【剑桥摄影协会】相机的测光（Metering）与曝光（Exposure）

        了解数码相机如何通过光线测量来控制准确的曝光是至关重要的。测光系统是相机的大脑，它根据照明条件和ISO感光度的设定，决定快门速度和光圈。测光系统的选项通常包括：部分测光、评估区域或矩阵测光、中心加权测光和点测光。其中的每种选项都具有各自擅长或者不擅长的光照条件。了解这些内容有助于提升摄影师的拍摄直觉。

        相关的背景知识请参阅《相机曝光（Exposure）》。

背景：入射光 vs. 反射光

        所有的相机测光系统都有一个共同的根本性缺陷，那就是它们只会测量反射光，这也意味着它们最擅长估算实际有多少光线照射在目标物体上。

        如果所有物体都能够反射相同比例的入射光，那就没有什么问题。问题在于，真实世界的物体的反射率差异是很大的。出于这个原因，相机测光系统采用中等灰阶物体所反射的光亮度作为标准。当相机直接拍摄比中等灰阶更亮或更暗的物体时，相机的测光系统就会计算错误，分别出现曝光不足或者曝光过度的情况。对于任何处于相同入射光条件下的物体，手持式测光仪器通常能够计算得到相同的曝光值。

        中等灰阶的构成是怎样的？在印刷业中，它的标准是使用能够反射18%入射光的油墨密度，但是在相机领域却不是这样的。关于这一内容，是个很长的故事，对于本教程而言，只需要知道虽然不同的相机处理中等灰阶有所不同，但是差别很小，通常都会处于10%~18%的反射率范围内。测量反射或多或少的光线的物体，都会造成测光系统的计算错误，表现出曝光不足或者曝光过度。

         如果照片中的物体反射呈现多样性，则相机测光系统的表现会很不错。换句话说，如果场景中的物体亮度均匀扩散，则平均的反射率可以使整体场景保持接近中等灰阶的状态。不巧的是，实际场景中总是存在着各种明显不平衡的反射率，比如，雪地中的白色鸽子，或者坐在一堆木炭上的黑狗。对于这种情况，相机会尝试创建一幅图像，它的直方图主峰位于中间色调，实际上依据真实场景的状况，其主峰应该位于高亮或者阴影的位置。（详情可参阅《相机直方图：色调和对比度》）

测光选项

        为了能够在更大范围的照明和反射组合中实现准确地曝光，大多数相机都具有多种测光选项。每个选项的工作原理是给不同的亮度区域分配相对的权重，权重越大，对于最终的曝光计算的贡献就越大。

        在Canon EOS 1D Mark II相机中，部分选项（Partial）表示图像面积的13.5%，点选项（Spot）表示图像面积的3.8%。

        最白的区域是对曝光计算贡献最大的区域，此处的暗区域均被忽略。根据所使用的测光选项和自动对焦点，上图中的每个测光图都可以偏离中心点。

        更复杂的算法不仅仅局限于区域映射，还包括：评估，区域和矩阵测光。当相机设置为自动曝光时，这些算法通常保持默认设定。这些算法的基本原理都是将图像划分成多个子图像，然后依据每个子图像的相对位置、光强度和颜色等信息进行计算。自动对焦点的位置和相机的方向也会影响计算结果。

何时会用到部分测光和点测光

        使用部分测光和点测光时，摄影师可以更多地控制曝光，当然在初始阶段，这也会更难操作。当场景中存在相对较小的物体时，它们是非常有用的，可以帮助你得到完美的曝光，而且能够提供与中等灰阶最接近的匹配。

         部分测光最常用的场景是逆光的人物拍摄。通过测量脸部的光线，可以避免曝光，使拍摄对象表现为明亮背景下的曝光不足的轮廓。另一方面，如果皮肤的阴影偏离中等灰阶太远，可能会导致不准确的曝光（尽管不会像背光那么多）。

        点测光的使用频率较低，因为它的测量区域非常小，因此非常具体。当不确定拍摄对象的反射率且使用专门设计的灰卡（或者其他小目标）时，点测光是一个很好的选择。

        对于创意曝光和特殊的环境光，点测光和局部测光非常有用。如下图所示，它们可以测量出漫反射的前景地砖（左图）和阳光直射的石头（右图）。

 

关注中心权重测光

        中心权重测光曾是相机中常见的默认设置，因为它可以很好地应对较暗景观上方的明亮天空。如今，它或多或少地被灵活性更好的评估测光和矩阵测光所超越，并且对于特殊场景，部分测光和点测光更为常用。另一方面，中心权重测光的结果是容易预测的，而评估测光和矩阵测光具有难以预测的复杂算法。出于这个原因，有些人仍然倾向于使用中心权重作为默认的测光模式。

曝光补偿（Exposure Compensation）

        任何上述的模式都可以使用曝光补偿（EC）功能，该功能激活后，测光计算仍然正常运行，但是最终的曝光结果将会使用EC值进行补偿。如果实际观察到的测光模式始终处于曝光过度或不足，可以进行手动校正。大多数相机都允许最多两次曝光补偿，每次补偿操作会参考当前模式设定做加倍或减半处理。设定值为0时，表示不做补偿，通常默认值为0。

        曝光补偿非常适合于校正由于反射率所引起的测光系统误差。无论使用哪种模式，测光系统总是会有出现误差的情况，比如类似于暴风雪中的白鸽这种目标场景。因此，雪中的照片经常需要+1的曝光补偿，相反的情况可能需要负的曝光补偿。

        在一些特殊的光照条件下，以RAW模式进行拍摄，有时设置轻微的负值曝光补偿（0.3~0.5）可能会得到更好的效果。这样既可以减少高亮剪裁的可能性，又可以增加曝光度。或者，可以使用正值曝光补偿改善高亮区域的信噪比。