數碼相機攝影技巧12:感光材料及其靈敏度

感光材料及其靈敏度（數碼相機ABC之十二）

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第一節說過，我們將沿著取景、對焦、亮度三個思路來探討數碼相機的問題。前兩個問題已經討論過了，從這一節開始，我們將要討論第三個問題。影響照片亮度有三個因素：感光材料的靈敏度、快門和光圈。掌握好這三者的匹配，既是技術問題，也是藝術創造，更是攝影愛好者水平的重要體現。

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世上很多東西都可作為感光材料。

在海濱的沙灘上，小夥子用顏料在自己胸前畫了一顆心，還寫上情人的名字，躺在那裡曬太陽。過了兩個鐘頭，把顏料洗掉，圖案就留在胸上，可以去討情人的歡心了。

原來皮膚也是感光材料！不過故事雖然浪漫，真正用皮膚拍照是不現實的，大概從來沒人這樣想過和做過。

一百八十年前，有人用熏衣草油拌瀝青粉，塗在金屬板上，用八個小時曝光，終於拍出了一張照片。這種材料的靈敏度實在太低了，也不知適宜當感光材料。

一百七十年前，達蓋爾用燻碘的銀板當感光材料，半個小時就可以拍一張照片。於是發明了第一台照相機。當然，當時只能拍風景和靜物，人不能一動不動地堅持半個小時。

隨著鹵化銀的不斷改進，感光靈敏度不斷提高，後來的干板只要幾秒鐘甚至更短的時間就能完成感光過程。到了膠片年代，曝光時間只要幾十分之一秒，幾百分之一秒或更短時間。於是，不管是黑白膠片還是彩色膠片，都必須標明它的靈敏度。否則用戶沒法正常曝光。

上世紀早些年代，我國的膠片都使用德國標準「定」（DIN）來標明感光靈敏度。我們買膠片時一定要先知道這個數據。「定」數越大靈敏度越高。後來改用了國際標準ISO。它們之間有一定的對應關係。「定」的相鄰兩檔的數字差3，ISO卻是翻倍。常見的檔次如下表所示：

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19定

21定

24定

27定

30定

33定

36定

ISO50

ISO100

ISO200

ISO400

ISO800

ISO1600

ISO3200

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半導體問世之後，人們發現有些半導體材料的導電性能與光照有關，可以用它來測量光照的強弱，如果把大量的小半導體測量裝置排列在一個平面上，不就可以用來測定和記錄圖像的信息嗎？於是半導體感測器進入了攝影領域。

數碼相機不用膠捲，用的是半導體的感測器，每台照相機只有一塊感測器，照理它的靈敏度是固定的，應該沒有什麼可以選擇的了。但由於電子信號可以進行放大或縮小處理，所以感測器也可以模擬膠片，提供ISO的數據供選擇。為了和膠片相機銜接，數碼相機也沿用上表這些ISO參數。所謂提高靈敏度，實質只是放大感測器的輸出信號而已。

在這裡鄭重提醒初學者：非不得已不要選用ISO較高的檔次，因為這樣做會降低像質。那麼，什麼才是不得已呢？以下三種情況就屬於不得已：一種是環境太暗，照明不足，不加大ISO拍不出照片。另一種情況是搶拍快速運動的場面，因為曝光時間必須很短，光圈和快門的匹配還不夠使用，只好再提高ISO。還有一種情況，有些沒有光學防抖的相機，為了防止抖動的影響，要盡量縮短快門時間，就只好提高ISO來補償了。

為什麼不提倡選擇較高的ISO呢？因為高ISO的信噪比小，動態範圍不夠寬。

下面要對「信噪比」和「動態範圍」做一些淺顯的解釋。

當您的收音機接收信號較弱的電台時，不得不開大音量，這樣聲音是響了，但是「沙沙」響的噪音也很突出，有時噪音幾乎淹沒了被接收的聲音。這就量信噪比太小，信號比噪音大不了多少。「沙沙」聲從那裡來呢？原來晶體管自身有很微弱的本底噪音，把它放大了就變成「沙沙」聲了。當接收的信號比它們大得多時，它們不容易被聽到；而當信號太弱，只能加大放大倍數時，信號和噪音就同時被放大了。

在音頻中，如果聲音信號比噪音大一千倍，音質就非常好；如果大一百倍，還算可以；如低於十倍，聽起來就很不舒服了；如果連一倍都不到，就聽不清楚了。這就是信噪比的意思。在攝影技術中，我們可以把這個概念借用過來。

感測器在沒有光照的情況下，也有微弱的，隨機起伏的暗電流（噪音）。正常拍照時，因為影像的光電比它們大很多，所以不容易被覺察出來。如果拍照的光線太弱，信號比噪音大不了多少，這種隨機的「噪音」就會跟著被放大而顯示出來，變成不規則的色斑。ISO指數很高時，意味著放大倍數很大，這些色斑就顯露出它的猙獰面目了（請看下面這張照片）。

單反相機的感測器，像素麵積比卡片機大很多，在同樣較暗的環境中，它接收到的光線要比卡片機多一些，信噪比就高一點，所以像質比卡片機好。

既然光越強信噪比就越大，是不是拍照時光越強越好呢？也不能這麼說。因為另一頭也有限制。感測器的性能在強光下也很容易造成光飽和。所以，光信號只能在略大於噪音，到接近光飽和之間變化，感測器才能把它們正確記錄下來。這個範圍就是所謂的「動態範圍」。

為了充分用好感測器的動態範圍，我們一定要在快門、光圈和ISO之間選擇最佳的匹配。幸好現在的數碼相機都有自動（AOTO）一檔，幫你選擇這些參數，並把它們顯示和記錄下來。初學者可以慢慢體會，逐步了解它們對照片質量影響的程度。