博物馆摄影系列:了解你的相机

Bhaisajyaguru Capital Museum


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Bhaisajyaguru Capital Museum
药师佛·首都博物馆(摄影:@曲吉将灿

今天谈针对博物馆的照相机原理。博物馆里主要是近距离静物,所以我不会拿动物摄影和风光摄影举例。如果国博的截屏看不出细节效果,请到原文页面来看大图。

对于急性子的、或早已熟悉照相机原理的朋友,摄影原理有个简版:

  • 人眼觉得“够亮了”的地方,大部分相机觉得十分吃力。 
  • 在同一机位拍摄同一景观,即使是不同型号的相机,如果它们采用相同的摄影参数,则得到的照片明暗相同。
  • 调节光圈(A)类似于调节瞳孔,光圈越大,进光量越大。 
  • 光圈越大,远近不一的物体在照片里的虚实差别越大(所谓景深越浅)。 
  • 表达光圈的数字是一个分母,这个数字越小,光圈越大;反之光圈越小。 
  • 快门打开时间(T或S,曝光时间)越久,成像越明亮。 
  • 曝光时间越久,越受不了相机或物体的抖动。手持相机1/15秒或更久,多数人的照片会糊成一片。 
  • 焦距越长,视野越小,细节放得越大。 
  • 焦距越长,视野越小,进光量越小,成像越暗。 
  • 感光度(ISO)越高,成像越明亮。 
  • 感光度越高,照片上的噪点越明显。 
  • 相机自动测光所依据的原则是“18%灰度”,如果展品和背景的明暗对比强烈,则需要使用曝光补偿。 

以上每句话后面的表情符,代表对此情况的一般价值观判断(语境是博物馆)。例如,“照片糊成一团”不是个好事,就用个小哭脸符号。不好不坏的扑克脸意思是,这是个中性的知识而已,谈不上好坏;或者取决于拍摄者的意图,例如“虚实差别大”这件事,依赖于摄影者想怎样表现展品——例如题图的首博这尊药师佛照片,他身后的四世班禅像是故意被拍虚的,既突出主题也造成空间的感觉。

可以看出,几乎没有一样参数是单向笑哈哈的。在许多博物馆黯淡的灯光下,你想让拍出来的展品明亮,就得增加曝光时间,冒照片糊掉的风险。你想隔着玻璃拍个细节,用镜头把那个角落拉过来,进光量立刻降低,曝光时间随即被相机自动延长,拍出来又是糊的。你把感光度调上去了,总算快门速度缩短到1/20秒了,以为拍清楚了,回家一看,图片上密密麻麻地全是噪点。

简短版本的摄影原理就说到这里,如果你觉得,从这些句子足以悟出许多针对博物馆量身定制的摄影要领,太好了,祝你拍出好片,共同支持博物馆推广。如果你觉得看完上面这些还是觉得没把握,或者不太了解“光圈”、“感光度”、“景深”、“曝光补偿”这些概念,欢迎继续往下读。


以下内容是技术干货,主要说的是“摄影参数如何影响你的照片?”,而不太涉及艺术和审美的观点——俺的艺术审美水平很低,不敢轻易拿出手。这些技术帖对大家的知识背景要求,是能回忆起粗浅的光学——凸透镜成像那部分——就可以了。

语境依然是博物馆的近距离静物摄影,假设技术界的普遍价值观是:拍得越清楚越好,拍得越明亮越好,当二者抵触时,舍明亮而取清楚。这个价值观不覆盖艺术审美,有时,审美要求我们拍得黯淡模糊,这不要紧,把东西拍模糊是我们的天赋,而学会拍清楚却不容易。

对读者手里照相机的期望,在《器材准备》一节里已经说过,不算高也不算低。不算高者,只要不是全自动傻瓜机就可以了。不算低者,希望不是全自动傻瓜机。这两句话听起来怎么是一个意思?之所以说要求不高,因为买个能手工设置参数的相机不难也不贵。说要求不低,是因为博物馆里拿全自动傻瓜机的还是居多。

正义:“傻瓜机”这个词,对读者老爷没有鄙视的意思。大家都知道这个词的本意:只要会开机、会按快门、知道打开镜头盖、按快门的时候手指不要挡着镜头,就可以了。傻瓜机是如此的自作聪明,以至于没有给摄影者留下任何空间,所以也用不着写技术指南。后面要说到的这些技术和设置,傻瓜机的“大脑”其实也是用到了的。但是它做出了决定之后,闷在心里不说,你按下快门前不知道它会干什么——就算知道也徒呼奈何——只有把照片传到计算机上之后,才能从照片的详细信息里,得知它做过什么决定。如果这种做事风格放在人身上,我是不能轻易把他当队友的。

