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快门

/shutter/
条目作者沙占祥

沙占祥

最后更新 2024-12-04
浏览 531
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照相机上遮挡与打开成像光路,控制感光材料曝光时间长短的部件。

英文名称
shutter
所属学科
摄影学

快门平时严密遮挡住摄影镜头的成像光路,以保护照相机内的感光材料使之不会漏光。摄影时,快门迅速开启,以使摄影镜头所会聚之被摄景物的成像光线,到达曝光窗后方的感光材料平面处,结成清晰的光学影像,使感光材料开始曝光,待达到预定曝光时间的瞬间,快门又立即迅速闭合以结束曝光,从而确保感光材料获得适宜的曝光量。显然,快门时间T愈长,通过的光线就愈多,曝光量就愈多,所成影像愈明亮。

快门系统除有启闭摄影光路的遮光元件,及以若干分之一秒与以若干秒计时的各挡快门时间供选择外,一般还具有下述独立功能:长时间曝光功能(如按下快门钮开始曝光,抬起快门钮停止曝光的B门功能,及按下快门钮开始曝光,抬起快门钮时仍继续曝光,待第二次按下快门钮时才停止曝光的T门功能),自拍功能(延迟快门开启,以利摄影者迅速站到照相机前方自己拍摄自己),快门开启与闪光灯发光同步功能(在快门遮光元件打开全部摄影光路时令X闪光灯发光的X挡闪光同步,提前引燃闪光灯泡使其在快门全开时刚好达到燃烧峰值的M挡中速闪光泡同步、F挡快速闪光泡同步,以及焦平面快门的前帘闪光同步与后帘闪光同步、FP闪光灯泡的闪光同步)。

快门按工作原理分类,主要有机械快门纯电子快门两大类。机械快门按快门位置的不同,又分为焦平面快门镜头快门二类;机械快门按控制方式的不同,又细分为纯机械控制式机械快门与电子控制式机械快门两类。

机械快门通过位于成像光路中之遮光元件的瞬时开启与关闭,控制曝光时间的长短。该遮光元件平时遮严曝光窗,防止漏过光线,以保护曝光窗后方的感光材料不致跑光。机械快门的动力依靠弹簧的恢复力矩,上弦时一般饶紧弹簧,存储弹力,按下快门钮时释放弹簧弹力,使之驱动快门遮光元件快速启闭光路,令感光材料曝光。在拍摄时遮光元件瞬间让开摄影光路,令摄影镜头会聚来的成像光线得以投射到曝光窗后的感光材料上,使其感光,一旦达到预期的曝光时间,遮光元件又立即遮严光路,停止感光。快门即通过控制遮光零件启闭之间的时间差,来控制感光材料曝光量的多少。

纯电子快门指通过编程(即通过电路)控制影像光电传感器之光电转换的积分时间,即通过编程控制CCD、CMOS或摄像管元件产生电荷的时间(亦即控制产生电荷的采样时间),从而控制感光元件上每场的有效感光时间,最终通过非机械运动的快门,实现控制影像曝光量的作用。目前最短短字电子快门时间为索尼α1型全画幅数字照相机,已达1/32000秒。

数字照相机上的快门主要采用电子控制的焦平面叶片快门与纯电子快门二类。其中单镜头反光数字照相机一般采用电子控制的焦平面叶片快门,有的还设计有纯电子快门,而数字袖珍照相机一般采用纯电子快门。索尼α1型全画幅数字照相机就同时具有机械与电子二种快门,其机械快门在1/8000秒~30秒区间可按整级级差调节,在1/8000秒~1/4秒区间还可按1/3级级差调节,其电子快门可在1/32000秒~30秒间调节。

快门一般有若干挡快门时间可供调节、选择,以便摄影者灵活控制感光材料上的有效曝光时间长短。机械快门的快门时间不等于照相机上感光材料的全部曝光时间,即不等于快门全部开启时间。

