解析数码相机的快门

２数码相机快门的分类
械快门主要置于反光镜的后面，通常 采用帘幕式快门（或称为焦点平面式） 结构。帘幕式快门是通过帘幕上裂口 的移动进行曝光的，由两片帘幕自动 调节裂口的宽窄，前帘移动，后帘追 随，追随速度的快慢决定着裂口的宽 窄，进而决定着曝光时间的长短，裂 口宽曝光时间长，裂口窄曝光时间短。 帘幕的运动方向有两种：一种是由左 至右横向移动；一种是由上至下垂直 移动（图１）。在待机状态下，数码单 反相机只能从取景器取景，依靠镜头 后与水平面成４５度角的反光镜观察被 摄对象，而此时反光镜阻止感光器材 感光，并且机械快门保持关闭状态， 在按下快门前任何光线都不能到达感 光器材，因此数码单反相机不能用液 晶屏（ＬＣＤ）取景。在快门按下的同
圈５快门时间１／８００Ｓ
图６快门时间１１４０００Ｓ
５数码照相机的时滞问题
自从数码照相机进入消费市场以 来，一直存在着这样一个问题：数码 照相机很容易错过最佳拍摄时机，这 通常是由于“时滞”引起的。这也是 数码照相机的主要缺点之一。“时滞” 指的是按动快门到能够实际拍摄的时 间。同胶卷照相机相比，普通的数码 照相机的时滞都比较长，在抓拍时掌 握不好经常会错过最精彩的瞬间，好 不容易找到机会按动快门，拍摄到的 效果却是此后的状态。对于拍摄运动 的对象，拍摄时机就是摄影的生命， 这一问题的解决就变得极为迫切。
人们通常把三种不同的概念统称 为快门，这里加以明确和区分：一是 指照相机上的快门按键；二是指照相 机内部的快门结构，它的开启控制光 线到达ＣＣＤ（或ＣＭＯＳ）曝光器件上 成像；三是指摄影时的快门时间。
的功能。 （２）要求具备足够短的快门时间，
以利于拍摄高速运动的物体。 （３）应具有长时间曝光的功能，
首先确定安全的快门时间。安全 快门时间是指使用该时间及比该时间 更短的快门时间，能够防止由于照相 机抖动产生的模糊，保证拍摄出的图 像清晰。拍摄时照相机的抖动使图像
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模糊往往令人遗憾，通常是由于使用 的快门时间长于安全快门时间造成的。 在拍摄过程中使用广角镜头或是数码 变焦的短焦距（Ｗ）端拍摄时，由于 景物影像较小，略微的抖动在图像中 并不明显，而使用长焦镜头或数码变 焦的长焦距（Ｔ）端拍摄，由于景物影 像较大，即使轻微的抖动都会相当明 显。因此，安全快门的时间是跟焦距 有关系的。一般来说，安全快门时间 等于（或小于）焦距的倒数。对于数 码相机，安全快门时间等于（或小于） 等效焦距的倒数。例如，在佳能ＥＯＳ ３０Ｄ上使用５０ｍｍ的镜头，ＥＯＳ ３０Ｄ 的焦距转换系数为１．６，实际等效焦距 是８０ｍｍ，１／８０秒就是安全快门时间。 如果拍摄者选择１／１００秒或者１／１２５ 秒快门，拍摄的稳定性就更有保证了。 反之，如果拍摄者选择１／５０秒或者更 长的快门时间，则有可能会发生“拍 虚”的情况。
１数码相机快门的作用
作为专业摄影使用的数码单镜头 反光照相机（简称数码单反相机），完 善的快门装置应该具备以下功能：
（１）根据被摄对象亮暗的不同， 数码相机的快门必须能准确地调控开 启时间，这是数码相机快门最基本
数码相机根据控制快门的原理不
同，一般分为机械快门、机械电子混
合式快门和纯电子快门。
数码相机的机械快门同胶卷相机
３数码相机的快门时间
快门打开的时间用秒表示。目前， 数码单反相机的最短快门时间可以达 到１／８０００秒，而最长的快门时间可以 达到３０分钟以上。数码相机的快门时 间级数与胶卷相机略有不同，它以１／３ 级数排列（胶卷相机禁止使用两级快 门之间的数值），具体数值为１／４０００， １／３２００， １／２５００， １／２０００， １／１ ６００， １／１ ２５０，１／１ ０００，１／８００．１１６４０，１／５００， １／４００，１／３２０，１／２５０，１／２００，１／１ ６０，
