相機內測光的原理

　　要正確曝光，首先要準確測光，數碼時代，相機本身都有測光系統，而且幾乎都是“內測光”（TTL），可以給使用者提供很大的方便。但機器畢竟是機器，拍攝對象千差萬別，使用者還需要了解相機測光系統的工作原理，才能正確使用。

　　內測光的產生 

　　早期的相機都沒有測光系統，需要攝影師根據對拍攝現場光線的估計，來選擇光圈系數和快門開啟時間。這種方法需要攝影師有一定的實踐經驗，根據不同的光線。

　　合適的曝光參數――不同的光圈和快門的組合。而且還要事先想到，是根據景深范圍先選擇光圈，還是根據被攝體的運動狀態，先選擇快門，操作起來是比較麻煩的。單憑人的眼睛來估計曝光參數，誤差可能是很大的。再者自然界的光線往往變化得非常快。當您選好曝光參數后，在按快門的瞬間，光線有可能已經發生變化了，所以當時拍攝的成功率不可能很高。好在那個時代，人們主要是拍攝黑白照片。黑白膠卷有較大的寬容度，允許較大的曝光誤差。而且在照片后期制作時，還可以進行校正。隨著彩色膠卷的普及，對相機測光系統的要求也是越來越高。彩色膠卷的寬容度比較小，彩色反轉片的寬容度更小，這就要求曝光更為準確。因為曝光的失誤，會嚴重影響照片的色彩還原。用人眼估計曝光參數的方法，也就顯得太落后了，也難以滿足彩色膠卷達到曝光準確的要求。

　　為了提高拍攝的成功率和彩色攝影的需要，手持測光表便應運而生了。使用測光表，雖然可以較為精確地得到正確曝光所需的光圈和快門的曝光組合。但是手持測光表的檢測范圍，和相機所使用的鏡頭的視角不見得一樣，尤其是對可更換鏡頭的單反相機。因此，測光值也會有一定的誤差。另外使用測光表測光后，還要用手來調整光圈和快門，整個操作過程比較長，拍攝的效率是很低的。直到1962年，在日本的賓得35mm單反相機上，首次實現內測光的方式。內測光也稱TTL測光，這是Through The Lens三個英文字的字頭，其意為通過鏡頭的測光方式。也就是將測光表安裝在相機的內部，檢測的光線是通過相機的鏡頭，才達到測光系統的測光元件。是單反相機內測光的示意圖，A、B兩點就是通常測光元件安裝的位置。檢測的光線是通過鏡頭達到測光系統的，和達到膠片表面的光線是基本相同的，所以內測光系統可以得到準確的測光值。而且這樣一來，不管相機更換什么鏡頭，測光系統總是檢測通過鏡頭射入的光線，不會存在測光表和鏡頭的視角不同的問題了。 

　　專業單反相機上都有一個取景器目鏡遮擋片，主要是用在眼睛沒有靠近取景器時（例如在自拍時），防止雜散光由目鏡進入取景器內。雜散光進入取景器，將會干擾測光元件測光的準確性。現代的非專業級自動調焦單反相機，也都有一個目鏡蓋，或單獨裝在背帶上，或直接設在背帶上，需要使用時，將目鏡的眼罩取下，再將其插在目鏡上。這是一個大家不太注意的小細節，不注意常常會導致拍攝的失敗。

　　內測光的發展 

　　內測光相機一經誕生，便一發而不可收拾。尤其是對于經常更換鏡頭的相機來說，內測光確實有獨到的優勢。因此，35mm單反相機全都走上了內測光的道路。120單反相機加裝配件，也可以實現內測光。在旁軸取景相機中，采用鏡間快門的相機，由于快門設在鏡頭中間，所以很難采用內測光裝置。即使是到現在，采用鏡間快門的旁軸取景相機，如各種輕便相機還是采用外測光的方式。但是采用焦平面快門的旁軸取景相機，如徠卡M6、M7，康泰時G2等，也都采用的是內測光系統。 

