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【視覺知識】影響曝光的三要素

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  • 來源:光虎光電科技(天津)有限公司

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  • 發布時間:2023-02-27 09:30:43


什么是曝光?
通俗意義上講,曝光就是描述圖像的明暗程度的詞匯,照片太暗稱為曝光不足,照片太亮叫做過度曝光。曝光由三個因素影響:光圈、快門、ISO(感光度)。

如何理解光圈、快門及ISO?

一、光圈

光圈主要影響進光量和景深兩個方面。

進光量:光圈越小,單位時間進光量越少,光圈值越大;光圈越大、單位時間進光量越多,光圈值越小。

光圈值通常用大寫F或者小寫f標識,光圈的檔位設計是按照每變化一檔,進光量變化一倍,所以光圈值的檔位設計是相鄰的兩檔的數值相差1.4倍(也就是√2=1.414,小數點后兩位忽略不計)。光圈的大小與光圈值是反比關系,即每提高一檔,實際光圈變小一檔,進光量減少一倍。比如從f/2.8調到f/1.4就是光圈值變小兩檔,實際光圈變大兩檔,進光量增加兩倍,實際效果就是畫面變亮兩倍。



景深:光圈越小,景深越好(背景清晰);光圈越大,景深越差(背景虛化)。


可以簡單理解為光圈越大,焦距就變得越小,所以背景更容易虛化、所以通常拍小景深要求的物體,可以用大光圈,減少打光亮度,突出重點;拍攝大景深要求的物體,可以用小光圈,會使不同高度的畫面都更加清晰。



二、快門

快門主要影響進光量、畫面動態效果兩個方面。

進光量:快門速度越低,即曝光時間越久,進光量越多;快門速度越高,即曝光時間越短,進光量越少。

快門速度在工業上通常用μs來表示,代表拍照時的曝光時間。

動態效果:快門速度越低,拍攝運動中的物體越模糊;快門速度越高,拍攝運動中的物體越清晰。

工業相機拍攝移動中的物體,通常使用全局快門的相機,來同一時間捕捉整個畫面,當拍攝的物體運動速度超過相機快門速度的時候,相機所捕捉的圖像就會產生拖影,也就是在一次快門時間內,物體以高速移動了至少兩個像素位置,也就是拖影現象。



三、ISO(感光度

ISO主要影響對光線敏感度、噪點兩個方面。

對光線敏感度:ISO值越低,對光線越不敏感;ISO值越高,對光線越敏感。

ISO用來表示對光線的敏感度,直接用數值表示。傳統膠卷的感光度是通過改變膠卷的化學成分,來改變它對光線的敏感度,而工業相機的感光元件是不變的,通過提高每個像素,乃至合并像素來提高感光速度。ISO的檔位設計是按照每變化一檔,對光線敏感度變化一倍。比如從200調到400,就是ISO提升一檔,對光線敏感度提高一倍,實際效果就是畫面變亮一倍。

常見ISO值:100、200、400、800、1600、3200、6400、12800、25600等。

噪點:ISO值越低,噪點越少;ISO值越高,噪點越多。

簡單的說隨著ISO值的提高,噪點是會變多的,這跟ISO的原理有關,因為是通過電子信號放大增益技術,在放大的同時,噪點也被放大。所以通常是在光線不足時,為了捕捉稍縱即逝的畫面或提高曝光速度,愿意犧牲圖片的質量來捕捉寶貴的畫面。



將工業相機拍出的一張圖片比作一個有過濾網的可控制出水速度的水龍頭,放滿一桶水。

光圈就是水龍頭的開關

快門就是水龍頭打開的時間。

ISO(感光度)就是濾網。

光圈、快門、ISO的作用

用一張圖來詮釋光圈、快門、ISO的作用。





【來源:光虎光學內部培訓資料】

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