机械快门的工作原理是怎样的?
我们知道单反相机大多用机械快门,一个简单的按下快门动作,相机内发生的变化绝对超出你的想象!那机械快门的工作原理到底是怎样的?
1.相机的机械快门是什么鬼?我们知道,现在大多说单反用的还是机械快门,在这个数码产品泛滥的年代,还用这种原始的设置,相机可谓是一股清流,那相机的机械快门到底是什么?
机械快门就是镜头前由弹簧、凸轮、门帘等组成的阻挡光线进来并控制光线进入时间的特殊装置。
那这个机械快门是怎么控制曝光拍照的呢?当你按下单反快门按钮时,后帘就从下往上打开,紧接着前帘从上往下也打开,这个过程发出“咔”的声音。
注意,后帘打开时并没有开始曝光,因为前帘还闭着,当前帘开了后画面才从上往下曝光。等曝光结束后,后帘首先从上往下闭合,然后前帘才闭合,发出熟悉的“嚓”声。
注意只要后帘闭合就意味着曝光结束,之所以有两个快门帘并由前帘开始曝光后帘结束曝光这样的操作,是因为如果只有一个快门帘,那快门帘从上往下打开,最后只能从下往上关闭,这样画面上半部分的曝光时间就比下半部分长,高速拍摄时造成曝光不均匀。
可见,这个机械快门发挥作用的过程是物理性的,对光线的控制比较直接,而且容易有机震、噪音等缺点。既然如此,那为什么单反偏偏还要用这种形式?
2.还不是电子快门扶不上墙相机快门的类型,除了机械快门那就是电子快门了,电子快门其实并没有“门”,只是通过控制CCD通电的时间进行曝光。
这么看来,电子快门运作简单,不会发出声音,也就不会有机震等问题,那为什么还抱不上单反的大腿?
电子快门需要把光像转变为电子,这个过程会耗费一定的时间,造成时滞,会影响到抓拍和画面质量。
而且,如果单反用电子快门,那相机就没必要有五棱镜、取景器等等构造了,就成了卡片机,那厂商之前出的那么多镜头不都成摆设了!
所以,机械快门虽然“原始”,但成像质量得到了最大程度的保证,而且标志性的“咔嚓”声也有别于其他拍摄设备,so,单反一直用机械快门并不是没有道理的!
一、了解相机快门结构
现在大部分的单反相机(尼康、佳能等)使用的快门叫电子控制纵走式焦平面快门,名字有点专业,没必要深入了解。只要知道它位于相机焦点平面的前方,由两层幕帘、电磁释放装置和减震装置构成,那前后两层幕帘分别叫前帘和后帘。
二、快门工作原理
最好结合下面的GIF图理解。我们来看下快门工作示意图。完成一次拍摄,快门由完全关闭到开启,最后再完全关闭的过程。当按照设置好的快门参数触发快门,后帘幕先向上开启,接着前帘幕向下开启,这时曝光开始,当快门开启到最大时,后帘幕开始关闭,直到完全关闭,曝光结束,最后前帘幕也关闭。其实这个过程很快,即便是长时间曝光,前后帘都呈最大开启状态。
三、什么是闪光同步?
知道了快门的工作原理后,我们就来了解闪光同步概念。因为在我们拍摄过程中,有时环境光线很暗,必须要用到闪光灯,那么闪光灯是如何参与到曝光里来的呢。
闪光同步指的是闪光灯正好在快门完全开启的瞬间闪亮,使整幅画面均感受到闪光。只要低于相机的最大闪光速度,一般拍摄能确保主体曝光。现在好的相机最大闪光同步速度可到1/320。它的好处就在于在暗环境下拍摄不至于糊片。而如果高于这个最大闪光同步速度,比如1/500时,前帘还未收缩到位,后帘就开始展开了,导致画面部分受光不均。
而超出闪光同步速度,有的高端相机有高速闪光同步功能(自动FP),快门甚至可以达到1/8000,使用闪光灯拍摄可以作为补光使用,当然,这不在本次讨论之列。
高速闪光同步作为压光
四、关于前帘同步和后帘同步
前帘闪光,是指当前帘完全打开后的一瞬间,闪光灯启动闪光,适合拍摄光线较暗情况下的主体正确曝光。
后帘闪光,是指当快门完全开启时不闪光,当后帘关闭前的一瞬间进行闪光,这时主体是清晰的,还有一定的环境光,如果拍摄时有亮点移动会形成轨迹。其实,大家熟知的慢速同步就是后帘闪光的一种。
后帘同步慢速闪光
不管是前帘同步还是后帘同步,瞬间的快门则是完全开启的。
五、前帘和后帘实际运用
一般相机默认的都是前帘同步,也就是首先确保主体闪光曝光正常,环境光不参与。如果是拍摄静物的话,那前帘同步和后帘同步拍出来的效果其实没有什么不同。但是拍运动物体的话,就只能用后帘同步,否则影子会出现在物体运动的前方。因而,通常使用前帘同步拍静物或者静物人像,使用后帘同步拍运动的物体或者运动的人像。
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