【视觉知识】影响曝光的三要素

  • 来源:光虎


什么是曝光?
通俗意义上讲,曝光就是描述图像的明暗程度的词汇,照片太暗称为曝光不足,照片太亮叫做过度曝光。曝光由三个因素影响:光圈、快门、ISO(感光度)

如何理解光圈、快门及ISO?

一、光圈

光圈主要影响进光量和景深两个方面。

进光量:光圈越小,单位时间进光量越少,光圈值越大;光圈越大、单位时间进光量越多,光圈值越小

光圈值通常用大写F或者小写f标识,光圈的档位设计是按照每变化一档,进光量变化一倍,所以光圈值的档位设计是相邻的两档的数值相差1.4倍(也就是√2=1.414,小数点后两位忽略不计)。光圈的大小与光圈值是反比关系,即每提高一档,实际光圈变小一档,进光量减少一倍。比如从f/2.8调到f/1.4就是光圈值变小两档,实际光圈变大两档,进光量增加两倍,实际效果就是画面变亮两倍。


景深:光圈越小,景深越好(背景清晰);光圈越大,景深越差(背景虚化)。


可以简单理解为光圈越大,焦距就变得越小,所以背景更容易虚化、所以通常拍小景深要求的物体,可以用大光圈,减少打光亮度,突出重点;拍摄大景深要求的物体,可以用小光圈,会使不同高度的画面都更加清晰。




二、快门

快门主要影响进光量、画面动态效果两个方面。

进光量:快门速度越低,即曝光时间越久,进光量越多;快门速度越高,即曝光时间越短,进光量越少。

快门速度在工业上通常用μs来表示,代表拍照时的曝光时间。

动态效果:快门速度越低,拍摄运动中的物体越模糊;快门速度越高,拍摄运动中的物体越清晰。

工业相机拍摄移动中的物体,通常使用全局快门的相机,来同一时间捕捉整个画面,当拍摄的物体运动速度超过相机快门速度的时候,相机所捕捉的图像就会产生拖影,也就是在一次快门时间内,物体以高速移动了至少两个像素位置,也就是拖影现象。



三、ISO(感光度

ISO主要影响对光线敏感度、噪点两个方面。

对光线敏感度:ISO值越低,对光线越不敏感;ISO值越高,对光线越敏感。

ISO用来表示对光线的敏感度,直接用数值表示。传统胶卷的感光度是通过改变胶卷的化学成分,来改变它对光线的敏感度,而工业相机的感光元件是不变的,通过提高每个像素,乃至合并像素来提高感光速度。ISO的档位设计是按照每变化一档,对光线敏感度变化一倍。比如从200调到400,就是ISO提升一档,对光线敏感度提高一倍,实际效果就是画面变亮一倍。

常见ISO值:1002004008001600320064001280025600等。

噪点:ISO值越低,噪点越少;ISO值越高,噪点越多。

简单的说随着ISO值的提高,噪点是会变多的,这跟ISO的原理有关,因为是通过电子信号放大增益技术,在放大的同时,噪点也被放大。所以通常是在光线不足时,为了捕捉稍纵即逝的画面或提高曝光速度,愿意牺牲图片的质量来捕捉宝贵的画面。



将工业相机拍出的一张图片比作一个有过滤网的可控制出水速度的水龙头,放满一桶水

光圈就是水龙头的开关

快门就是水龙头打开的时间。

ISO(感光度)就是滤网。

光圈、快门、ISO的作用

用一张图来诠释光圈、快门、ISO的作用。



【来源:光虎光学内部培训资料】

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