Canon G12 Dial
相机的摄影参数拨盘

如何快速辨认你的相机是不是傻瓜机?如果你在相机上能找到类似Auto、P、A(或Av)、S(或Tv)、M等字样,像右边这张图,那么事情就很靠谱了。如果它只有拍摄和回放两档,顶多再加个视频档、或者加个小花的按钮和闪光灯按钮,那它可能是个傻瓜机。

现在正式上干货

经常见到摄影教材上说:“照相机就像人的眼睛。”却不继续把这个比方打下去,很快就扯到了光圈、快门、焦距这些听不懂的词儿,越说越云遮雾罩。这样对观众不负责,好比接人上了船,划到江心船夫跳了江,那就是打劫的勾当了。俺也是从这句话开始说:照相机就像人的眼睛。那么,我们来想想,如果我们想看清楚眼前的景色,有哪些因素会影响到这个任务?

从晴天大太阳的室外走到一个仓库里,我们通常会眼前一黑。瞪着眼站上十秒,这十秒里,我们的交感神经兴奋,使瞳孔急剧扩大,直径从一毫米扩到五、六毫米。顺便说一下,因为这个原因,古人云:“月上柳梢头,人约黄昏后。”黄昏时适宜约情人,除了黑暗本身可以遮掩瑕疵之外,还因为大瞳孔的眼睛看起来更加深情。瞳孔放大之后,进光量就上来了。由于瞳孔面积与其直径平方成正比,从一毫米扩到六毫米,进光量不是升到六倍,而是三十六倍。这个倍数,足以让我们看到仓库里的东西。再回到太阳下时,又会觉得白花花一片地刺眼,副交感神经急忙起床干活,把瞳孔缩小,以免眼睛烧坏。像瞳孔这样控制进光量的结构,在照相机里叫做“光圈”(Aperture),在相机上的符号是A。

Candle Longexposure
晃动镜头长时间曝光的蜡烛

眼睛没有和相机“快门”相对应的东西,你可能说眼皮是,仔细想想,眼皮只是镜头盖而已。眼睛更像摄像机而非照相机,看过的东西只有1/16秒的视觉暂留,而不会把兴奋持续累积到视网膜上(更精确地说,是视神经的传导路线上)。但我们可以想象,如果视网膜能够持续累积兴奋,那么我们晃动脑袋时,就会看到左边图这样的蜡烛。在相机上,快门的符号是S(Shutter)或T(Time,指曝光时间)。

人眼的前端有一片晶状体,由一组肌肉控制,不管看远景还是近物,它都能很快地调整曲率,把聚焦的光投射到视网膜上,让我们看清楚——如果我们既不近视也不老花。在相机里,我们调整的是“焦距”。

一个人老了,说自己“老眼昏花”。昏花者,昏且花也。“花”是焦距不对,“昏”则是说,眼睛成像不如年轻人锐利了。白内障是一个原因,视网膜老化也是个原因。年轻有为的眼睛,我们称“感光度”(ISO)高,昏昏暗暗的眼睛,我们称感光度低。不过,这个类比有处细节和相机的世界不同:年轻人的眼睛,看东西明亮而锐利。而照相机出于技术限制,则是明亮而过敏。回头我们讲到感光度时细谈。

再重温一下这些术语。如果把相机比作眼睛,那么瞳孔在照相机上是“光圈”。影像在视网膜上兴奋暂留的时间是“快门速度”或“曝光时间”。分别看清近处和远处的东西,晶状体调节的是“焦距”。视网膜的感光能力,在相机上叫“感光度”。至于闭上眼睛两眼一抹黑,那是你的镜头盖忘记打开了。

如果我们一步步解析自己看东西的过程,就能在博物馆里,逐条考虑上面谈到的每个参数。

  1. 睁开眼睛(打开镜头盖)。
  2. 评估一下展品附近的亮度,自己需要多敏感的视网膜?(感光度)
  3. 根据这个视网膜的质量,需要瞳孔放多大,才能进来足够多的光?(光圈)
  4. 需要在视网膜上累积多久的光线,才能看得足够清楚,又不至于拉丝重叠?(快门)
  5. 需要看清楚近处的这个碗边,还是远处的那个碗边?(焦距)

现在,依次再细说这些参数,进而叙述更复杂一些的概念。今天这一章的内容是介绍摄影原理,还没到给出博物馆攻略的时候,所以,如果读完还是不知道在博物馆里该怎么做,不用担心,总有一天我会讲到的。

