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数码相机异军突起,极大地改变了人们的摄影方式,数码相机超出想像的强大功能足以激发起每一个使用者的拍摄欲望。如何充分利用数码相机的优势,提高拍摄效果?对摄影光源提出了新的、更高的要求。本文就摄影光源的沿革、发展及最新的HMI光源和LED固体光源,作一些探讨。
摄影光源概况
早期,摄影室用的人造光源是白炽灯,它最大的优点是常亮光源,布光一目了然,所见即所得。钨丝灯或卤素灯连续发光(恒定光),可以用目视确认微妙的灯光变化,同时照相机快门速度可由高速到低速自由设定的拍摄优点。
但是,由于白炽灯色温偏低,日光型底片不能直接使用,必须加上滤色镜提高色温,不然只能使用夜光型底片,所受到的限制也较多。虽然夜光型底片对被摄体有非常突出的色彩表现,不过底片种类太少是其最大的缺点。由于色温低,日光型彩色胶卷不能体现真实色彩;光强度低,只能用大光圈和长时间快门拍摄,给摄影太多的限制;再加上耗电太大,往往要改造摄影室的供电系统,因此被后来的伞灯和闪光灯所替代了。
伞灯风靡了近10年,其实现在仍然有很多影楼在使用伞灯,它既省电,又解决了色温问题,但由于没有造型灯,光强度不够,后来又被带造型灯且大功率、多功能的影室闪光灯所替代了。
1995年以后,国外影室灯大量进入市场,带动国内影室灯厂迅速崛起,如托特克、光宝、银燕、斯帕克、永江、金贝、柏灵、金鹰、海鸥等,影室灯产量急剧上升,品种也琳琅满目。目前,国内影楼已经大量采用大功率影室闪光灯,其性能越来越完善,可选择的附件又多,所以影室灯在国内基本上已普及。它的最大优点是色温与曰光完全一致,在拍摄时已经无需考虑调整色温问题。光强度又高,可以用很小的光圈拍摄。如果是镜间快门,还可用任何快门时间进行曝光。这可以说是人造摄影光源的一大进步。
但就闪光灯来说,因为其色温很接近太阳的自然光,研发出来的产品种类很多,可自由选择使用。闪光灯和自然光的混合使用问题也不多,这是最大的优点。但是,闪光灯是瞬间的闪光,在某些场合也是优点之一,比如在不太明亮的地方拍摄快速移动的被摄体时,闪光灯有绝对的优势,但有时其缺点也较多。
首先,在商品摄影的领域中,通常是小光圈拍摄,快门速度相对地减缓,在这种情况下,闪光灯往往无法发挥其功能。
其次,闪光灯的快门同步速度通常限定在1/30s或1/60s,曝光量势必应用光圈做调节,也就无法使用光圈优先方式决定曝光值。当然也可用电源箱调节光量,毕竟范围太小,无法做完美的运用,这是闪光灯的根本问题所在。
第三,闪光灯虽然有模拟造型灯,但是模拟造型灯无法和闪光灯本身的光度相配合,无法正确观察实际的拍摄效果,这也是闪光灯的致命伤。
随着社会的发展,人们对照片质量及一次成功率都有了较高的要求。这时候人们发现影室闪光灯也存在很多不足之处。虽然影室灯有造型灯作布光用,其光强度和光质毕竟不可能与闪光灯一致。再加上它是瞬间光源,对焦平面快门的照相机是不够方便的,因有闪光同步时间的限制。尤其是随着数码相机的兴起和彩色人像摄影的普及,绝大多数的数码相机无法与外接电子闪光灯同步,原因是快门速度太快。就算是拥有外部电子闪光灯连接器的数码相机,要是没有快门调节,也只能与其相连的电子闪光灯同步,很难与其他电子闪光灯同步。出现这个现象原因有:(1)多数数码相机依靠快门调节曝光,而且不显示快门值,此时摄影者无法保证其快门在1/60s以内;(2)多数数码相机的闪光灯同步快门速度在1/125s以上。摄影室光源就呼唤一种新型灯具,它应该有着和闪光灯一样的光质(色温),又有与钨丝灯或卤素灯相同的恒定光,即集白炽灯和闪光灯的优点于一身的新型人造光源。这种新光源适用于任何场合的摄影与摄像,特别是在数码摄影、广告摄影和静物摄影时,应使人们感觉到前所未有的方便和“预料之中”的效果。
