快門高速原理 初步了解高速閃光與同步

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高速閃光和高速同步閃光絕非一個意思晨炕。后者一般多被簡稱為高速同步。它的發(fā)光具有一定意義的頻閃特性寇僧。而前者指閃光持續(xù)時間極為短暫。要弄清楚這個,就不能從宏觀方面分析閃光和快門装悲。

  閃光燈發(fā)光是一個瞬間,這個瞬間具體有多少時間一直是被應(yīng)用人忽略的問題尚氛。閃光燈的教程中一般會給個含糊的區(qū)間——極短的千分之一秒內(nèi)完成發(fā)光诀诊。在我們看來,極短的時間里充電的電容放電怠褐,燈管內(nèi)惰性氣體發(fā)光畏梆。既然已經(jīng)是極短時間完成的,那閃光就不存在持續(xù)的問題了奈懒。但當(dāng)你開始接觸影室閃光燈時奠涌,就會發(fā)現(xiàn)一個顯眼的參數(shù)描述,閃光持續(xù)時間T=0.5 1/800秒磷杏。此外溜畅,銀燕的燈頭往往土了拉幾的淺黃色也讓人困惑不已,這樣不會導(dǎo)致色溫偏低嗎极祸?

  對閃光的微觀分析就能得出上述的結(jié)果慈格。在國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會中,T=0.5是一只閃光燈的重要參數(shù)遥金。

  從電容開始放電到放電結(jié)束浴捆,閃光持續(xù)了一個雖然短但卻存在的階段。上圖就描繪了該過程稿械。在開始放電時所釋放的能量極大选泻,然后逐漸變小。呈現(xiàn)一個波形的數(shù)學(xué)規(guī)律美莫。剛開始釋放電能時页眯,電容器內(nèi)仍充滿電,釋放的電流最高厢呵,在釋放的過程中窝撵,電容器因為降低電壓的原因使得閃光管收到的電流也隨之降低,直至放電完畢襟铭。事實上縱坐標(biāo)第二次到達T=0.1時碌奉,余下光線已經(jīng)可忽略不計短曾。國際標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會ISO和德國工業(yè)工業(yè)協(xié)會DIN都同意使用半峰值作為閃光持續(xù)時間的恒定標(biāo)準(zhǔn),即第二次到達T=0.5時所需時間道批。

偏黃的銀燕閃光燈頭

  除了強度上的波形變化错英,閃光的色溫也在隨電流能力的高低發(fā)生著漂移。所有的閃光燈會在閃光開始的瞬間產(chǎn)生色溫相對高的藍色光隆豹,轉(zhuǎn)而是色溫低的紅色光椭岩。人眼無法識別微觀的過程,總結(jié)之下感受到白光的放射璃赡。白光是可見光各波等比例的光線判哥,高色溫是短波藍光偏多,低色溫則反之碉考。若一只閃光燈的發(fā)光時間整體超越了快門時間(一般為1/200)塌计,后期的低色溫便不能進入相機曝光,閃光在整體上就出現(xiàn)了色溫偏高的現(xiàn)象侯谁。很多閃光燈在使用時間過長后均會產(chǎn)生色溫不準(zhǔn)锌仅,畫面偏冷的現(xiàn)象,其原因便是此墙贱。而某些閃光燈因無法做到短發(fā)光持續(xù)時間热芹,就只能通過燈頭鍍膜,以減少短波藍光的透過惨撇,從而實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)色溫伊脓。銀燕燈頭偏黃顯舊的用心就很好解釋了。對于這種低功率且廉價的閃光燈魁衙,我們應(yīng)該理解其純攝影應(yīng)用設(shè)計报腔。

  即使是大名鼎鼎的布朗,高功率(如1000W的影室閃光燈)的燈光在T=0.1時剖淀,也有1/80的持續(xù)時間纯蛾。這就很難凝固高速運動的物體。我指的是子彈類的速度纵隔。高速閃光燈就是指閃光持續(xù)時間非常短暫茅撞,能達到數(shù)千分之一秒。這種燈光并不常見巨朦,所拍攝的題材也非常局部的被限定在科研攝影中。