中国国家标准规定照相机快门时间T(单位为秒)的标准系列,由下列公式计算出


式中TV为快门时间指数,为正或负整数。

此公式计算结果需进行圆整(使数值更圆滑、折中、整齐,且便于记忆),从而获得中国规定的快门时间系列(单位为秒s):B、60、30、15、8、4、2、1、1/2、1/4、1/8、1/15、1/30、1/60、1/125、1/250、1/500、1/1000、1/2000、1/4000、1/8000等。

①在上述系列中,相邻两挡快门时间之间的曝光量相差一级。若某照相机的某挡快门时间不在此系列之中,则说明该挡快门时间与相邻挡快门时间之间的曝光量相差不为一级,如1/300秒挡与1/125秒挡之间的曝光量相差为级。

②为便于在快门时间调节盘上刻印各挡快门时间,照相机上凡快门时间为分数的各挡,仅刻印其分数的分母值,故此所刻数值愈小则快门时间T的数值愈长,曝光量愈大。而快门时间为整数秒的各挡,则用另一种颜色刻印(如黄色),或在数值旁注以字母s(秒)标示。

③照相机的快门时间调节范围愈宽愈好,以便适应各种极端拍摄要求。

一些单镜头反光照相机上,为了满足摄影者进行更精确曝光控制的需要,在手控曝光模式下,照相机的快门时间具有按1/2级或1/3级精确调节的功能。某些专业级单镜头反光照相机的快门时间,甚至同时具有按1级、1/2级、1/3级调节的功能(例如,佳能EOS1DsMarkⅢ型、尼康D3型数字照相机即同时具有上述三种调节功能)。

按1/2级度量的快门时间系列如下(单位为秒s):30、20、15、10、8、6、4、3、2、1.5、1、0.7、1/2、0.3、1/4、1/6、1/8、1/10、1/15、1/20、1/30、1/45、1/60、1/90、1/125、1/180、1/250、1/350、1/500、1/750、1/1000、1/1500、1/2000、1/3000、1/4000、1/6000、1/8000。

按1/3级度量的快门时间系列如下(单位为秒s):30、25、20、15、13、10、8、6、5、4、3.2、2.5、2、1.6、1.3、1、0.8、0.6、1/2、0.4、0.3、1/4、1/5、1/6、1/8、1/10、1/13、1/15、1/20、1/25、1/30、1/40、1/50、1/60、1/80、1/100、1/125、1/160、1/200、1/250、1/320、1/400、1/500、1/640、11/800、1/1000、1/1250、1/1600、1/2000、1/2500、1/3200、1/4000、1/5000、1/6400、1/8000。

快门时间的长短对被摄景物的清晰度紧密相关。

①手持无防抖功能的照相机摄影时,为确保所摄影像的清晰度,快门时间的分母不应小于(即应大于或等于)所用摄影镜头的焦距值(指折合成135传统照相机的焦距值),否则手的轻微抖动易导致所摄影像发虚。总之,选择适当短的快门时间,可以有效地防止摄影者手的抖动及相机震动等对影像清晰度产生的不利影响。

②选择极短的快门时间拍摄快速运动体,可把人眼平时不易观察到之精彩瞬间的清晰影像忠实记录下来,供人们慢慢欣赏、细细品味。

控制快速运动体之影像清晰度的规律如下:快门时间愈短,所摄快速运动体的瞬间清晰度愈高;运动体速度愈快,为获得清晰影像所需的快门时间就应相对愈短;运动体距离愈近、运动方向愈与拍摄方向趋近垂直,为获得清晰影像,所需快门时间就应相对愈短。

③在照相机保持平稳即相机不抖的状态下(如把照相机固定在三脚架上或开启防手抖功能),适当延长照相机的快门时间,可以把快速运动体随时间流逝而变化的运动痕迹,累积式地记录在同一幅画面上而呈虚化效果,从而通过画面上运动物体与静止物体之间的虚实对比,营造出运动体的精彩动感效果。总之,选择适当长的快门时间,可以获得动静对比、虚实对比的局部虚化画面。

根据被摄对象的不同,及摄影者创作意图与艺术追求的不同,在相同的光照条件下,不同摄影者对快门时间的选择可能有所不同。

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