当前位置: 华文问答 > 数码

相机快门的工作原理是什么?

2023-11-22数码

「快门」 于相机机身表面也许只是一个极为简单的开关按钮,但在机身内部,却包含了复杂的物理结构设计。拍摄中出现的快门声「咔嚓」,原来内部是这样的设计——学习摄影先弄懂快门结构很重要,下面是相机快门的工作原理示意图:

拍摄中出现的「咔嚓」,原来内部是这样的设计(快门结构与运动原理)

现在的微单相机一般都使用的是焦平面快门,如上图所示。单反相机的话在反光板后面,轻轻抬起就可以看到。快门平面内置两道闸门,分别叫做:前帘、后帘。靠近镜头的幕帘叫做「前帘」,靠近传感器(CMOS)的幕帘叫做「后帘」。

快门幕帘运动原理结构

具体拍摄中,当你按下快门的时候,「后帘」会从下往上打开,这时候「前帘」闭合,不会有光线进来。在之后,「前帘」从上往下打开,传感器画面从下往下依次曝光,出现机械快门声「咔」。在设定的快门曝光结束后,「后帘」会首先从上往下关闭,「后帘」闭合代表曝光结束,出现快门时「嚓」,之后「前帘」会从下往上闭合,代表拍摄结束。

双幕帘设计,保证区域曝光量稳定

看完上面的内容,想必大家对快门结构的双幕帘设计表示疑惑,不是一扇幕帘就能完成曝光了吗?其实不然,相机之所以需要两个幕帘,就是为了可以从上往下进行曝光,也能够从下往上结束曝光,如果只有一个「前帘」或者「后帘」,从上往下曝光后,曝光结束就要从下往上了,会导致上面的曝光比下面多的情况出现,如果此时使用高速快门,就能很明显的看出画面曝光不均匀的情况。

什么是快门?怎么使用?有什么规则?

如果你是摄影进阶爱好者,可以跳转下个小标题学习。

快门: 是相机内部用来控制光线照射感光元件时间的装置,是摄影设备的重要组成部分。按照快门在相机中所处位置,快门又可以分为镜前快门、镜后快门、镜间快门、焦平面快门四种类型,后两者比较常见。快门的工作原理是可以调整光线照射传感器的时间,快门速度越快,光线照射时间越短,感光元件接受的光线时间也就越短,画面越暗;快门速度越慢,光线照射时间越长,感光元件接受的光线时间也就越长,画面越亮。

一般而言, 相机快门分两种:机械快门、电子快门。

机械快门有明显的快门声,特别是一些老胶片相机,咔嚓咔嚓非常好听,但存在寿命问题,拍久了会有磨损,它采用了逐行扫描曝光,在有些时候拍摄可能会有形变;
电子快门更加先进、速度更快,同时没有噪音(可以模拟快门声),同时不存在寿命一说,能够进行高速连拍,采用隔行扫描,画质稳定。

快门数值很容易理解,通常以秒(S)为单位,大家可以以单位1作为分界线,高于1S的快门可以称作低速快门,低于1S的快门可以称作常速快门,其中1/500以上的快门速度又被称为高速快门。一般而言,快门速度有30S、15S、8S、4S、2S、1S、1/2S、1/4S、1/8S、1/15S、1/30S、1/60S、1/125S、1/250S、1/500S、1/1000S、1/2000S、1/4000S、1/8000S……相邻之间的数值关系相差一倍、进光量相差一倍,为了方便使用记忆,有些数值关系采用了近似值处理。

不同环境、主题下快门应用的建议

快门速度种类繁多,针对不同类型的事物,拍摄中需要采用适合的快门速度以达到最佳拍摄效果。

人像摄影中 ,我们一般采用中速快门进行拍摄,也就是1/30-1/500S,这样拍摄出来的人像画面清晰稳定、对焦准确还能有一定的 运动模糊 (后面会详解)。如果是摆拍人像,比如旅游给家人拍照、给女朋友拍照,拍合照等等,可以取较低的1/60S快门,因为人物本身动作小,较容易捕捉,不会出现不清晰的情况。如果是给家里的小孩子、给女朋友抓拍美照、街拍等等,则需要用到更高一些的快门速度(1/125S以上),这样拍摄的画面能瞬间凝固笑容,人物动作。

慢速快门样片展示

风光摄影中 ,快门运用最为门道,既需要长达几分钟的慢门,也需要高达几千分之一秒的高速快门。如果你需要拍摄星辰流水、城市车流,选择低速快门会更显照片高级感;如果你需要拍摄凝固的水滴,飞鸟脱兔,则使用高速快门才能捕捉到他们的身影。

针对具体的拍摄场景,庸白这里也整理出了详细的快门数值建议,大家可以参考运用一下,收藏的同时别忘了点赞哦:

B门:手动控制快门速度,主要应用于拍摄星轨、烟花、星空、流水等。其中星轨15分钟以上、车流轨迹20s左右、烟花3-5s、流水1/2-5s、夜景静物1/4s左右。
1/15-1/60s:光影汽车呈现拉丝状效果。
1/30s:手持快相机基本快门速度,低于此建议使用三脚架。
1/60s:白天静物、风光、街拍。
1/125-1/500s:正常行走的人或动物、街拍、汽车。
1/500-1/1000s:体育运动、雨滴、溅起的水花、奔跑的动物。
1/2000s:打鸟、拍摄野生动物。

不同快门速度具体使用中需要注意并非一成不变,可以适当增减。

利用创意快门拍摄出强烈风格的艺术作品

安全快门 :指的是手持相机使画面稳定的最低快门速度。计算公式为:安全快门 1/等效焦距。也就是在你手持50mm焦段镜头拍摄的情况下,使用1/50s画面才不会有太大抖动,如果你使用200mm焦段打鸟,则快门速度需要调整至1/200S。当然了,有些朋友经常使用相机练就了麒麟臂,比如我即使快门低至1/15,拍摄静景也是稳得一匹。

运动模糊 :即通过一定的快门速度在视频中达到肉眼所见舒适模糊感的画面,在照片中也深有体现。比如拍摄高速运动的汽车,其车身清晰可见,但车轮模糊一片,充满了力量感,拍摄这种照片需要了解被摄体的整体运动速度,适当调节才能够达到好效果。

追焦摇拍 :通过主体在相机画面上保持静止,背景保持运动,再利用较慢快门速度让背景虚化模糊的一种拍摄手法,可以用来拍摄骑行,汽车等追求速度感的画面。你可以拍摄公路上的人物、自行车、摩托车、汽车等等。

流光快门 :通过堆栈的原理,在一定的时间里拍摄大量的相同画面,再利用后期算法提取静态画面合成动态效果,呈现出高质感的画面。如果你是利用相机拍摄则有一定的前期要求与后期难度,不过现在大多数手机已经内置有该功能,可以直接慢门拍摄达成良好的照片效果,省去后期的麻烦。

关注 @张庸白 ,获取更多摄影干货!!