在数码相机使用中必须特别注意 的是，如果让数码相机的镜头长时间 对着强光（例如太阳），由于镜头的聚 焦作用，很容易烧坏后边“大敞门” 的ＣＣＤ感光器件。它与采用帘幕式快 门的单反胶卷照相机，对着太阳容易 烧毁帘幕的道理是一样的。因为ＣＣＤ 成像平面正是镜头聚焦平面，把太阳 光聚焦在这一平面上，当然会烧毁该 平面上的一切东西。而且镜头焦距越 长，视角越窄，能量就越集中，危险 性也就越大。
图２快门时间１／６ Ｓ 在拍摄夜景时，长时间快门可以将 静止的建筑拍摄的通明辉煌，而运动的 灯光制造出绚丽、神奇的色彩（图３）。
图３快门时间１ Ｓ 还可以沿着被摄对象相同的运动 方向追随拍摄，长时间快门可以拍摄 出主体清晰、背景模糊、虚实对比的 效果（图４）。
圈４快门时间１／５０Ｓ
较短的快门时间也是在摄影实践 中经常使用的，例如在拍摄赛跑、赛 车、游泳等运动比赛时使用几千分之 一秒的瞬间快门，可以表现出运动中 某一瞬间的精彩动作（图５），展现出 运动员顽强拼搏的雄姿和精神面貌， 从而给以强烈的视觉冲击（图６）。
器件上的信息被清除，然后机械快门 打开，系统给ＣＣＤ通电，感光区瞬时 曝光，ＣＣＤ在设置的一定时间内工作， 获得同物理快门“瞬间打开”一样的 效果，所以数码相机的电子快门在按 下快门时是“无声”的。随后机械快 门再一次关闭，图像信号从感光区传 输到存储区并将图像记录下来，存储 完成后机械快门打开，ＬＣＤ显示器恢 复取景，这就是普通数码相机拍摄时 屏幕出现黑闪的原因。相比数码单反 相机在使用电子快门时机械快门只启 闭一次，这种普通数码相机所谓的机 械快门一次次启闭时间要长的多，造 成普通数码相机快门时滞总是大于数 码单反相机。
４摄影创作中快门时间的选 择与应用
快门时间的选择是摄影创作中重 要的一环。从摄影技术上说，选择不 同的快门时间和光圈大小，是实现正 确曝光的关键。从摄影艺术上说，根 据拍摄者所要表达的主题来决定运动 物体的清晰与模糊程度，是恰当选择 快门时间的关键。
拍摄者在选择并确定快门时间时， 决不可孤立地作出判断，顾此失彼， 应该同时考虑各方面因素的影响。
由于机械快门的反应速度有限， 快门无法快速启动来拍摄高速运动的 物体，所以大多数数码单反相机会设 计在较长快门时间下使用机械快门， 而在较短快门时间（如小于１／２５０秒） 下使用电子快门，即采用机械电子混 合式快门。例如尼康Ｄ７０的机械快门 最短快门时间仅为１／２５０秒，在使用 较长快门时间时，Ｄ７０利用机械快门。 由于这个原因，Ｄ７０的机械快门可以 做的相当简单（因为只需要１／２５０秒 的精度），这样成本也降低了很多。其 实在所有数码相机中，真正控制曝光 时间的是电子快门，数码相机的电子 快门与胶卷相机的电子快门有本质上 的不同，胶卷相机的电子快门是利用 电磁力来控制快门开启，而数码相机 的电子快门并没有实际物理存在的 “门”，而是利用感光器件ＣＣＤ（或 ＣＭＯＳ）通电时间控制曝光时间。在 数码单反相机的机械电子混合式快门 中，快门按键按下，机械快门打开， 然后感光器件根据设置的快门时间记 录信号，等待机械快门关闭后，感光 器件再将处理好的信号存储起来。
对于被摄物体的运动方向，拍摄横向 运动的物体时，曝光时间要比拍摄纵 向运动的物体的时间短，快门时间相 差大约两个档位（国际标准快门时间 级数）。
快门时间的选择还可以按照拍摄 者的意图进行选择。在摄影艺术创作 时，采用较长时间的快门时间可以拍 摄到出人意料的效果，例如在拍摄喷 泉和瀑布时使用较长快门时间，可以 将喷泉和瀑布中水滴、水花的运动变 成线条，表现其壮观的场景（图２）。
１／１ ２５，１／１ ００，１／８０，１／６０，１／５０，１／４０． １／３０。１／２５。１／２０．１／１ ５，１／１３，１／１０。１／８ １／６，１／５，１／４，０．３，０．４，０．５，０．６，０．８．１， １．３，１．６，２，２．５，３．２，４，５．６，８，１０，１３， １５，２０，２５，３０等档位，单位为秒。在 原来每两个国际标准快门时间级数中 间增加两个档位，使快门时间的控制 更加精确。
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解析数码相机的快门
王慧郭根生 山东师范大学传播学院济南２５００１４
