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关于微距摄影曝光补偿公式的选择和应用

无忌投稿
qk1409
anne
2009-06-04

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         微距摄影的曝光补偿计算,是专业性很强、技术很复杂、实际操作非常麻烦的事情。有关近距及超近距摄影的光学原理,无忌中已有论述,不再赘述。
 本文试图对使用不带内测光装置传统设备及手动镜头的同仁,开展微距摄影有所帮助。


        本人使用禄莱SL66相机,因其皮腔设计,配合正接或倒接镜头,成为微距摄影的最佳设备。SL66不带内测光系统(TTL测光顶是另购的配件),要进行微距摄影,势必涉及曝光补偿问题。


    一、关于微距曝光补偿公式及适用条件


          几年前,刚得到SL66相机时,为解决微距摄影曝光补偿问题,先是查阅国内常见的摄影教科书,有关微距摄影的曝光补偿公式,归纳起来主要有三种:

          公式(1):ΔE=(M+1)²    M:影像放大率
          公式(2):ΔE=(L/F)²     L:像距,F:镜头焦距
          公式(3):ΔE=[(F+X)/F] ²   X:近摄接圈或皮腔长度;F:同上


公式(1)最常见。取景屏影像大小与拍摄实物大小的比值,可作为影像放大率M。就一般可俯视取景的相机或大画幅相机而言,直接使用尺规,在取景屏上测量影像大小和实物再计算M并不难,但对大部分35mm单反相机而言(只有少数机型机顶五棱镜可拆卸),则不太现实。SL66相机的腰平取景器拆卸方便,测量取景屏影像大小和拍摄物,计算M不成问题。但用公式(1)计算得出的曝光补偿量,来修正测光表的测量值,却无法使胶片得到正确的曝光。误差明显,特别是倒接镜头,误差更大。


公式(2)的关键是得到像距L。从便于量测考虑,我们可大致把镜头光阑的位置到胶片平面之间的距离看作L。

 

公式(3)列示的X,是近摄接圈或皮腔长度。F用镜头标称的焦距。因此,分别用公式(2)、(3)测量像距、近摄接圈或皮腔长度,计算出曝光补偿量来修正测光表的曝光量仍然难以令人满意。那么,问题出在哪里呢?


         经进一步查阅有关资料得知,微距曝光补偿计算涉及多方面的问题。简单讲,一是各种镜头结构的设计差异。二是不同结构的镜头曝光补偿公式不同。镜头结构有对称型和非对称型设计,也有满足远摄、近摄和广角摄影需要之设计等等。理论上讲,任何一个光学系统,相对本系统而言,都能实现近距或超近距的放大摄影,要实现恰当的曝光补偿,应根据镜头的结构特点,确定曝光补偿的计算方法。


        摄影镜头的结构,大致可用对称型结构和非对称型结构来划分。查阅几本国外摄影书籍给出的资料,将对称型和非对称型曝光补偿公式列出。

对称型镜头的曝光补偿公式如下:


         正接镜头为:ΔE=(M+1)²
         倒接镜头为:ΔE=(M•P+1)²
         非对称型镜头的曝光补偿公式如下:
         正接镜头为:ΔE=(M/P+1)²
         倒接镜头为:ΔE=(1/P+M)²


P:称光瞳放大率,是光圈反视径与光圈正视径的比值。光圈反视径:一般指出射光瞳(口径);光圈正视径:一般指入射光瞳(口径)。因此,测量出射和入射光瞳的尺寸,就能确定光瞳放大率P。


         对称结构设计的镜头,P值大约在1左右。不难看出,公式(1)的应用是有条件的,镜头要符合对称型结构设计,正接拍微距时是完全适用的,倒接拍微距时,因P值接近1,也大约可用。


