn)入的光線也就越多，從而照片會(huì)偏亮。拍攝較暗環(huán)境時(shí)，需要較長的快門，否則容易顯示不清晰；反過來對(duì)于光亮充足的環(huán)境下，需要較短的快門，否則容易過度曝光。
下圖分別是 0.6S 和 15S 快門下的兩組照片，足夠長的快門下，就有足量的光進(jìn)入傳感器，從而有車流的感受。
感光度，又稱 ISO。
感光度，又稱為ISO值，是衡量底片對(duì)于光的靈敏程度，由敏感度測量學(xué)及測量數(shù)個(gè)數(shù)值來決定，最近已經(jīng)被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)化。
感光度很好理解，感光度越高，對(duì)光的敏感程度也越好，越容易拍亮物體。但值得注意的是，感光度越高，噪點(diǎn)也會(huì)更明顯，想要用得好，還得多實(shí)踐。
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如何清晰成像
一束光經(jīng)過透鏡后，會(huì)在一個(gè)平面上清晰呈現(xiàn)，這個(gè)點(diǎn)叫做焦點(diǎn)，這個(gè)平面叫做焦平面，對(duì)于單一物體有且只有一個(gè)焦平面。實(shí)際上我們?nèi)搜墼谝欢ǚ秶鷥?nèi)都能認(rèn)為是清晰成像的，無法做到那么嚴(yán)苛。
對(duì)焦是指使用照相機(jī)時(shí)調(diào)整好焦點(diǎn)距離，使得畫面能夠在指定的部位呈現(xiàn)出想要的效果(大部分情況下都是希望清晰)。
手機(jī)上的對(duì)焦與相機(jī)上的對(duì)焦有一定的差異，需要單獨(dú)的說明下。一般而言，前置攝像都使用的是定焦鏡頭，且一般都是超焦距鏡頭。換而言之，只要用前置攝像頭拍攝的照片，0.5m到無限遠(yuǎn)，都比較清晰。可能有人會(huì)問，我點(diǎn)擊前置攝像頭，畫面變化很大的呀，那不是變焦，只是在測光，23333。
再來談?wù)勛兘剐Ч謾C(jī)那么薄，配置一個(gè)需要前后伸縮的變焦鏡頭不太現(xiàn)實(shí)。那么手機(jī)的變焦效果是怎么實(shí)現(xiàn)的了？雙攝！一般的攝像頭，都會(huì)長焦和短焦搭配起來使用，我們看到的變焦效果，往往是兩個(gè)攝像頭配合起來工作，加上軟件實(shí)現(xiàn)的算法才能工作。所以手機(jī)上的變焦速度，變焦效果，就能看出手機(jī)開發(fā)商的硬實(shí)力了。咳咳，我并沒有批評(píng)某些手機(jī)哈~
現(xiàn)在手機(jī)為了大家更方便地進(jìn)行拍攝，往往是測光加對(duì)焦，都可以輕觸完成（哪里不清晰就點(diǎn)哪里）。此外，用戶可以通過長按，來鎖定焦距，這樣就能完成不同的焦距效果。下面兩張圖片分別展示在不同焦距下的兩張圖片，照片清晰的部位不一樣，意境也不相同。
接下來談?wù)剰浬A和景深效果。
在焦點(diǎn)前后，光線從聚集到擴(kuò)散，點(diǎn)的影象從圓到點(diǎn)（焦點(diǎn)），繼而有擴(kuò)散到圓，這個(gè)焦點(diǎn)前面和后面的圓就叫做彌散圓，效果如下圖。
這里繼續(xù)提及一下景深的概念，網(wǎng)上沒有找到精確的定義，就我個(gè)人理解而言，景深是::能在相機(jī)中清晰成像的物體距離::。也就是說在其他條件固定不變的情況下，前后移動(dòng)都能清晰成像的距離。
（1）光圈越大，景深越?。还馊υ叫?，景深越大。
（2）鏡頭焦距越長，景深越小；焦距越短，景深越大。
（3）物距越長，景深越大；物距越短，景深越小。
測光
前面提到了相機(jī)的三要素，那么通過這三個(gè)要素來達(dá)到什么樣的目的呢？這里需要介紹下曝光的概念。一張照片如果太黑，那么用戶看不清主體，反過來一張照片過白，用戶也看不清主體。合適滴捕捉光影，是主體能夠清晰地呈現(xiàn)，這就是曝光啦。理想上曝光是::18%灰::。
18%的灰就是中性灰，指的是人眼看到的黑和白中間的那個(gè)亮度，相機(jī)上測光就是按照中性灰來測光的。
18%灰不是指灰色這個(gè)色彩，而是指18度灰的反射率，在設(shè)計(jì)拍攝中，那物體靠近黑色的反射率就被判斷為曝光不足，相機(jī)會(huì)給你增加曝光；而太靠近白色時(shí)的反射率就會(huì)被判斷為曝光過度，相機(jī)會(huì)自動(dòng)減少曝光。