摘要：从数码相机快门的作用、分类以及快门时间、摄影创作中快门时间的选择与应用、数码照相机的时 滞问题和快门寿命等６个方面解析数码相机的快门。
关键词：数码相机；快门
即设有“Ｔ”门或“Ｂ”门，用于特殊 情况下的拍摄（如拍摄夜景或者制造 特效）。
（４）采用闪光灯照明时，数码相 机快门要具有闪光同步拍摄的功能， 即快门开启能够准确地控制闪光灯 的点燃。
（５）具有自拍功能，要求快门能 够延迟一段时间开启，能把拍摄者自 己拍摄进画面。
很多数码相机还有其他快门功能， 例如大部分数码相机都有连拍功能？
纯电子快门主要应用在普通数码 相机中。其实普通数码相机中仍存在 机械快门部分，不过它的作用恰好与 数码单反相机中的机械快门相反，主 要起遮光的作用。在使用普通数码相 机时，快门按钮按下前，所谓的机械 快门是一直开启着的，感光器件并没 有被遮挡，而是一直感光并在ＬＣＤ显 示器上成像，拍摄者可以利用ＬＣＤ显 示器进行取景，但此时感光器件并不 记录图像。感光器件由感光区和存储 区组成，感光单元与存储单元一一对 应。在快门按下的瞬间，机械快门先 关闭一次，系统发出复位信号，感光
摄影是光与影的艺术。准确控制 感光器材的曝光量是拍摄优秀摄影作 品的前提。照相机的快门、光圈是与 控制曝光量密切相关的两个部分，其 中，快门（ｓｈｕｔｔｅｒ）是照相机控制感 光器材有效曝光时间的一种装置。快 门开启的时间长，被摄对象在感光器 材上的感光时间长：反之感光时间短。 因此，快门装置的质量精确与否、快 门时间的变化范围、快门时间的选择 与使用都直接影响到拍摄者创作意图 的实现与作品的构图。
在数码相机的快门时间标志中， 除了上述数字外还有一个很重要的字 母Ｂ（Ｂｕｌｂ），它是数码相机非常重要的 快门，长时间手控曝光就靠它来实现。 Ｂ门存在于数码单反相机的机械快门 中，按下快门按钮，快门打开，放开 按钮时，快门关闭。这样，只要手一 直按住快门按钮，快门就一直开启着， 使拍摄者按照自己的意愿长时间曝光。 在使用Ｂ门时，常用一根可锁住的快 门线（ｓｈｕｔｔｅｒ ｌｉｎｅ）进行操控。在长 时间曝光过程中，照相机必须安装在 三角架或其他固定的物体上，以避免 影像模糊。
快门一样，感光器件曝光通过控Βιβλιοθήκη Baidu一 个物理存在的。门。限时启闭完成。
圈１数码相机帘幕式快门结构
较早的数码单反相机完全使用机械快 门（如Ｎｉｋｏｎ Ｄ１００）。数码相机的机
教育部人文社会科学研究规划基金资助项目 ０７ＪＡ８６００１４数字图像的传播研究
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时，反光镜抬起，机械快门打开，感 光器材（ＣＣＤ或ＣＭＯＳ）感光成像。
一般，根据镜头的等效焦距就基 本确定了快门时间的选取，使得快门 开启时有足够的把握使相机稳定。对 于初学者，为使照相机在拍摄时有足 够的稳定性，手持照相机、使用标准 镜头，快门时间不得超过１／６０秒。当 快门时间长于１／３０秒时，必须使用三 角架，使用长焦距镜头时，更应该使 用三角架拍摄。
为了能够抓取运动物体的瞬间动 作，确保影像清晰，另一个选择快门 时间的重要依据为：拍摄对象的运动 状态。静止的被摄对象只考虑正确的 曝光即可：而运动的被摄对象要考虑 运动的速度、距离、方向等诸多因素。 被摄对象的速度与快门时间成反比， 运动速度快则要求选择足够短的快门 时间：被摄对象距离同快门时间成正 比，被摄对象距离越近快门时间越短， 反之，被摄对象越远快门时间越长；
造成时滞的主要原因是快门的 “释放时间”。自动对焦的数码照相机 先将快门按到一半的位置进行调焦。 在焦点对准后，从按下快门的瞬间到 照相机能够记录图像的反应时间称为
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“释放时间”。如果拍摄者不半按快门， 而在想拍摄时立刻按下快门，那么快 门时滞不仅包括快门的“释放时间”， 还包括快门自动对焦在释放时滞中起 作用的时间，则此时数码照相机记录 下的状态与按下快门时的精彩状态相 差更多。