         对于非对称结构设计的镜头,P值的大致规律是,广角镜头P<1,标准镜头P≈1,远摄镜头P>1。


         所谓对称型还是非对称型设计的镜头。简单讲,是指光阑左右两边的光学构件,如果相同或相似,是对称结构设计,不同则是非对称结构设计。可根据生产厂家提供的镜头结构剖面图判断,在此不过多叙述。
 以SL66相机80mm镜头,光圈值f8为例。图1,正面看光圈口径,相对较小,称“光圈反视径”(出射光瞳)。图2,从尾部看光圈口径,比正面看略大,称“光圈正视径”(入射光瞳)。

 

 
图1:正面看f8光圈口径(出射光瞳)

 

 
图2:尾部看f8光圈口径(入射光瞳)

 

 SL66相机的镜头是非对称结构。因此,必须按照非对称结构的曝光补偿公式计算,才能保证胶片实现正确曝光。


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 二、光瞳的测量方法


         在没有专用设备的情况下,测量光瞳尺寸有两种方法。一是在暗室中,使用灯箱,分别将镜头正反两次分别扣在灯箱上,测量直射光通过光瞳形成的光柱尺寸,可大致作为光瞳尺寸。二是采用目视尺规测量法。这也是我使用的方法。

 

 
图3:测量光瞳的工具

 

 第一步:准备测量用具(图3)。1、需要测量P值的镜头;2、木制牙签(要软);3、园规;4、带有尺寸刻度的放大镜或直尺,最好有毫米刻度,能够保证测量精度。直尺可平放镜头上直接比量,未在图中列出。准备好用于记录的笔纸等。将木制牙签安装到园规的两个脚上,替换金属脚,主要是防止尖硬材料,不慎碰到镜头造成伤害。


 第二步:分开园规两脚,从镜头正面开始(图4),将光圈开至最大,如f2.8。依次分别测量f2.8、f4、f5.6、f8、f11、f16、f22等,各档光圈的口径,与f值对应记录测量值,相当于得到了出射光瞳尺寸(分子)。然后,颠倒镜头从尾部开始(图5),仍按光圈f值顺序,依次测量各档光圈的口径,相当于得到了入射光瞳尺寸(分母),并与正面测量各光圈记录的数据相对应,按照(出射光瞳尺寸:入射光瞳尺寸)计算各档光圈的的比值,就得到各档光圈的光瞳放大率P,用算术平均值的方法,即可确定该镜头的P值。要提高精度,可以进行分组测量,取算术平均值确定P值。

 

 
图4:正面测量

 

 

图5:尾部测量

         我SL66相机的50mm、80mm两个镜头,P值的测定结果,分别为0.69和0.85。这样,使用这两个镜头进行微距摄影时,P值就是曝光补偿公式的固定系数了。


 注意:由于光圈是由不同数量的叶片组成的,口径不一定是园形,只要每次注意测量相同部位即可。
 

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三、影像放大率M的确定


        前面讲过,SL66相机M值的测量比较容易。同样,对于可以在取景屏量测尺寸的其他单反相机或大画幅相机等都适用,只要确定进行微距摄影的镜头,是对称型或非对称型,再根据镜头正接或倒接,利用上述公式,就可计算曝光补偿了。


         SL66相机英文说明书中,禄莱公司以图表方式,给出了与影像放大率M相关的参数。在实际拍摄中,我主要依据表1,根据皮腔伸缩的长度,估计判断放大率M,省略了具体测量过程,比较方便。


 下面将翻译出来的简化(删去不常用的镜头参数)表格列出,供大家参考。
 表1

 