　　相機的內測光方式經過了四十年的發展，測光系統的功能日趨完善。單反相機取景器中觀察到的景象，也是通過鏡頭的。調節鏡頭的光圈，收小光圈就會減少鏡頭的進光量。所以早期的單反相機，需要全開光圈取景，然后再將光圈收縮到選定的光圈再進行拍攝。此時相機的內測光系統，也只能在收縮光圈后，再進行測光，才能得到準確的測光值，操作起來也比較繁瑣。現在單反相機的內測光系統，全部是全開光圈測光。取景和測光時鏡頭的光圈都是全開的，此時要設定拍攝時的光圈，相機的測光系統則是按照設定的光圈值進行測光。鏡頭的光圈也只是在按下快門按鈕，在快門開啟的瞬間才收縮到位。這樣做帶來的好處，就是取景時不受設定光圈的影響。取景時總是在鏡頭的最大光圈位置上，保持取景器的明亮。設定的光圈值，通過電位器等電氣設備將設定值送到測光系統，測光系統則按照光圈的設定值測光。現代自動調焦單反相機的鏡頭，很多鏡頭都是采用電動光圈。鏡頭本身沒有光圈調節環，光圈是用機身上的操作盤來調節的。  

　　內測光的測光元件，也是在發展的過程中不斷改進的。硫化鎘是內測光系統早期常用的測光元件，現在有的輕便相機，還用硫化鎘做測光元件。硫化鎘作為測光元件，最大的問題是記憶效應。即硫化鎘對強光有記憶，如果剛剛對著光線很強的物體測光，馬上將相機轉向其他的目標時。硫化鎘元件仍然會記住剛才對強光的測光值，將影響對其他目標測光的準確性。所以使用硫化鎘元件的相機，對著強光測光后，一定要等一會兒再對其他目標測光。現在相機的測光元件，都已經采用性能更好的硅光電二極管，或磷砷化鎵光電二極管做為測光元件。這類測光元件沒有記憶效應，用起來更為方便準確。

　　科學技術的進步，對提高相機的自動化水平，起了很大的促進作用。電子快門和電動光圈的出現，直接導致了自動曝光相機的誕生。相機的內測光系統也逐步地發展到可以和光圈、快門聯動，光圈優先、快門優先以及電子程序快門，使得原本操作復雜的曝光參數設定和拍攝過程變得十分簡單。光圈優先，只需攝影師根據需要的景深范圍，選定所需要的光圈，快門則會根據測光系統的檢測結果，自動設定一個合適的快門時間；快門優先也是同樣，由攝影師先選定一個快門時間，電動光圈便會根據測光結果，自動設定一個合適的光圈；電子程序快門就更簡單了，根據測光結果，相機會自動設定光圈和快門的組合，保證正確曝光。而且，即使是在按下快門前的瞬間，光線如果發生變化，相機的測光系統也會相應作出反應，自動曝光就可以及時地做出調整。 

　　自動曝光使攝影變得容易了，只需在光圈或快門中選擇一個參數，另一個由相機自動設定；或者兩個參數都不用管，您只需取景、構圖和按下快門按鈕。拍攝的成功率，彩色膠卷寬容度低的問題，都隨著相機自動化程度的提高，和內測光系統的不斷完善迎刃而解了。

　內測光的種類 

　　早期的測光系統光系統，都是按照被攝物體反射光的平均亮度進行測光的。但是無論是拍攝什么樣的景或物，自然界的物體都是各色各樣的，反射光的亮度也一定是不同的，所以平均測光的方式是很難滿足更高的要求的。設計人員考慮到，通常在拍攝時，被攝的主體都在畫面中間的附近。 

　　于是設計人員就想出了，以中央區域為主的測光方式。這種測光方式稱作：中央重點平均測光。這種測光方式在手動調焦相機的年代，占據了測光方式主導地位。現代自動調焦相機已經是絕對的主流機種，目前即便是在普及型的自動調焦單反相機上，也已經裝備了多種測光方式。但是中央重點平均測光的方式，一直都在保留之列。 

