曝光小實驗 – 相機可以分辨多少級EV?

「一般數碼相機的動態範圍,大約只有六至七級的EV ……。」多年之前,人們如是說。

「現今數碼相機的動態範圍,可以高達九至十級的EV ……。」近期一點,人們如是說。

無論誰說也好,如何說也好,要知到自已的相機到底可以分辨到多少級的曝光值,最好的方法莫如做個小實驗。實驗非常簡單,要用的道具只是白紙一張;如果連白紙也懶得找,就亁脆對着一堵色調平均、淺色的墻壁就算了。

先為相機設定做點準備功夫。把相機的曝光模式設為全手動(M)模式,並確定沒有啟動自動ISO調節功能,關掉自動對焦,最好連自動白平衡也關掉;換言之,曝光、對焦、白平衡全設手動。

為得到最佳實驗效果,我們要創製一個亮度又平均又穩定的拍攝對像。這亦不難做到。

要光源穩定,可以不在日間拍攝,電燈泡的亮度不會因天上的一片雲而有所變化。白紙或墻壁要儘量平坦,並且得到平均的照明。之前不是說過要用手動對焦麼?目的就是要故意失焦拍攝,這樣便可以模糊白紙或墻壁表面的紋理,拍出一個近乎平滑無瑕的影像。最後,為避免拍攝時相機位置改變影響結果,請用腳架。

相機架好了,就可以選定曝光值的起步點。需要留意的,是預留足夠的調節曝光級數。我會建議先選定較快的快門,然後再選一個光圏與感光度(ISO)的組合,使到拍攝之後,影像近乎全黑,而亮度分佈圖的左邊邊沿剛好可以察覺出少許變動,這就是相機可感應最低曝光量的設定,也就是我們的測試的起步點了。例如下圖所示的起步點,是用了1/2000秒、f/16、ISO 400。

設定了起步點,我們就可以透過改變光圏或快門來逐步增加曝光量,從而觀察亮度分佈圖的變化。到底改變光圏好還是快門好呢?答案是快門。因為現時的相機,一般快門調節可由1/4000秒 到 30秒,也就是有16級的分別;但若固定快門調節光圏,則很多時只可以有6至7級的分別。除此之外,光圏放到較大時往往會出現暗角現像,使影像亮度不平均。

以下是在固定光圏、ISO的情況下,逐級調慢快門,遞增曝光量的實驗結果。採用相機是 Nikon D5000。


ISO 400、f/16、1/4000秒


ISO 400、f/16、1/2000秒


ISO 400、f/16、1/1000秒


ISO 400、f/16、1/500秒


ISO 400、f/16、1/250秒


ISO 400、f/16、1/125秒


ISO 400、f/16、1/60秒

ISO 400、f/16、1/30秒


ISO 400、f/16、1/15秒



ISO 400、f/16、1/8秒



ISO 400、f/16、1/4秒


ISO 400、f/16、1/2秒

實驗結果表明,即使是D5000這樣的「老爺」數碼相機,動態範圍亦可達十級。除此之外,我們亦可留意到,亮度分佈的山峰形狀,於近中央時顯得寛濶,於偏左及偏右時顯得狹窄,尤其是極之偏左時,簡直廋得可可憐。另一方面,每級曝光增加,山峰的跨度也不一樣,左端最小,中央至中央偏右最大,近最右端又略為回落。這表示感光元件的表現,於曝光不足時最弱,曝光適當以至略多時表現最佳。這結果亦大致與向右曝光的理論相符合。

這個簡單的小實驗,為動態範圍提供了一個非常具體的說明,對初學者來說,應該相當有用;須知道,相機的動態範圍,正是理解曝光最重要的一個環節。


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分享感想
  • hlwan @2017-03-22 19:48:12
    DXO mark有官方测试多款相機sensor動態範圍
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