人们希望的非常理想的摄影用光源,最早是由德国的欧司朗(Osram)公司开发出来的放电发光灯管,色温在5500—6000K左右,分光特性也很接近闪光灯。因为制造技术很困难,很难实用化,但是经过近2~3年来的急速改进,已有了长足的进步。除了欧司朗(Osram)外,荷兰的飞利浦(Philips)也开发出了很优秀的产品这些灯具已开始进入摄影领域中。目前国际上正流行这种灯具,其灯管及主要电路只有德国欧司朗公司与荷兰飞利浦公司生产,国际上称之为HMI。
更引人注目的是,随着数码相机及其应运而生的拍照手机的迅速崛起,以高亮度LED固体光源的低压摄影灯也已大量出现,这给传统的闪光灯带来一个革命性的变化。
HMI光源
HMI光源是目前国际上流行的一种新型的摄影与摄像通用的人造光源,其色温与太阳光相近,通常为5500—6000K,使用频闪的模式发光。它实际也是一种闪光灯,由于闪动的频率高达100—200次/秒,因此,几乎可以视为“连续光源”。我们感觉到它是常亮光源。HMI灯具没有一般钨丝灯的高热缺点,色温又与闪光灯相同,因此被视为一种相当理想的摄影光源,近几年来,在日本的专业摄影棚中,已开始被大量地采用,特别是目前正流行的数码照相机,更能发挥其最大的优势。由于是常亮光源,所以它又成了摄像用的好灯具,能应用于数码摄像机的DV拍摄。不过,它的价格仍高,使用的寿命亦不像闪光灯那么长。
德国欧司朗公司率先开发出一种叫hqi—t的放电发光管,它最大的优点是色温与闪光灯和太阳光一致工作状态时其闪光频率是200次/秒,所以完全可以把它看作常亮光源;耗电少,光效率极高,这就是HMI。荷兰的飞利浦公司紧接着也开发出了相应的产品。
从原理上说,我们平常使用的日光灯也是连续放电闪光的一种。日光灯以AC电源(交流电)发光,AC电源在1Hz内有往回2次的电流,所以50Hz市电的日光灯在1秒钟内有100次的发光。AC电源是正弦波,电波呈上下波动,所以正确地说,日光灯在1秒钟内亮灭100次,这也是日光灯会有闪烁的现象。
HMI的AC电源部分有电源交换电路,将交流正弦波变换成交流的矩形波,然后以交流矩形波放电,所以几乎没有闪烁的现象。35mm相机快门速度1/1000s作高速摄影时,也不会有曝光的差异。目前国产柏灵牌恒光灯即采用了德国欧司朗的HMI组件。
综述HMI灯在实际拍摄时的表现,具有以下优缺点。
优点:色温与闪光灯和太阳光一致,可以使用包括高感光度在内的日光型胶卷;可与太阳光和闪光灯混合使用,不必费心去考虑色温问题;它与传统的白炽灯一样是常亮光源,布光一目了然,所见即所得;耗电小而且光量大,野外使用时不必用大型的发电机。在室内使用时,也因耗电小,可节省开支;不受闪光同步时间的限制,可以使用任意快门速度曝光;可以 使用进行连续拍摄时的补光。
缺点:点灯后3—4分钟,光质并不很稳定;光线嫌硬,虽然适合于金属或玻璃具等的拍摄,对于人像等的拍摄时需要扩散板把光线柔化;目前的机种,调光范围仅为1/8,仍然不足。调光后色温变化很大,必须花一段时间熟悉色温变化并使用滤色镜,这是最大的缺点;灯管的寿命不长,平均大约500—700小时。灯管的价格高,同时使用寿命短,增加成本与不便;还有放射紫外线的问题等,最近的产品有相当的改良,相信不久会完全解决。
LED固体光源
目前,在数码相机和拍照手机中,以高亮度LED灯作为低压闪光已开始应用。