拍雪景中的人，相機(jī)以為場景太白會(huì)給你減少曝光，人物就欠曝了。而你在黑色的煤場拍人，相機(jī)以為場景太黑會(huì)給你增加曝光，人物就會(huì)過曝。
相機(jī)本身是無法區(qū)分各種光線的，都是以 18% 作為曝光基準(zhǔn)，如果畫面達(dá)到這種程度，那么就會(huì)認(rèn)為是曝光正確。所為測光，也就是使得測光的區(qū)域能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
單發(fā)相機(jī)相較于手機(jī)會(huì)多一些測光模式，這里都簡要地說一下。
平均測光
平均測光的原理是將畫面劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立測光，然后依此計(jì)算出整個(gè)畫面的測光平均值。
在拍攝光源較為充足的情況下，拍攝大氣風(fēng)景，人群團(tuán)隊(duì)的時(shí)候，很適用。
中央重點(diǎn)測光
中央平均測光是采用最多的一種測光模式，幾乎所有的相機(jī)生產(chǎn)廠商都將中央平均測光作為相機(jī)默認(rèn)的測光方式。測光偏重于取景器中央，然后平均到整個(gè)場景。
雖然是考慮整個(gè)畫面，但會(huì)對(duì)中央?yún)^(qū)域進(jìn)行加權(quán)，從而有所突出。這在拍攝人臉，中央突出等情況時(shí)，很好用。
點(diǎn)測光、局部測光
畫面中很小的一個(gè)點(diǎn)狀區(qū)域進(jìn)行精確、獨(dú)立的測光，而忽略畫面其它部分。局部測光與點(diǎn)測光相似，選擇畫面的一部分進(jìn)行測光，面積相對(duì)大一些，更適合拍攝體育題材、舞臺(tái)劇題材等場景。
一下三組圖片，分別展示了平均測光、中央重點(diǎn)測光、點(diǎn)測光下拍攝的照片。
下面這個(gè)視頻，是華為 Honor 上進(jìn)行的拍攝完成的。該手機(jī)上快門固定，光圈固定，隨著測光區(qū)域的變化，相機(jī)只能調(diào)節(jié) ISO 感光度來使得::測光區(qū)域達(dá)到 18% 灰的效果::。
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曝光補(bǔ)償
看上去很高級(jí)的東西，實(shí)際上就是一個(gè)::語法糖::。名義上，曝光補(bǔ)償是相機(jī)提供的單獨(dú)功能，能使得照片變亮與變暗。曝光補(bǔ)償越大，圖片越亮，反之就會(huì)越暗。
下面我拍了兩張圖片，分別是在不同曝光補(bǔ)償?shù)那闆r下拍攝的?？梢悦黠@地看到兩張圖片的色彩有明顯差異。可我們?cè)诳扉T信息里面，沒有看到曝光補(bǔ)償相關(guān)的數(shù)據(jù)，難道是 Google Pixel 偷懶嗎？實(shí)際上，曝光補(bǔ)償只是一個(gè)語法糖，相機(jī)會(huì)根據(jù)你的曝光需求，動(dòng)態(tài)地調(diào)整「快門」+「光圈」+「感光度」，已達(dá)到發(fā)亮的效果。所以快門信息里面，可以沒有曝光補(bǔ)償，而且有了了曝光補(bǔ)償會(huì)更容易發(fā)生誤解，快門、感光度這些信息是補(bǔ)償前的，還是補(bǔ)償后的？
世上本沒有曝光補(bǔ)償，調(diào)節(jié)亮度的需求多了，也就有了曝光補(bǔ)償。
兩張圖片，快門信息分別是，F(xiàn)1.8 1/125 4.46mm ISO118，F(xiàn)1.8 1/120 4.46mm ISO325。個(gè)人猜想在手機(jī)上，調(diào)整曝光補(bǔ)償，大體上都是控制感光度來實(shí)現(xiàn)的吧。
錄制了一個(gè)簡單的視頻，來展示曝光補(bǔ)償對(duì)照片產(chǎn)生的變化。
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色溫(白平衡)
設(shè)想一下，我們坐在火爐旁烤火，期初的時(shí)候溫度較低，爐火的顏色偏紅，而后溫度逐漸升高，爐火逐漸偏藍(lán)，似乎看起來顏色表現(xiàn)出了的色值與問題的溫度有關(guān)。根據(jù)維基百科上的描寫，一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，溫度升高到一定程度時(shí)顏色變化，稱為色溫。由于在定義的時(shí)候，是將標(biāo)準(zhǔn)黑體進(jìn)行加熱，發(fā)生顏色變化，這里就沿用了開爾文單位(K)來表達(dá)色溫。
