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相机快门不可不知

 天童老僧 2016-02-23

一、那些独特的快门结构

单反也有使用寿命? |相机快门不可不知

▲Grand Photographe 照相机。约1843年,法国巴黎夏尔.雪弗莱制造。

快门是每一个摄影师再熟悉不过的相机部件了,不同时代不同相机都拥有独特的快门结构。不过一个世纪之前的快门可远远没有现在的快门结构一样精密和高速。19世纪使用的是银版摄影法,这种利用水银蒸汽对曝光的银盐涂面进行显影得方式需要大约30分钟的曝光时间,因此当时的摄影师采用的是最为原始的“镜前快门”——在曝光开始时将镜头盖摘下,曝光结束时把镜头盖关上,使用人工计时。

这类快门结构的缺点在于,由于快门开口要足够大避免遮挡光路,导致快门行程较长,快门速度较慢,最早的人工控制方式也不够精准。但是由于它的结构简单,之后还通过气动技术,被用在了德国相机工程师海恩兹·瓦斯克设计的爱迪飒16M 16毫米微型相机上。如今更是被广泛应用在了手机相机上。

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▲镜间快门示意图

在原始的“镜前快门”之后,随着120画幅相机的崛起,新的快门结构“镜间快门”出现了。顾名思义,这种快门结构被安装在相机镜头上,它由一系列薄钢叶片组成,常见的有2片、3片、5片叶片这三种快门结构。快门释放按钮触发一根弹簧使叶片在曝光期间开启,然后闭合。

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▲禄来双反上的镜间快门

镜间快门简单而体积小,快门声较为安静并且闪光灯能在任何快门速度同步,因此应用十分广泛。著名的哈苏500C/M、禄来双反和几乎所有的大画幅镜头都采用了这种快门结构。但是镜间快门的缺点也很明显,一是每个镜头就需要单独搭配一个快门,且更具不同的镜头尺寸还分为多种型号的镜间快门,不同型号快门的最高快门速度还有所不同;二是在拍摄高速移动的物体时容易影响通光量,造成曝光不准。

此外还有一些比较独特的快门,如镜后快门、反光镜快门和光圈快门等,但是由于它们需要更加复杂的机械性能和结构,因此没有被主流相机采用。随着电子技术的发展和新的机械结构发明,现在的135画幅相机上主要使用的是焦平面快门结构,还出现了全电子快门。

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二、现代主流快门结构——焦平面快门

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▲镜间快门与焦平面快门对比图

焦平面快门的名字也很好理解,即为这种快门结构的快门帘幕位于相机焦平面的前方。早期的焦平面快门是一条长长的涂胶黑布,上面排了几个长方形孔,一个比一个窄。长方形孔以均匀的速度横向移过感光胶卷使得胶卷曝光。孔越窄,胶卷上的光越少,快门的等效速度越高。

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▲纵向焦平面快门

由于135画幅规格为36x24mm,所以快门横向运动36mm的时间比纵向运动24mm更长。为了获得更高的快门速度,之后的相机将横向焦平面快门逐步改进为了纵向焦平面快门(徕卡M系类胶片相机基本就使用横向移动的布帘焦平面快门)。纵向焦平面快门由两层帘幕、释放装置和减震装置组成,每一层帘幕一般由4至6片平直的小薄片相叠而成,由杠杆进行控制,可以快速折叠升起和快速展开。曝光时,前帘向上收缩,使胶片或者CMOS暴露在成像光线下进行曝光。在前帘完全收缩到头后,后帘经过一定的延迟后(即为快门速度时间)才开始展开。等到曝光结束时,前帘完全叠合在片窗上方,后帘完全展开,将片窗遮严。

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▲纵向焦平面快门前帘实拍图

在135画幅的单反相机上可以使用反光板进行取景,在拍摄时有一个“反光镜抬起—打开机械前帘—CMOS感光—机械后帘落下的过程”的过程。但是在135画幅的无反相机上,CMOS需要兼顾取景和曝光成像,如果使用原本的快门结构,需要机械帘幕进行“关闭—打开曝光—关闭—再打开准备下一次拍摄”的过程。因此在无反相机上采用的是方式电子前帘快门,也就是CMOS在拍摄时断电再自下而上打开完成曝光,曝光结束后由机械后帘放下结束曝光,然后机械后帘再打开。这种方式大大减少了无反相机的快门时滞,并且加快了无反相机的连拍速度。

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▲索尼微单上的电子前帘快门功能

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三、焦平面快门的使用——前帘同步和后帘同步

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▲前帘同步和后帘同步效果对比图

在135画幅单反相机上的焦平面快门都具有机械前帘以及后帘结构,因此在使用慢速快门时,配合闪光灯可以采用前帘同步和后帘同步两种功能进行拍摄。在前帘打开瞬间,闪光灯闪光并照射被摄体,然后后帘关闭完成曝光,这个过程称之为前帘同步。相反,前帘打开后闪光灯不闪光,在后帘关闭前一瞬间闪光灯才闪光并完成曝光,这种方式叫做后帘同步。

在拍摄静止的物体时这两种方式没有区别,而在拍摄动态物体时建议使用后帘同步进行拍摄,因为这种方式可以在最后的位置将被摄体拍清楚,以免出现清晰部分被模糊的影像覆盖的情况。

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四、快门寿命是什么

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▲相机内部结构,可以清楚地看见快门幕帘

所有单反相机和大部分无反相机都采用了机械快门结构,虽然快门幕帘现在的材质有特种铝合金甚至钛合金,但是毕竟还是会有所损耗。注意这里损耗的是快门幕帘而不是快门按钮,因此更换按钮、使用快门线和竖拍手柄都不能延长相机的快门寿命。当然如果你的相机具有电子前帘功能,开启电子前帘可以延长一倍的快门寿命,如果是使用全电子快门的话则完全不会损耗快门寿命。

目前市面上主流相机都拥有十万次以上的快门寿命,像A7RII这类旗舰机型甚至拥有50万次快门寿命。因此不需要担心快门的过度损耗,即使快门真的损坏也可以进行维修处理。你手中的相机快门数会记录在照片的信息中,只要连接电脑使用官方软件或者在特定网站上传未修改的JPG图片即可查看。

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