高速閃光燈拍攝高速運動物瞬間

  而另一個概念“高速同步”就比較常見于商業(yè)剑令、民用攝影中糊啡。幾乎所有的原廠閃光燈都帶有該功能。我們都知道閃光同步速度吁津,當(dāng)相機的快門超過時棚蓄,強行閃光會導(dǎo)致畫面曝光不均勻堕扶。快門超越時間越多梭依,黑色未曝光部分比例越大稍算。同步速度按相機而異,一般多在1/200秒左右役拴,部分高端相機可達1/250糊探。

快門設(shè)置超過同步速度,閃光不同步

高速同步閃光

  高速同步即指當(dāng)快門設(shè)置比同步速度更高時河闰,仍能實現(xiàn)整幅畫面均勻接收閃光】破剑現(xiàn)在的問題是,既然都能使用高速快門姜性,為何還需要閃光燈瞪慧。答案是閃光燈的運用不僅僅是弱光時補光,很多時候還要運用于強光下的修飾部念,還有幫助相機實現(xiàn)小景深弃酌。

  了解高速同步閃光需要先弄清閃光同步的緣由。正常情況下儡炼,閃光燈在一次拍攝中妓湘,只發(fā)光一次。這次發(fā)光發(fā)生在快門完全開啟后射赛,在快門閉合前多柑。只有這樣,該次攝影才能用到閃光楣责,我們管這個過程叫做同步竣灌。倘若閃光燈在快門開啟前就已經(jīng)發(fā)光完畢;或在快門關(guān)閉后才發(fā)光秆麸;或快門未完全開啟時已發(fā)光完畢初嘹,該次攝影將不能運用到本次閃光(或不完全運用到),稱之為閃光不同步沮趣。大部分單反相機的特征是使用焦平面快門屯烦。焦平面快門在機身中,位于傳感器之前房铭,為布簾或鋼片組成驻龟,其運動實現(xiàn)快門開啟與閉合。焦平面快門實現(xiàn)的高速快門只是一個假象缸匪,并非像低速時通過開啟時間控制決定翁狐。

焦平面快門

焦平面快門運動原理

  如上圖所示。焦平面快門是多片平行的鋼片構(gòu)成凌蔬,在一般的低速快門設(shè)置下露懒,快門的開啟閉合如A所示(黑色即為快門鋼片結(jié)構(gòu)闯冷,白色表示快門打開程度);而設(shè)置高速快門時則為B所示懈词,并非機械運動時間短暫蛇耀,實為通過快門鋼片相對運動,以較小的夾縫掃描過傳感器坎弯,縮小進光量纺涤,相對提高快門拒啰。

  回到閃光同步的問題炒嘲。一般的相機在使用1/200左右的快門時,快門運動均為第一種情況帕棉,故只要閃光燈及時被觸發(fā)褐桌,整個傳感器就可應(yīng)用到全部閃光衰抑,實現(xiàn)同步;而當(dāng)快門設(shè)置超過相應(yīng)速度時荧嵌,快門運動為B圖所示呛踊,由于快門鋼片的組合運動,傳感器未完全暴露接受進光時啦撮,閃光已結(jié)束谭网,故照片會出現(xiàn)一道黑影。相機的快門速度設(shè)置的越高赃春,黑影所占比例越大愉择。

  FP高速同步閃光就是迎合這種需要而設(shè)計。使用高速快門時织中,閃光燈發(fā)光與普通發(fā)光模式完全不同锥涕。

  保證傳感器均勻受到閃光照射,就需要閃光燈在快門行走中持續(xù)發(fā)光狭吼。讓閃光燈保持持續(xù)發(fā)光就要通過高頻的方式层坠。即閃光燈以每秒近五萬次的頻率閃光,直至快門完全關(guān)閉刁笙。當(dāng)然它是以犧牲指數(shù)為代價破花,一般僅為普通模式下的1/32,故只能近距離使用疲吸。

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