        如使用Distagon 4/50mm镜头倒接,不加接环,拍微距。表中参数为,物距在9.4-8.6厘米之间(约等于镜头前端到拍摄物的距离),可以拍摄2.7-1.8厘米大小的物体,能实现2-3倍的放大摄影。实拍中,我经调焦使得拍摄物聚焦清晰后,估计皮腔伸缩的长度比例,来判断M的数值。如:对拍摄物调焦并清晰后,皮腔基本全伸出,M估定为3倍,皮腔伸出约1/3,M估定2.3倍,皮腔基本未伸出,M估定为2倍。同样,镜头正接,加40mm、80mm接环,或同时加40mm+80mm两个接环,都按此来判断M。另外,M值的大小,还要根据照片的表现要求来确定。如:画面过满,M值相对较大,不一定美观。故个人喜好和感觉,涉及图片表现内容,也要考虑M的大小。


         对其他不便于在取景屏测量M值的相机怎么办?尤其是许多传统机械35mm相机,能够测量镜头的P值,也可以倒接镜头进行微距摄影。同样,在加接皮腔后,能实现镜头的正接、倒接的微距摄影。此类相机如何确定M值?


 我认为,可从公式(1)、(2)、(3)的关系,来确定M值。虽然未经实际检验,但理论上应是可行的。


 即:(M+1)=(L/F)=(F+X)/F
 M=L/F+1
 M=(F+X)/F+1


       F是已知的镜头焦距,结合实际拍摄情况,能测得L,就用(L/F+1)计算M,能测得X,就用[(F+X)/F+1]计算M,再根据使用的是对称或非对称镜头,代入相应曝光补偿计算公式,并结合测定的自己镜头的P值,即可进行曝光补偿计算了。


        需要说明的是,微距摄影必然要区分接皮腔和不接皮腔两种方式。由于SL66相机有皮腔设计,其所配蔡斯镜头与大画幅镜头一样,没有调焦功能,这点区别于其他镜头。不接皮腔拍摄微距的相机,除使用专用微距镜头外(本文讨论不涉及),需使用接环或倒接镜头。镜头倒接时调焦将失效,需要移动机身,来解决画面的清晰聚焦问题,机身移动将势必引起影像放大率M的变化。说明在微距摄影中,距离的微小变化,将导致影像放大率的明显变化。这也是微距摄影及曝光补偿较难的又一个原因。因此,皮腔无疑增加了微距摄影的便利。

 

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 四、曝光补偿的计算及应用


        进行微距摄影,得出曝光补偿值后,如何修正曝光组合值?理论上讲,可采用增大光圈,延长曝光时间和提高感光度三种方法。提高感光度比较好理解,但计算复杂,对使用胶卷而言,实际意义不大。对使用散页片或数码机背来说,无疑有积极意义,因需专题专论,在此不谈。对增大光圈或延长曝光时间而言,我体会,后者更有实用价值的。以具体拍摄实例来看。


 例:SL66相机,使用Planar 2.8/80mm镜头倒接拍摄家中花盆植物(图6)。从表1可确定M,在0.9-1.5倍之间。调整皮腔,植物清晰聚焦后,根据皮腔伸缩长度判断,M约为1.45倍。手持测光表测光,曝光组合为f4、1/125秒。


 用非对称倒接镜头曝光补偿公式:


 ΔE=(1/P+M)²=(1/0.85+1.45)²≈6.9,6.9×1/125≈1/18。对照SL66快门转盘最接近的曝光时间是1/15秒。按f4、1/15秒曝光组合进行拍摄。
 需要强调,有经验的摄影师,使用反转片时,往往根据拍摄需要,测光后采用增或减半档曝光量方式,提高色彩饱和度。对于微距摄影,不应在计算并调整曝光补偿后再调整。

 

 

图6(花盆植物)


         本例如果采用增大光圈方式,ΔE=6.9大约要增加2档半以上光圈。Planar 2.8/80mm镜头,最大光圈f2.8,无法实现。因此,减慢快门曝光时间,要比增大光圈具有实用性。


 关于微距摄影的景深计算不作论述,请谅!

 

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 五、拍摄图片实例

 

 
图7(与图8相同花卉,倒接镜头)

 

 
图8(与图7相同花卉,正接镜头拍摄)

 

 
图9(倒接镜头拍摄)

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