低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积特小;具备多种闪光灯模式,即自动闪光、脉冲闪光、连续单闪光、消除红眼闪光,还可作为DV和DC的照明;整个电路主要由电荷泵和Flsah LED组成;不需要高压,省去升压变压器和储能电容器;高亮度SMDFlsahLED发光能达2000—5000mcd;SMDFlsah LED功耗低、不发热、长寿命;电容式电荷泵转换效率高、周边器件少;电荷泵具有SHDN输入端,可接受主机的控制信号,自动操作;所有器件均超小封装,所占面积小,安装成本低;适用于手机、DSC、DVC;适合带拍照功能手机,保护被拍照人隐私需要。
近30年来,作为固体光源的半导体发光二极管(LED)取得了重大突破,灯的光效增加了100倍,成本下降10倍,近几年又突破单一颜色的局限性向白色光照明迈进。
LED光源能在几伏的低直流电压下工作,光的转换效率十分高,发光面很小,其发光颜色的色彩效果远超过彩色白炽灯,寿命达到10万小时。经过10多年的发展,光效已超过每瓦40Lm/W,实验室已开发出100Lm/W的产品。近年来,随着蓝色发光二级管性能的突破性进展,发白光的发光二级管实用化,各大公司正在组成点状、带状和平板型LED产品推向市场。目前获得白色光源有两种途径,一种是蓝、绿、红色LED组合成白光,另一种是用蓝色LED和黄色荧光发光体合成。
现在人们已提出LED照明将是半导体的又一次革命的实现。科学家预言,LED光源的效率于2005年将达到50Lm/W,2010~2015年其转换率为50%,光效将达到150-200Lm/W:2020—2025年转换率达到75%,相当于光效300Lm/W。但是即使实现高效率,单个发光体的输入功率仍很小,光通量也不高,还需要发展可以聚集大量发光体的技术。为增加单位发光体的输入,也可以通过提高外部量子的效率予以实现。以上问题若能解决,那么27世纪可能会成为固体光源的时代,特别是与绿色能源——太阳能电池结合,它将成为一种理想的环保照明系统。
摄影光源概况
早期,摄影室用的人造光源是白炽灯,它最大的优点是常亮光源,布光一目了然,所见即所得。钨丝灯或卤素灯连续发光(恒定光),可以用目视确认微妙的灯光变化,同时照相机快门速度可由高速到低速自由设定的拍摄优点。
但是,由于白炽灯色温偏低,日光型底片不能直接使用,必须加上滤色镜提高色温,不然只能使用夜光型底片,所受到的限制也较多。虽然夜光型底片对被摄体有非常突出的色彩表现,不过底片种类太少是其最大的缺点。由于色温低,日光型彩色胶卷不能体现真实色彩;光强度低,只能用大光圈和长时间快门拍摄,给摄影太多的限制;再加上耗电太大,往往要改造摄影室的供电系统,因此被后来的伞灯和闪光灯所替代了。
伞灯风靡了近10年,其实现在仍然有很多影楼在使用伞灯,它既省电,又解决了色温问题,但由于没有造型灯,光强度不够,后来又被带造型灯且大功率、多功能的影室闪光灯所替代了。
1995年以后,国外影室灯大量进入市场,带动国内影室灯厂迅速崛起,如托特克、光宝、银燕、斯帕克、永江、金贝、柏灵、金鹰、海鸥等,影室灯产量急剧上升,品种也琳琅满目。目前,国内影楼已经大量采用大功率影室闪光灯,其性能越来越完善,可选择的附件又多,所以影室灯在国内基本上已普及。它的最大优点是色温与曰光完全一致,在拍摄时已经无需考虑调整色温问题。光强度又高,可以用很小的光圈拍摄。如果是镜间快门,还可用任何快门时间进行曝光。这可以说是人造摄影光源的一大进步。