先说光圈。光圈类似于人的瞳孔,是决定进光量的。直径五毫米的瞳孔比直径一毫米的进光量大多少?不是五倍,而是二十五倍。因为瞳孔是一个圆,不是一条线。计算圆面积的时候,是要把直径平方一下的。

所以,摸出你的相机,把摄影模式调到A或Av(光圈优先),调整转轮或者按钮(看你的相机有什么),就可以看到光圈的数字在变。这组数字很有意思,类似于2、2.8、4、5.6、8、11、16……中间也许会插播别的数,但这些数是很普遍的。这个序列的每两个相邻数字之间,是个乘以1.4的关系。

为什么是1.4?因为2的平方根约等于1.4。光圈的这个数字代表:瞳孔直径缩小到最大口径的多少分之一。当光圈从2调到2.8时,瞳孔直径缩小了1.4倍。进光量减少了两倍。(刚才说,进光量和直径是平方关系)光圈每跳1.4,进光量跳2。数越大,进光量越小。业内人士说“大光圈”,意思是“小数字”。

哈德良和安提诺乌斯·大英博物馆

Hadrian Antinous British
哈德良和安提诺乌斯·大英博物馆

照相机的光圈比瞳孔还多一样功能。它不但能控制进入相机光线的强弱,还能决定被拍摄主体以外的景物成像效果。例如,拍题图的药师佛时,@曲吉将灿童鞋非但不需要后面的班禅铜像清楚,甚至希望那尊像越模糊越好。而如果是拍哈德良和安提诺乌斯的合影(右),就希望他们小两口在照片里同样清楚了。

被摄主体以外的景物,虚化到什么程度,这个概念叫“景深”。景深越深,虚实对比越弱。景深越浅,虚实对比越强。首博药师佛那张照片,是一个很浅的景深。

光圈决定景深的原理:两个小物体A和B,放在和镜头距离不同的位置。当镜头看清A时,就无法同时看清B。B的光线通过镜头后,不能像A一样汇成一点,而是摊成一个圆。如果镜头的受光面积增大,B就有更广的光路选择,就能摊成更大的圆,B也就更加虚化。

所以,用大光圈可以增强虚实对比,即让景深变浅。依此原理,尽管数值相同的光圈参数可以给哪怕不同型号的相机带来同样的明暗(原理稍复杂,不题),但镜头直径迥异的两部相机,同样设为大光圈时,景深效果一定迥异,口径越大,景深越浅。镜头豆大的手机摄像头,只有靠“移轴”效果来模拟此效果了。

下面这两张图,是对同一把彩笔,使用不同的光圈拍摄的例子,用来说明光圈如何控制景深。2.8的大光圈,景深浅,最远处的黑色笔上的“0.5”字样看不清楚,唯一清楚的绿色笔,成了画面上吸引眼球的部分。另一张照片,使用了8.0的小光圈(大家要习惯这个“大/小”数字反转的称谓),景深相当深,五枝笔都能看清楚,这张照片的主题就不那么突出,或者说,观众会认为照片强调的是一把彩笔。

“光圈决定景深”这个原理,为什么不能在人眼得到验证?原因有二:一、瞳孔比起照相机来还是太小了:谁有直径大于两厘米的瞳孔可以举个手。二、人眼喜欢自动对焦。你看清楚一枝笔,然后你眼睛想瞧瞧其它的笔是不是给虚化了。你的眼睛转到哪儿,就开始对焦到哪儿,弄得其它的笔成像总是很实。

有童鞋举手说:我看远处的东西的时候,近处的东西就会重影,反过来也一样。这说明人眼也可以验证景深。我说:不不不,这不是什么景深,这是因为你长了两只眼睛。闭上一只再看,就没重影了。

快门速度,或称曝光时间,最显而易见的效果就是影响照片的整体亮度。除此之外,快门速度还决定了照片的虚实。在一个酒吧里拍摄调酒师娴熟的动作,或者摄影师的手在不停地抖,结果都会糊成一片。在博物馆里,虽然展品不会满天飞来飞去,但摄影师的手抖还是不能避免,这是影响博物馆摄影质量的最大杀手。

在保证光强的前提下,多数人希望曝光时间越短越好,以便获得清晰的图像。也有人出于艺术创作的需要,有意长时间曝光,以得到意想不到的效果——当然,短时间曝光的艺术性不亚于长时间曝光,我所要表达的是,长时间曝光对于摄影师的技术要求更加高一些。

