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01 10月, 2013

快門與閃光燈

現代相機快門飆上數千分之一秒不成問題, 但當開啟閃光燈, 快門速度就自動降到 1/200 或更低, 往往造成許多人的疑惑. 這是正常的. 其實這在過去是單眼用家必備常識, 必需手動設定, 現在相機聰明了, 方便了, 反倒不知所謂何來, 甚至有奇怪的論調出現...
閃光燈同步快門稱為 X-sync, 舊式橫移快門通常在 1/60 sec, 縱走式快門為 1/125 sec, 現代相機可達 1/200 秒, 頂級的可到 1/250 sec. 有人誤以為是閃光燈太慢了, 所以相機必需降速配合(嗯! 很直覺的想法...)... 錯了, 是閃光燈太快了! 閃光時間是以 ms 計的, 相當短暫. X-sync 的限制其實是來自快門簾能多快打開多快關上...
要知道閃光燈同步快門的速度限制是怎麼來的, 得先看看快門運做的方式. 一般單眼相機採用的是由兩片快門簾共同運作的焦平面快門(Focal-plane shutter), 運作的方式概略如下面這張圖:


Fig 1
藍色代表前簾(1st curtain), 紅色代表後簾(2nd curtain), 白框則是底片或 CCD/CMOS 的曝光窗口.
1a. 待攝狀態, 前廉封住感光口.
1b. 按下快門, 前簾打開, 開始曝光過程, 一直到預設的快門時間...
1c. 時間到, 後簾跟上, 遮住感光口, 結束曝光, 然後過片機構會將前後簾拉回 a 的待機狀態.
通常在 1b 前簾開到定位後會送出閃光燈觸發信號, 這時感光窗全開, 整張底片都可以吃到閃光.
但換成高速快門時, 會變成:

Fig 2
2a. 待攝狀態.
2b. 按下快門, 前簾打開, 開始曝光過程, 但因為曝光時間極短, 所以沒等前簾到定位, 後簾就得先開跑了.
2c. 等前簾到定位, 後簾也快到了.
2d. 後簾到定位, 結束曝光.
由此我們可以看出, 當快門速度高到某種程度, 感光窗就不會全開, 而是類似一道開口掃過, 在這種情況下使用閃光燈, 結果就是只有部份畫面可以接受到閃光, 這就是 X-sync 限制的原因.
解決方法呢? 開啟閃光燈高速同步功能. 這又是一個容易讓人誤解的地方, 看到高速兩個字, 會以為是加快閃光燈速度, 其實這個功能是延長閃光時間來涵蓋整個曝光過程, 不管前後簾間的開口掃到那, 都有閃光照射. 缺點呢? 必需高檔一點的閃燈才有這個功能, 而且啟用之後出力會大幅降低...

Fig 3
從上到下, 快門速度分別是 1/200, 1/500, 1/800, 1/1250 sec, 由此可看出不理會 X-sync 限制會有什麼後果...

Fig 4
開啟高速同步, 1/1250 sec.
開啟閃光燈, 快門速度反而降低了, 那麼想利用閃光燈凍結高速畫面, 豈不無解? 該怎麼做?
不會的, 前面說過, 閃光燈其實是很快的, 1/200 sec 加上閃燈, 已足以應付大部份場合.
Fig 5
這張照片, 快門時間可長達 1/5 sec 呢! 照樣可以用閃光定格.
如果您想做得更好, 可以:
1. 收光圈, 或是在暗處拍攝, 減少環境光的影響, 避免拖影.
2. 使用高速同步閃燈.
3. 改用持續光源.

File:Shutter Firing sequence.gif

File:Appearance of the shutter at various speeds.gif

http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1610082200641

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BF%AB%E9%96%80

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