互易律

互易律

互易律,膠片攝影時代的術語。又稱“倒易律”等。是指光圈和快門速度可以按正比互易而曝光量不變。互易律失效的另一結果是反差變異。以黑白照片為例,發生在曝光速度快於1/1000秒或者慢於1/2秒時,在這兩種情況下攝得的負相,按照正常測光表讀數來衡量都將會曝光不足。在光線比較強時,圖像感測器的噪音信號(雜訊,表現為噪點、反差下降)被強烈的光信號掩蓋,不易對成像構成影響,而光線較弱時,信噪比問題就變得突出起來,而且,在長時間曝光時,隨著工作時間的持續,溫度會逐漸升高,噪音也會幾何級攀升,這是數位相機長時間曝光最令人頭痛的問題。

互易律

快門速度大於1秒或小於1/1000秒則會導致互易律失效。

還有一種情況叫互易律失效:

如你所知,控制曝光量的方法可以是變更快門速度或光圈。你也知道,如果同時改變兩個因素,其曝光量相等。例如下列的曝光量控制指數:

f/2, 1/1000 f/2.8, 1/500

f/4, 1/250 f/5.6 1/125

在以上二例中,如果我們把光圈縮小一擋,同時,又把曝光時間增加一擋,結果如何?光線射出到膠片上的量還是相等的。這種光圈與快門速度的關係被稱為"互易"的關係。一邊的變更相當於另一邊的變更,其結果曝光量等同。膠片是不管你在1/1000秒速度下用f2還是在1/125秒速度下用f5.6,反正兩種曝光方法下,照射到膠片上的光量是相同的。

這是通常的可互易的曝光實例。但在某些極端的環境條件下,這種互易關係被破壞,我們稱之為互易律失效。

互易率失效

互易關係何時破壞?那是在曝光時間極短的情況下,如1/50000:或曝光時間很長的情況下,如10分鐘,你或許會說:"這樣的曝光時間不切實際。誰會用1/50000秒或10分鐘來對膠片曝光呢?"回答是,類似這樣的曝光比你想像的現實性要大得多。

先說短時曝光。當你利用頻閃燈曝光,頻閃燈的一次閃光時間究竟有多長?1/1000秒?1/10000秒?還是1/50000秒?這些實際都是可能的。問題發生在像這樣的短時曝光,當光照射到膠片上的時間如此之短,以致感光乳劑中的鹵化銀晶體得不到足以促使它們反應的時間。看來,鹵化銀晶體也有它的一點兒惰性,它們也不是一觸即發的。也需要一點點時間讓它們一致行動起來。所以過短的曝光時間來不及克服它們的惰性。其結果是曝光不足。

另一個極端:很長時間的曝光又會怎樣?任何攝影者當他在極暗淡的光照下拍攝時就需要長時間曝光。舉例說,在天文攝影中,10分鐘、20分鐘,甚至幾小時的曝光也不稀奇。為了拍攝暗黑場景,如一個月光下的馬廄,你可能要對準拍攝物曝上30秒鐘的光。不幸的是,鹵化銀晶體在曝光時間過長的情況下開始喪失敏感性。例如20分鐘的曝光並不產生兩倍於10分鐘曝光的效果;甚至曝光30秒鐘也不產生兩倍於曝光15秒鐘的效果。

所以,這就叫做互易律失效。這是黑白片和彩色片都碰得到的問題。事實上,這問題對彩色片來說更為嚴重,因為它不僅影響影像的"密度"---如果叫負片去冒這個險,所得影像必然太薄---更影響到影像的色彩。應考慮到如果你使用彩色膠片,曝光時間小於1/1000秒或大於1秒,就可能發生互易律失效。

互易律失效的現象

曝光不足

以黑白照片為例,發生在曝光速度快於1/1000秒或者慢於1/2秒時,在這兩種情況下攝得的負相,按照正常測光表讀數來衡量都將會曝光不足。

反差變異

互易律失效的另一結果是反差變異。經過太長時間的曝光,其反差會高於尋常。

互易率失效的現象在你採用的曝光時間偏離“正常值”越遠時越明顯。換言之,假如你採用1/2000秒曝光,其曝光不足和反差過低狀況剛可發現;但如果你採用頻閃燈光以1/10000秒曝光,這種現象就會很明顯;以1/50000秒曝光,則極其明顯。反過來看,以1秒鐘曝光,互易律失效極微;以10秒曝光則很明顯;以100秒曝光則極其明顯。

解決辦法

怎樣解決彩色膠片的互易律失效問題呢?

一、首先,你可以把曝光時間設定在不需顧慮互易失效的範圍之內。例如原想採取1/2000和f/8的曝光條件來拍攝,可變更曝光指數以增加光對膠片的觸發時間。如改以快門速度1/500,光圈f/16,其曝光量淨值是相等的,但光觸髮膠片的時間是處在安全範圍內了。

二、如果不能照此來做,還是第二個辦法。柯達有兩種為避免互易律失效問題而產生的膠片:"萬利 Ⅲ 專業S型彩色膠片",是為極短曝光時間設計的。曝光時間可由1/10到1/10000秒。不需加濾色片或其他曝光條件的調整。這種膠片一般稱做"VPS",有各種主要尺寸的散頁片和卷片包裝。已經提到過VPS是許多人像攝影專家樂於使用的片種。因為它對人體膚色表達分外鮮艷。

"萬利Ⅱ專利L型專業彩色膠片“是為極長曝光時間---1/50秒到60秒設計的。此片只有散頁片和120膠捲兩類包裝尺寸規格。沒有35mm的規格。

三、如果上述方法不能允許,我們還可以採取補償的方法,即調節曝光時間以補償感光不足和調節顯影時間以補償反差變異。該調整多少呢?膠片和膠片各不相同,每種膠片都有它自己的互易律性格,如果需要這一具體的信息,可以向製造廠家諮詢。

下表格是一張通用對照表,對許多黑白膠片大致適用。

互易率失效補償
原定曝光時間 補加曝光時間 顯影時間變更
1/10000秒 增加半檔 增加15%
1/2000秒 增加1/4檔 增加10%
1/1000秒
1秒 增加一檔(即合計2秒) 減少10%
10秒 增加2檔(即合計50秒) 減少20%
100秒 增加3檔(即合計800秒) 減少30%

數碼時代的互易律失效

需要特別說明的是,電子的圖像感測器(CCD、CMOS)的感光特性是與膠片不同的,所以互易律失效問題在數位相機上需要重新考慮,不能簡單沿用膠片相機的經驗,而且不同生產工藝的圖像感測器在這個問題上的表現也是不同的,不能把一台相機的經驗套用到另一台相機上。

由於數位相機可以在拍攝之後立即通過LCD回放剛剛拍攝的照片,檢查曝光是否如預期需要,即使不經過精確的測光,不去考慮互易律問題,簡單測試之後,一般都能獲得比較準確的曝光,因此,互易律、互易律失效問題,在數碼攝影時代可以不用過多考慮。倒是另一個問題需要慎重考慮——信噪比。在光線比較強時,圖像感測器的噪音信號(雜訊,表現為噪點、反差下降)被強烈的光信號掩蓋,不易對成像構成影響,而光線較弱時,信噪比問題就變得突出起來,而且,在長時間曝光時,隨著工作時間的持續,溫度會逐漸升高,噪音也會幾何級攀升,這是數位相機長時間曝光最令人頭痛的問題。

採取某種降溫措施,控制相機,尤其是圖像感測器部位的溫度上升,是應對信噪比下降問題的最好方法。

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