很多数码相机里,光圈和快门都是互相影响的,如果你用Av模式,选了大光圈(小数字),更多的光可以同时进入镜头,相机就会把快门调快,反之则调慢。如果你用Tv或S模式,选了低速快门,感光片暴露于景物的时间增加,相机就会把光圈调小(大数字),反之则调大。

既然大光圈和慢快门都能让照片变亮,那么它们的区别在哪里?上头谈光圈时说过,光圈决定景深,即垂直于照片平面的景物虚实,而快门速度决定的,是处于照片平面上全体景物的虚实。换句话说:从光圈上,我们看到了空间的差异。从快门上,我们看到了时间的流逝。

现在说焦距。对焦在动物摄影时通常是个大问题,动物的速度太快,尤其是顺着镜头方向跑的。按下快门时,一秒前的对焦就失效了。在博物馆静物摄影时,一般不会有这个问题。

博物馆的对焦不准,一般有三个原因:

一、被摄物体和镜头之间有障碍物,例如麦积山石窟的塑像基本上都在铁栏杆后面,自动对焦时很容易对到栏杆。辛弃疾词“把吴钩看了,栏杆拍遍,无人会,登临意。”说的就是,去一个兵器展,对焦不准,拍了一堆栏杆的照片,回去秀游记时,基友们都不知道他跑到博物馆白忙活啥了。
二、被摄物体天生朦胧,相机看傻了。例如玉器、汝窑、定窑和龙泉窑都是这样的天生丽质。哥手里没有很失败的片子,只能发些近乎失败的,意会一下(留意龙泉窑那张)。

三、拍摄者犯犹豫,不知道该对什么好。俺的理解是,对焦到被拍摄主体的最攫取你的眼光的地方。如果是人物动物形象,尽量对焦到眼睛。如果是植物形象,尽量对焦到花蕊——打住,现在是描述摄影原理,还没到给出秘诀的时候。

再说感光度(ISO)。感光度这个词,等同于胶卷时代的“你用的几度的胶卷?100度。”嗯,这是在用一个更艰深的词来解释一个艰深的词……这么说吧,在胶卷时代,它衡量的是胶卷的成像速度,即卤化银乳胶接受光刺激后化学反应的速度。在数码相机时代,半导体感光片也有同样的概念,即感光单元(像素)里的电荷对光的敏感程度。你可能会问,为了防止照片虚,感光度越高不是越好么?回答是,高感光度有个副作用——过敏,过敏原不在别处,就是半导体里的热噪声。当感光度提高时,噪声跟着有用信号一起被放大,就出现了星星点点的变色和颗粒。有趣的是,胶卷也是如此,感光度高的胶片成像颗粒也大,麻麻点点的(有些摄影家追求这种效果)。

这篇文章的题目是“了解你的相机”,除了介绍摄影原理之外,主要的原因就是,我想请读者现在就做这么一件事情——了解你的相机在高感光度下的粗糙程度,在我看来,这是相机最隐蔽、也最没有通行标准的重要指标了,买相机前,读厂商的产品规格完全不可见,买到手后拍了片,才能知道。进博物馆前,了解相机在高感时的表现,当你置身于博物馆严苛的布光条件下,就不会盲目升感光度。对我的松下LX3做过这样的测试后,就知道它在博物馆摄影时的感光度上限是400,一到800就糊得不能看了。佳能G12可以勉力支撑到1600。在现实生活中,我从来不用高于200的感光度,而是通过苦练铁手来保证照片质量。松下LX3在ISO-400下的图片质量松下LX3在ISO-800下的图片质量

 
接下来要说的是木乃伊级的干货了

博物馆里还容易遇到下面两个概念:曝光补偿色温

2009年7月22日,在长江流域有一次日全食,我跑到杭州去看,出发前我给北京的同事们留了封email说:在北京你们将只能看到日偏食,请千万不要用肉眼直接看太阳,因为月牙形的太阳比完整的还要危险。眼睛是一个很笨的器官,它根据整个视野的平均光强,而不是最亮部位,来决定把瞳孔张多大。当太阳变成月牙时,眼睛就想,好暗的天啊,我把瞳孔扩到五毫米吧。可这时太阳露出来的月牙部分和平时一样亮,再碰上一个怒张的瞳孔,就可以成功地把黄斑烧掉。