但就闪光灯来说,因为其色温很接近太阳的自然光,研发出来的产品种类很多,可自由选择使用。闪光灯和自然光的混合使用问题也不多,这是最大的优点。但是,闪光灯是瞬间的闪光,在某些场合也是优点之一,比如在不太明亮的地方拍摄快速移动的被摄体时,闪光灯有绝对的优势,但有时其缺点也较多。
首先,在商品摄影的领域中,通常是小光圈拍摄,快门速度相对地减缓,在这种情况下,闪光灯往往无法发挥其功能。
其次,闪光灯的快门同步速度通常限定在1/30s或1/60s,曝光量势必应用光圈做调节,也就无法使用光圈优先方式决定曝光值。当然也可用电源箱调节光量,毕竟范围太小,无法做完美的运用,这是闪光灯的根本问题所在。
第三,闪光灯虽然有模拟造型灯,但是模拟造型灯无法和闪光灯本身的光度相配合,无法正确观察实际的拍摄效果,这也是闪光灯的致命伤。
随着社会的发展,人们对照片质量及一次成功率都有了较高的要求。这时候人们发现影室闪光灯也存在很多不足之处。虽然影室灯有造型灯作布光用,其光强度和光质毕竟不可能与闪光灯一致。再加上它是瞬间光源,对焦平面快门的照相机是不够方便的,因有闪光同步时间的限制。尤其是随着数码相机的兴起和彩色人像摄影的普及,绝大多数的数码相机无法与外接电子闪光灯同步,原因是快门速度太快。就算是拥有外部电子闪光灯连接器的数码相机,要是没有快门调节,也只能与其相连的电子闪光灯同步,很难与其他电子闪光灯同步。出现这个现象原因有:(1)多数数码相机依靠快门调节曝光,而且不显示快门值,此时摄影者无法保证其快门在1/60s以内;(2)多数数码相机的闪光灯同步快门速度在1/125s以上。摄影室光源就呼唤一种新型灯具,它应该有着和闪光灯一样的光质(色温),又有与钨丝灯或卤素灯相同的恒定光,即集白炽灯和闪光灯的优点于一身的新型人造光源。这种新光源适用于任何场合的摄影与摄像,特别是在数码摄影、广告摄影和静物摄影时,应使人们感觉到前所未有的方便和“预料之中”的效果。
人们希望的非常理想的摄影用光源,最早是由德国的欧司朗(Osram)公司开发出来的放电发光灯管,色温在5500—6000K左右,分光特性也很接近闪光灯。因为制造技术很困难,很难实用化,但是经过近2~3年来的急速改进,已有了长足的进步。除了欧司朗(Osram)外,荷兰的飞利浦(Philips)也开发出了很优秀的产品这些灯具已开始进入摄影领域中。目前国际上正流行这种灯具,其灯管及主要电路只有德国欧司朗公司与荷兰飞利浦公司生产,国际上称之为HMI。
更引人注目的是,随着数码相机及其应运而生的拍照手机的迅速崛起,以高亮度LED固体光源的低压摄影灯也已大量出现,这给传统的闪光灯带来一个革命性的变化。
HMI光源
HMI光源是目前国际上流行的一种新型的摄影与摄像通用的人造光源,其色温与太阳光相近,通常为5500—6000K,使用频闪的模式发光。它实际也是一种闪光灯,由于闪动的频率高达100—200次/秒,因此,几乎可以视为“连续光源”。我们感觉到它是常亮光源。HMI灯具没有一般钨丝灯的高热缺点,色温又与闪光灯相同,因此被视为一种相当理想的摄影光源,近几年来,在日本的专业摄影棚中,已开始被大量地采用,特别是目前正流行的数码照相机,更能发挥其最大的优势。由于是常亮光源,所以它又成了摄像用的好灯具,能应用于数码摄像机的DV拍摄。不过,它的价格仍高,使用的寿命亦不像闪光灯那么长。
德国欧司朗公司率先开发出一种叫hqi—t的放电发光管,它最大的优点是色温与闪光灯和太阳光一致工作状态时其闪光频率是200次/秒,所以完全可以把它看作常亮光源;耗电少,光效率极高,这就是HMI。荷兰的飞利浦公司紧接着也开发出了相应的产品。
