高速闪光与高速同步原理详解

高速闪光与高速同步原理详解

　　高速闪光和高速同步闪光绝非一个意思。后者一般多被简称为高速同步。它的发光具有一定意义的频闪特性。而前者指闪光持续时间极为短暂。要弄清楚这个，就不能从宏观方面分析闪光和快门。

　　闪光灯发光是一个瞬间，这个瞬间具体有多少时间一直是被应用人忽略的问题。闪光灯的教程中一般会给个含糊的区间极短的千分之一秒内完成发光。在我们看来，极短的时间里充电的电容放电，灯管内惰性气体发光。既然已经是极短时间完成的，那闪光就不存在持续的问题了。但当你开始接触影室闪光灯时，就会发现一个显眼的参数描述，闪光持续时间T=0.5 1/800秒。此外，银燕的灯头往往土了拉几的浅黄色也让人困惑不已，这样不会导致色温偏低吗?

　　对闪光的微观分析就能得出上述的结果。在国际标准化协会中，T=0.5是一只闪光灯的重要参数。

　　从电容开始放电到放电结束，闪光持续了一个虽然短但却存在的阶段。上图就描绘了该过程。在开始放电时所释放的能量极大，然后逐渐变小。呈现一个波形的数学规律。刚开始释放电能时，电容器内仍充满电，释放的电流最高，在释放的过程中，电容器因为降低电压的原因使得闪光管收到的电流也随之降低，直至放电完毕。事实上纵坐标第二次到达T=0.1时，余下光线已经可忽略不计。国际标准化协会ISO和德国工业工业协会DIN都同意使用半峰值作为闪光持续时间的恒定标准，即第二次到达T=0.5时所需时间。

　　偏黄的银燕闪光灯头

　　除了强度上的波形变化，闪光的色温也在随电流能力的高低发生着漂移。所有的闪光灯会在闪光开始的瞬间产生色温相对高的蓝色光，转而是色温低的红色光。人眼无法识别微观的过程，总结之下感受到白光的放射。白光是可见光各波等比例的光线，高色温是短波蓝光偏多，低色温则反之。若一只闪光灯的发光时间整体超越了快门时间(一般为1/200)，后期的低色温便不能进入相机曝光，闪光在整体上就出现了色温偏高的现象。很多闪光灯在使用时间过长后均会产生色温不准，画面偏冷的现象，其原因便是此。而某些闪光灯因无法做到短发光持续时间，就只能通过灯头镀膜，以减少短波蓝光的透过，从而实现标准色温。银燕灯头偏黄显旧的用心就很好解释了。对于这种低功率且廉价的闪光灯，我们应该理解其纯摄影应用设计。

　　即使是大名鼎鼎的布朗，高功率(如1000W的影室闪光灯)的灯光在T=0.1时，也有1/80的持续时间。这就很难凝固高速运动的物体。我指的是子弹类的速度。高速闪光灯就是指闪光持续时间非常短暂，能达到数千分之一秒。这种灯光并不常见，所拍摄的题材也非常局部的被限定在科研摄影中。

　　高速闪光灯拍摄高速运动物瞬间

　　而另一个概念高速同步就比较常见于商业、民用摄影中。几乎所有的原厂闪光灯都带有该功能。我们都知道闪光同步速度，当相机的快门超过时，强行闪光会导致画面曝光不均匀。快门超越时间越多，黑色未曝光部分比例越大。同步速度按相机而异，一般多在1/200秒左右，部分高端相机可达1/250。

　　快门设置超过同步速度，闪光不同步

　　高速同步闪光

　　高速同步即指当快门设置比同步速度更高时，仍能实现整幅画面均匀接收闪光。现在的问题是，既然都能使用高速快门，为何还需要闪光灯。答案是闪光灯的运用不仅仅是弱光时补光，很多时候还要运用于强光下的修饰，还有帮助相机实现小景深。

　　了解高速同步闪光需要先弄清闪光同步的缘由。正常情况下，闪光灯在一次拍摄中，只发光一次。这次发光发生在快门完全开启后，在快门闭合前。只有这样，该次摄影才能用到闪光，我们管这个过程叫做同步。倘若闪光灯在快门开启前就已经发光完毕;或在快门关闭后才发光;或快门未完全开启时已发光完毕，该次摄影将不能运用到本次闪光(或不完全运用到)，称之为闪光不同步。大部分单反相机的特征是使用焦平面快门。焦平面快门在机身中，位于传感器之前，为布帘或钢片组成，其运动实现快门开启与闭合。焦平面快门实现的高速快门只是一个假象，并非像低速时通过开启时间控制决定。

　　焦tuLaoShi.com平面快门

　　焦平面快门运动原理

　　如上图所示。焦平面快门是多片平行的钢片构成，在一般的低速快门设置下，快门的开启闭合如A所示(黑色即为快门钢片结构，白色表示快门打开程度);而设置高速快门时则为B所示，并非机械运动时间短暂，实为通过快门钢片相对运动，以较小的夹缝扫描过传感器，缩小进光量，相对提高快门。

　　回到闪光同步的问题。一般的相机在使用1/200左右的快门时，快门运动均为第一种情况，故只要闪光灯及时被触发，整个传感器就可应用到全部闪光，实现同步;而当快门设置超过相应速度时，快门运动为B图所示，由于快门钢片的组合运动，传感器未完全暴露接受进光时，闪光已结束，故照片会出现一道黑影。相机的快门速度设置的越高，黑影所占比例越大。

　　FP高速同步闪光就是迎合这种需要而设计。使用高速快门时，闪光灯发光与普通发光模式完全不同。

　　保证传感器均匀受到闪光照射，就需要闪光灯在快门行走中持续发光。让闪光灯保持持续发光就要通过高频的方式。即闪光灯以每秒近五万次的频率闪光，直至快门完全关闭。当然它是以牺牲指数为代价，一般仅为普通模式下的1/32，故只能近距离使用。

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