Avalokitesvara Overexposure
景德镇窑青白釉观音坐像·首都博物馆
曝光过度

照相机和眼睛一样傻,如果你不做任何特别设置的话,相机就评价整个视野里的光强,自动调整参数,使得最终得到的照片平均受光为灰度18%。这个“灰度18%”是个行业标准的经验值,是统计了大部分“正常的”照片而得到的,而博物馆通常就是一种“不正常”的地方,例如故宫文华殿或首都博物馆的佛像展厅,相机一到这里就想:好暗的屋子啊,我把光圈开大些,把快门放慢些,这样可以把屋子拍出个灰度18%。

读者老爷们一定看出这里出问题了。我们要的是展品,相机想拍的是房间。当它把房间拍出18%时,展品就亮得刷白了,这种现象叫“过曝”。左边这尊首博的观音像,就过曝得细节全无,随时没法看。

和过曝相反的情形也有,背景极亮,展品暗黑时,相机就不考虑展品的感受,用小瞳孔瞥了它一眼,飞快地拍完了,放到大屏幕上一看,黑不溜秋一小坨,背景倒是拍的绘声绘色的。这种现象叫“曝光不足”。

相机厂商知道摄影者会遇到这种问题,他们给出的对策是曝光补偿。曝光补偿有正负两个方向,正向补偿,或称“加曝光”,是为了让相机别被明亮的环境误导,再努力睁大眼睛多看一会儿;负向补偿也称“减曝光”,是告诉相机别再徒劳无功地往黑暗里看了。你看看自己相机的拨盘,或者在菜单里翻翻,看看能不能找到一个从-2到+2,每档变化1/3的东东,如果找得到,这个就是调节曝光补偿的地方。

Manjusri Sichuan Wrongcolor
文殊师利菩萨·四川博物院
色温不对

右边这张照片,是四川博物院的一尊文殊师利菩萨。这张照片整体发黄,是因为色温不对。最有趣的是,当时在场有位老先生,漫不经心地走到我身边,悄悄地说:“注意色温!” 

色温的意思是,照亮物体的光源的温度。红橙黄最低,绿蓝紫最高。这和大家的直觉有点相悖,因为我们都把红橙黄称为暖色,而绿蓝紫被称为冷色调。而在物理上,红色恰恰是炽热的物体刚刚开始发光时的颜色,温度再往上升,就会渐渐变黄,进而白热,进而发蓝。天上的恒星,蓝色的都是最热的,例如参宿七、天狼、织女,而红色黄色的都是冷恒星,有的都快挂了,例如参宿四、心宿二、毕宿五,等等。拍这尊文殊菩萨时,相机处于手动色温模式,它以为光源是热得多的太阳——而现实是白炽灯——结果就拍出了这幅冷得多的照片,整体发黄。

在相机里,色温也称为“白平衡”。你翻翻菜单,看看能不能找到。大部分相机出厂都被设置为自动白平衡(Auto White Balance,AWB),手工可选的小图标应该还有好多光源:太阳、阴天、白炽灯、荧光灯,等等。

现在我们再来回顾自己看东西的过程,加上曝光补偿和色温两项:

  1. 睁开眼睛(打开镜头盖)。
  2. 评估一下博物馆的布光,和展品反差大不大?(曝光补偿)
  3. 评估一下展品的照明光源,是不是颜色古怪?(色温)
  4. 评估一下展品附近的亮度,自己需要多敏感的视网膜?(感光度)
  5. 根据这个视网膜的质量,需要瞳孔放多大,才能进来足够多的光?(光圈)
  6. 需要在视网膜上累积多久的光线,才能看得足够清楚,又不至于拉丝重叠?(快门)
  7. 需要看清楚近处的这个碗边,还是远处的那个碗边?(焦距)

现在,你是不是对自己的宝贝相机多了分了解呢?如果是,那么我连夜写博的努力就没白费,真的可以说“我们博物馆见”了!



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关于 Huotravel

我是火和旅行网站的博主,一名90后。博客内容方向:旅行攻略、城市摄影、美食做饭、释放法学习等。

博物馆摄影系列:了解你的相机” 中有 3 条评论

  1. 偶尔路过,博主你好。
    我觉得文中对于色温的解释「照亮物体的光源的温度。」似乎……不太准确。物理上定义色温确实是以黑体被加热到多少度(K计量)时发出的光线颜色来计算的,但目前大部分照明设备都不是黑体,也不是通过将其加热来发光的。否则总不能一个智能手机背后的白色灯光,就能高达6500K(温度)吧。

    另外,虽然我没有许多博物馆拍摄的经验(我所在的地方博物馆一般不允许拍摄展品),不过我觉得以下几个参数也是挺重要的:最近对焦距离、最大放大倍数,还有一个道具叫偏振镜,在一定程度上消除玻璃反光的。

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