::色溫越高，顏色越偏藍(lán)，反正越偏紅::。
下面的圖來自于攝影入門之白平衡 - 知乎，下面兩張圖分別是在高色溫(陰天)和低色溫(黃昏)情況下的圖片。陰天情況下，冷光更多地折射下來，顏色偏藍(lán)，由此色溫更高。在黃昏的時(shí)候，暖光會(huì)相對(duì)更多，顏色偏黃，色溫也就更低些。
講到這里，就繼續(xù)說明下白平衡啦~ 我們?nèi)搜凼强梢宰孕心X補(bǔ)各種色溫的，但相機(jī)不行，分辨不出是在何種光源下進(jìn)行的拍攝。那么告訴相機(jī)當(dāng)前所處于哪種光源，相機(jī)矯正色溫，這就是白平衡。
下面的視頻演示的是，三星 Note8 設(shè)置白平衡的視頻。視頻中，可以看到 K 值越小，顯示出來的視頻越藍(lán)。(這里K值是告訴相機(jī)當(dāng)前所處的色溫值，K值越小，就越得向色溫高的方向進(jìn)行補(bǔ)償，因而畫面會(huì)偏藍(lán))
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HDR 模式
High-Dynamic Range，高動(dòng)態(tài)范圍。聽上去很玄學(xué)，實(shí)際上并不復(fù)雜。HDR 模式其實(shí)并不是什么拍攝技術(shù)，而是后期技術(shù)。
我們?cè)谂恼盏臅r(shí)候，對(duì)于初學(xué)者而言，往往很難去應(yīng)付復(fù)雜的光線環(huán)境。例如逆光拍攝，夜景拍攝等等，很容易拍攝出過曝，或者太黑的照片。有沒有什么傻瓜的方法了？有呀，答案就是小標(biāo)題鴨 - HDR。
上面這句話，有問題。HDR模式，通過多張照片整合，能達(dá)到自然光線所不能達(dá)到的雨露均沾的效果。
HDR技術(shù)則通過拍攝多張不同曝光度的照片，從而讓綜合亮度層次遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原來的限制，這樣過曝的照片可以彌補(bǔ)暗部的細(xì)節(jié)缺失，欠曝可以將高光的地方完美呈現(xiàn)。(
為什么別人總能表達(dá)得這么清晰，而我就像白水話一樣，對(duì)不起迅哥呀)
上面兩張圖片，是在華為 Honor P20 手機(jī)上拍攝的。分別是啟用了 HDR 模式和關(guān)閉 HDR 模式上拍攝的。
現(xiàn)在手機(jī)已經(jīng)很強(qiáng)大了，不同于膠片時(shí)代，我們已經(jīng)能很輕松地拍出一張曝光正確的照片了。前面提及的背景知識(shí)、小技巧，都只是輔助，拍照永遠(yuǎn)是你在那一塊對(duì)光影的看法。
末了、漸漸地拋出，相機(jī)的真正四要素。
- [ ] 合適的構(gòu)圖
- [ ] 特殊的光影
- [ ] 富有故事性
- [ ] 獨(dú)特創(chuàng)造力
我們來看看利用前面的知識(shí)可以做出什么樣的效果。
祝大家，拍得愉快，拍得開心~
撒花 ?。?！
參考資料
- How does a mobile camera work? - Quora
- Behind the lens of a 41MP Nokia Lumia 1020 - YouTube 一個(gè)手機(jī)拍攝成像的流程視頻，當(dāng)然需要翻墻(手動(dòng)扇子臉)
- 景深的原理是什么？ - 知乎
- 單反光圈、焦距與景深的關(guān)系 - 知乎
- 相機(jī)對(duì)焦原理（附景深與超焦距） | 小謝的小站
- 攝影入門之測光模式和應(yīng)用 - 知乎
- Metering mode - Wikipedia
- 玩轉(zhuǎn)對(duì)焦，手機(jī)能當(dāng)相機(jī)用！ - 知乎
- 玩轉(zhuǎn)18%灰
文檔信息
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- 發(fā)表日期：2018年11月10日
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