　　在實際拍攝時，由于構圖的需要，被攝的主體常常不安排在畫面的中央。另外整個畫面上的物體反射光線的亮度可能有很大的差別，尤其是在逆光拍攝的條件下，光比將更大。所以在光線復雜的情況下，中央重點平均測光方式也不能完全滿足需要。這時，就需要對曝光參數進行調整，也就是曝光補償。什么情況應該做曝光補償，應該如何補償，該加多少或該減多少。對攝影師來說，這是需要有一定的經驗積累。尤其對初學的攝影愛好者，這是比較難掌握的。

　　多區域測光和點測光便是解決上述問題的好辦法。多區域測光就是將整個取景的畫面，分割成若干小的區域。每個小區域分別測光，測光系統再根據各個區域的測光結果，經過運算綜合出一個正確的曝光組合。光圈優先，測光系統將給出快門時間，快門優先，將給出光圈值……。從原則上講，測光系統的分區數量越多越好。所以，多區域測光系統也由過去的3區、5區，發展到現在的10區、14區和更高的35區。是在逆光情況下使用中央重點平均測光和多區域測光實際拍攝的比較照片，上圖為用中央重點平均測光方式拍攝的照片，從照片中可以看出，畫面的中央為松樹較暗的部位，也是測光系統測光的重點區域，因此曝光后照片上較亮的天安門和下面黃色的郁金香都曝光過度；下圖為多區域測光方式拍攝的照片，由于測光區域多，測光系統綜合松樹的暗部，以及明亮的天安門和黃色的郁金香的測光結果，導致一個較為平衡的曝光結果。這樣一來，使得在復雜光線下的拍攝，也變得輕松起來。 

　　點測光則是只對取景范圍內的某一個小的局部區域測光，例如取景范圍的2％或1％等等。點測光是在光線復雜的情況下，選擇重點部位要求準確曝光，才使用的的測光方法。就是使用點測光實際拍攝的照片，測光時只用點測光測畫面中最亮的花瓣處，因此只有陽光照射的花朵曝光準確，而畫面上其他部位全都隱沒在暗處。是佳能EOS-3、美能達α-7和尼康F100三種相機（從左至右）的測光系統示意圖，圖中最上面的是多區域測光，中間是中央重點平均測光，下面的是點測光。多區域測光，佳能EOS-3相機稱為21區域評價測光；美能達α-7相機稱為14區蜂巢測光；尼康F100相機則稱為10分區矩陣測光。中央重點平均測光，三種相機的測光分布也略有不同。點測光，佳能EOS-3相機點測光的測光面積約占取景面積的2.4%，并可以和自動調焦系統聯動（11點）；美能達α-7相機只能在中心點實現點測光；尼康F100相機點測光約占取景面積的1％，并且也是可以和自動調焦系統聯動（5點）。 

　　另外，許多現代相機還有TTL自動閃光系統，也是通過相機的內測光系統，檢測并控制專用閃光燈的輸出功率，從而達到使用閃光燈也能精確曝光的目的。

　內測光的正確使用 

　　在使用相機的內測光系統進行測光時，還有一個問題需要特別注意。這就是相機的測光系統測光的依據，都是按照對18％中性灰來進行測光的。所以在拍攝不同色調的物體時，如果想要正確還原出物體原來的色調，測光時還要加以考慮。有些時候，相機的測光數據也只是做為參考，攝影師還要作出自己的選擇。例如，在冬天拍攝下雪的場面時，如果完全按照相機的內測光系統給出的參數曝光，雪的顏色就有可能會發灰，而不是白色的雪，如中的圖。這就是相機的測光系統在測光時，將白色的的雪按照18％的中灰對待，所以依據相機的測光系統曝光拍出的雪就不白。此時，如果對曝光量進行補償，增加一點曝光量，拍出的雪就是白色的了。

　　相機的內測光系統給攝影師們提供了很大的方便，多種測光方式更是讓攝影者可以盡心地去創作。而自動曝光功能則可以讓人們把精力集中在如何拍好照片上，而不用在選擇曝光參數上費腦筋。但是想要拍出高質量的照片，還需要攝影師熟悉自己相機的內測光系統的特點，更重要的是能夠正確地運用好各種測光方式，在實際拍攝時做到心中有數。