入射测光与反射测光:以两种方式解读光线

一只手持测光表,白色入射球顶起,在窗光旁与灰卡并排放置,公共领域

Simon Lehmann 撰写 Editor

入射测光表与反射测光表如何以不同方式读取光线,各自擅长的场景,以及为什么入射读数能绕开中灰假设。

每只曝光测光表都用两种根本不同的测量方式回答同一个问题。反射式测光表读取离开被摄体的光;入射式测光表读取照射在被摄体上的光。这一区别并非纸上谈兵。在同一场景下,两种方法的读数可能相差两档(stop)甚至更多,理解其中原因,正是找出黑白摄影中最常见曝光失误根源的关键。

一片雪地,两种测光方式

将一卷 HP5 Plus 设定在 ISO 400,拍摄阳光照射下的雪地。强烈的正面日光对应阳光十六法则(Sunny 16)的情形:f/16、1/400s,在 ISO 100 下约为 EV 15——这是你信任任何测光元件之前,独立于测光表的心算核验。

将机身内置反射式测光表对准雪地,它读取耀眼的白色,然后做它唯一会做的事:把这片白色渲染为中间调。它给你的读数大约是 f/16、1/500s。将入射式测光表放在同一片阳光下,球顶朝向相机,它完全忽略雪地的反射率,只报告照度,给出大约 f/8、1/500s 的读数。同一场景,两只正常工作的仪器,相差整整两档(stop)。

用区域系统的尺度来读结果。反射式曝光将雪放在区域 V,也就是中灰——灰暗、欠曝约两档(stop)。入射式曝光多开两档(stop),将这片雪提升至区域 VII,在 HP5 Plus 曲线的直线段上呈现出带有细节的有质感亮白。若要手动修正反射读数,需在测光表示值基础上开大 +2 至 +2.5 档(stop),因为雪应落在区域 VII 或 VIII——而这正是入射式测光表免费给你的那个从 f/16 跳到 f/8 的补偿。

每种测光表实际测量的是什么

反射式测光表——包括所有机身内置测光表和所有点测光表——采样的是亮度:场景中朝镜头方向反射的光。由于这一数值取决于被摄体的反射率,测光表无法判断低读数究竟来自光线昏暗还是被摄体表面较暗。为了得出单一曝光值,它假设所读取区域具有平均反射率,并将其渲染为区域 V。

入射式测光表置于被摄体位置,球顶朝向光源,测量照度:无论被摄体如何处理这束光,测量的是到达被摄体的光量。白墙和黑外套在同一盏灯下,入射读数完全相同,因为测光表根本看不到任何一个表面。它仅凭照度设定曝光,反射率便线性地映射到胶片曲线上:凡是中灰的,落在区域 V;90% 的白色接近区域 VII;3% 的黑色接近区域 III——普通场景大约七档(stop)的反射率范围,无需你做任何补偿。

两种方法均已载入 ISO 2720:1974——通用光电曝光表的产品规范指南。其常数并非从第一性原理推导而来;该标准通过对大量测试照片的观看可接受度进行统计分析来确定 K 和 C 的值,因此这些都是感知层面的共识数值。反射常数 K 的推荐范围为 10.6 至 13.4;实践中 Canon、Nikon 与 Sekonic 使用 K = 12.5,而 Minolta、Kenko 与 Pentax 使用 K = 14。这一差距约为 1/6 EV,因此在相同场景下,Minolta 或 Pentax 机身的曝光略少于 Sekonic。入射常数 C 取决于感受器类型:ISO 2720 对平面余弦响应感受器允许 240 至 400 勒克斯(250 为常用值),对半球形心形线感受器允许 320 至 540 勒克斯,实际值从 320(Minolta)到 340(Sekonic)不等。

中灰的数学推算

耳熟能详的”18% 灰”说法,并非该标准实际认可的数字。反射读数与入射读数落在同一曝光值时对应的反射率为 π × K / C。取 K = 12.5、平面感受器 C = 250,即 π × 12.5 / 250 = 0.157,约 15.7%;而单独使用反射式测光表对应的反射率约为 12 至 12.5%,而非 18%。

这正是灰卡并非免费午餐的原因。12% 灰比 18% 灰大约亮半档(stop),因此对着真正的 18% 灰卡测光,会导致欠曝约半档(stop)。Kodak 将修正方法印在其 Neutral Test Card R-27 上:从相机方向对准灰卡中心测光,并*“对于反射率正常的被摄体,在测光示值基础上增加半档(stop)曝光。“*该灰卡含有 18% 灰面和 90% 白面,参考色块分别为 3% 黑和 90% 白。朝向同样重要:Kodak 的说明是将灰卡转向相机到被摄体轴线与主光源方向之间夹角的三分之一处——例如光源位于侧面 30 度、仰角 45 度,则灰卡侧转 10 度、仰角 15 度。

即便普通场景,平均而言也并非中性。Ansel Adams 在《底片》(The Negative)中指出,对于大约 85% 的典型场景,未经补偿的轴向反射读数约需 +1/3 档(stop)——方向与灰卡修正一致,原因也相同。

硬件命名

感受器是完成”思考”的部件。在 Sekonic L-308X 上,半球形球顶(心形线响应)将整个光照环境整合为一个半球信号;换成平面 Lumidisc(余弦响应),便可孤立单一光源或读取平面翻拍,这是测量布光比或艺术品照明均匀度的方法。老款测光表以机械方式实现同样功能:Sekonic L-358 或 L-608 上可伸缩的 Lumisphere,弹出时用于入射测光,收起时用于余弦修正的平面测量。

点测是第三类工具。Pentax Digital Spot Meter 或配备 1 度取景器的 Sekonic,能读取一小片亮度,让你有意识地安排色调。对你仍想保留质感的深阴影测光,记录读数,然后从测光表的中灰示值收缩两档(stop):该阴影现在落在区域 III,即像 FP4 Plus 这样的胶片能保留真实细节的最低区域。入射式测光表测量的是光;点测光表测量的是场景。知道你在问哪个问题,便是这门技法的全部。

入射测光同样会失效的情形

入射测光并不能”完全绕开陷阱”,因为它回答的问题比表面上更窄。它测量的是被摄体上的光,所以只要画面的核心不是那束光,它就会出错。逆光或轮廓光场景中,面向前方的球顶读取的仿佛主光在发挥作用,结果面部曝光不足;镜面高光以及玻璃、烟雾或逆光叶片等透明或半透明被摄体,没有表面反射率可供球顶替代测量;而远处的风景、舞台上的表演者,或任何你无法走近的被摄体,都无法满足入射测光唯一的要求——将球顶置于与被摄体相同的光线中。还有刻意为之的情形:当你想要一张低调人像,或将雪地渲染成阴沉的灰色,一个字面意义上”正确”的入射读数恰恰是错误答案——这时,点测光表和区域系统才是你将画面渲染权重新握回手中的方式。

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