平方反比乜傢伙 @ 閃光燈小實驗

 平方反比?影相就影相啦,竟然要出動到加減乘除四則運算以外 out of syllabus 的東西,唔識就真係俾佢嚇死!其實真正應用起來,並不需要動輒用上計算機,只需要明白平方反比定律的重點,在於指出燈光照明的一個基本特質是 ── 照近唔照遠。

別以為這是理所當然眾人皆知的事情,每次在攝影班中講解平方反比定律之前,筆者都會向同學提出類似以下的簡單問題:

閃光燈照射距離10米的亮度,是照射距離20米的亮度的多少倍?

絕大部份情況下,同學們的答案都是兩倍;也就是,都錯!正確答案是四倍,即是兩倍的二次方。答錯的原因,當然是不知道亮度與距離的平方反比關係。其實這定律不難明白,且看下圖。

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假設將距離光源 1m 的亮度定義為 1,那麼,距離 2m 的亮度就減少至1/(2x2),即是1/4;距離 3m 時,亮度就減少至1/(3x3),即是1/9。如此類推,當距離只去到 6m,亮度已減弱到只有距離 1m 的1/36。由此可見,亮度因為距離增加而衰減的幅度,比一般人想像中的要大得多。

OK!定律的內容並不難明。但接下來的問題是:知道又如何?有何意義?意義可大了,只要懂得善用這定律,不單只慳錢慳力慳時間,甚至可以化不可能(表面看似)為可能。以下用小實驗為大家舉個實例。

實驗在大約只有2.5米丁方的斗室之中進行,以一盞 20W 慳電膽作現場光照明,並邀請得 Snoopy 公仔擔當主角。

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▲ 現場光源只是一盞 20W 慳電膽

在如此光照環境下拍攝主角,得到下圖的影像。圖中可見,由於唯一光源在天花板,頂光令主體陰影濃重,然而斗室不大,主體受光程度大致與牆壁相若。

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▲ ISO 500、光圏f/14、快門1秒。

問題來了:在這樣的環境光照情況下,該怎樣做才可以拍出如下圖那樣的主體亮度適中,但背景卻是近乎漆黑一片的照片?

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減少曝光?不行。調低ISO?也不行。因為兩者都只會令到背景與主體同時變暗。可行的方法有兩個:一、換上黑色的背景;二、運用閃光燈壓光技巧,以明亮的閃燈打亮主體,把背景的現場光壓下去。為免離題,本文探討的只是方法二。

前文《現場光亮度控制 @ 閃光燈小實驗》介紹過壓光技巧,然而那是用了「冇雷公」咁遠的窗外景物作背景,要控制閃光燈只照亮主體而不影響背景,一點也不難。但在狹小的斗室之中,即使閃光燈以最低功率放閃,也足以照亮任何的一個角落。主體明亮,背景昏暗,可以嗎?點搞?

這時候,平方反比的知識便可派上用場。為免累贅,先講答案,再解釋。拍攝時的曝光設定及燈光佈置如下:

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▲ 閃光燈功率設定:1/128;相機曝光設定:ISO 500、光圏f/14、快門1/125秒。

如此安排是要做出兩個效果。首先是壓光。在閃光燈沒有亮着的情況下,以ISO 500、f/14、1/125秒拍攝出來的背景,會被「壓」至漆黑一片。其次是控制主體與背景的受光比例,根據上面平方反比的解釋,這可以透過控制由閃燈到主體(A),以及由閃燈到背景(B)這兩個距離的比例來達至。上圖所示,A:B是30:150,亦即是1:5。5的平方是25,因此,按照平方反比計算,背景接受的閃光亮度只及主體所接受的1/25。1/25又表示甚麼?表示若然主體曝光正確,背景便會曝光不足達4級有多,足以使其看起來接近漆黑一片。(註:1/16是減少4級,1/32是減少5級;1/25就是介乎兩者之間)

明乎平方反比定律,除了可以搞搞背景明暗之外,日常拍攝亦有不少實際用途。例如,以閃燈拍攝集體照時,有時會出現前排亮後排暗的現像,這是因為閃燈與前後排距離不同的緣故。遇上這情況,根據平方反比定律,只要將閃燈儘量移後一點,使閃燈與前後排距離的比例朝1:1靠攏,問題便可得到改善 (見下圖)。

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▲ 閃燈放在距離後排3米處拍攝,光源與前後排距離的比例是2:3。按平方反比計算,後棑的亮度只有前排的 1/(1.5x1.5),即是不足 45%。

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▲ 若改為將閃燈放在距離後排5米位置,光源與前後排距離的比例是4:5。按平方反比計算,後棑的亮度是1/(1.25x1.25),也就是 64%。前後排的光差明顯得到改善。 (註:留意若然閃燈可以離機引閃的話,相機無需移動,只需將閃燈移到較遠的位置就可以了;影響亮度的只是光源距離,與相機位置無關。)

下一篇,讓我們透過另一個小實驗,看看如何運用平方反比定律使天地色變。


思考題:

1. 在上面的實驗中,若嫌背景「接近漆黑」還不夠,要將其拍至「黑過墨斗」,該如何處理?
2. 反過來,若要背景明亮一點,又該怎樣拍?

 
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