从原理上说,我们平常使用的日光灯也是连续放电闪光的一种。日光灯以AC电源(交流电)发光,AC电源在1Hz内有往回2次的电流,所以50Hz市电的日光灯在1秒钟内有100次的发光。AC电源是正弦波,电波呈上下波动,所以正确地说,日光灯在1秒钟内亮灭100次,这也是日光灯会有闪烁的现象。
HMI的AC电源部分有电源交换电路,将交流正弦波变换成交流的矩形波,然后以交流矩形波放电,所以几乎没有闪烁的现象。35mm相机快门速度1/1000s作高速摄影时,也不会有曝光的差异。目前国产柏灵牌恒光灯即采用了德国欧司朗的HMI组件。
综述HMI灯在实际拍摄时的表现,具有以下优缺点。
优点:色温与闪光灯和太阳光一致,可以使用包括高感光度在内的日光型胶卷;可与太阳光和闪光灯混合使用,不必费心去考虑色温问题;它与传统的白炽灯一样是常亮光源,布光一目了然,所见即所得;耗电小而且光量大,野外使用时不必用大型的发电机。在室内使用时,也因耗电小,可节省开支;不受闪光同步时间的限制,可以使用任意快门速度曝光;可以 使用进行连续拍摄时的补光。
缺点:点灯后3—4分钟,光质并不很稳定;光线嫌硬,虽然适合于金属或玻璃具等的拍摄,对于人像等的拍摄时需要扩散板把光线柔化;目前的机种,调光范围仅为1/8,仍然不足。调光后色温变化很大,必须花一段时间熟悉色温变化并使用滤色镜,这是最大的缺点;灯管的寿命不长,平均大约500—700小时。灯管的价格高,同时使用寿命短,增加成本与不便;还有放射紫外线的问题等,最近的产品有相当的改良,相信不久会完全解决。
LED固体光源
目前,在数码相机和拍照手机中,以高亮度LED灯作为低压闪光已开始应用。
低压闪光灯电路简单、高效、省电、低成本、占PCB面积特小;具备多种闪光灯模式,即自动闪光、脉冲闪光、连续单闪光、消除红眼闪光,还可作为DV和DC的照明;整个电路主要由电荷泵和Flsah LED组成;不需要高压,省去升压变压器和储能电容器;高亮度SMDFlsahLED发光能达2000—5000mcd;SMDFlsah LED功耗低、不发热、长寿命;电容式电荷泵转换效率高、周边器件少;电荷泵具有SHDN输入端,可接受主机的控制信号,自动操作;所有器件均超小封装,所占面积小,安装成本低;适用于手机、DSC、DVC;适合带拍照功能手机,保护被拍照人隐私需要。
近30年来,作为固体光源的半导体发光二极管(LED)取得了重大突破,灯的光效增加了100倍,成本下降10倍,近几年又突破单一颜色的局限性向白色光照明迈进。
LED光源能在几伏的低直流电压下工作,光的转换效率十分高,发光面很小,其发光颜色的色彩效果远超过彩色白炽灯,寿命达到10万小时。经过10多年的发展,光效已超过每瓦40Lm/W,实验室已开发出100Lm/W的产品。近年来,随着蓝色发光二级管性能的突破性进展,发白光的发光二级管实用化,各大公司正在组成点状、带状和平板型LED产品推向市场。目前获得白色光源有两种途径,一种是蓝、绿、红色LED组合成白光,另一种是用蓝色LED和黄色荧光发光体合成。
现在人们已提出LED照明将是半导体的又一次革命的实现。科学家预言,LED光源的效率于2005年将达到50Lm/W,2010~2015年其转换率为50%,光效将达到150-200Lm/W:2020—2025年转换率达到75%,相当于光效300Lm/W。但是即使实现高效率,单个发光体的输入功率仍很小,光通量也不高,还需要发展可以聚集大量发光体的技术。为增加单位发光体的输入,也可以通过提高外部量子的效率予以实现。以上问题若能解决,那么27世纪可能会成为固体光源的时代,特别是与绿色能源——太阳能电池结合,它将成为一种理想的环保照明系统。