1、光圈的作用

光圈（quān）控制是摄（shè）像机的基本功能之一，摄像机所面对的景物亮度变化（huà）范围很大，因（yīn）此要随时随地调整光圈，才能保证图像质量，否则就（jiù）会破坏画（huà）面的彩色（sè）平衡（héng），失去度层次的变化。

景物重现（xiàn）的亮度不（bú）仅与本身特征有关，而且与照明（míng）光源的照度有关。由于摄像机（jī）中（zhōng）的CCD器件所能承受的明暗强度是（shì）有限的，而（ér）且这个限（xiàn）度远远（yuǎn）小于自然界景物亮度和光（guāng）线（xiàn）的变化范围（wéi）。为适（shì）应不同的照明（míng）条件，在（zài）摄像（xiàng）机的（de）变焦距（jù）镜头中装有限制入射光束大小（xiǎo）的（de）可变的圆形光阑（俗称光圈），通（tōng）过改变光阑孔径控制进光量。光阑孔径（jìng）越大，进光量越多，反之进光量（liàng）越（yuè）少。进光量（liàng）的多少与（yǔ）孔径（jìng）的（de）面积（jī）成正比。此（cǐ）外，投射到CCD器件上的实际亮度（dù）还与镜头的焦距有关。在一定的照度下，焦距长则亮度（dù）低，焦距短则（zé）亮度高。通常用光（guāng）圈的实际孔径与（yǔ）焦距之比来表示镜头的实际透光系数（即相对光圈（quān），用F值的分数表示）。F值有F1.4、F2、F2.8、F4、F5.6、F8、F11、F16、F22，并按平（píng）方（fāng）根的（de）倍（bèi）数（shù）递增，相应的光圈面积每档减少一半，进光量也减少（shǎo）一半（bàn），也就是（shì）说，摄像机镜头所成像（xiàng）的照（zhào）度与光圈（quān）值的平方成反比，光圈值越小（xiǎo），照度越大，像就越亮（liàng）。为满足F值的要求，变焦距镜头中（zhōng）就光圈与变（biàn）焦距环是连动的，只要光圈F值（zhí）相同，投射到CCD器（qì）件上（shàng）的亮（liàng）度就相等。此外，光圈也影响着景深的表（biǎo）现，光圈小景深范围大，光圈大景深范围小。由于有了一系列的光圈值控制着（zhe）镜头的进光量，因此摄像机能在（zài）亮度（dù）变化较大的范围内灵活选择和正常工作。

2、调整原理（lǐ）及方法

摄像机有（yǒu）自动光圈和手动光圈两种（zhǒng）控（kòng）制方（fāng）式。自动光圈的（de）基本原（yuán）理是：根据被摄景（jǐng）物（wù）的照度，利用视（shì）频信号的反馈，使光圈作相应的扩大或缩小，保持（chí）合适的进（jìn）光量，从而得到规定的输出信（xìn）号强度，使（shǐ）摄（shè）像机视频信号的白色电平保（bǎo）持在规定的数值上。当（dāng）所摄取的景物照度大时，摄像机的视频（pín）信号（hào）幅度随之增大，若（ruò）超过规定的信号电平，自动光圈电路将产（chǎn）生相应的电压去（qù）控制镜头光圈，使其关（guān）小（xiǎo），直至视频信号输（shū）出幅度符合要求为（wéi）止；若景物照度变（biàn）低，自动光圈电（diàn）路（lù）将调（diào）整光圈使其开大，增加视频信号（hào）的输出幅度（dù）。

被摄（shè）取的光像（xiàng）通过分色棱镜成为红、绿、蓝（lán）三个基色光，经各自的CCD器件（jiàn）转换为基（jī）色信（xìn）号，通过信号（hào）处理电（diàn）路后，将红（hóng）、绿、蓝三个视频信号同时（shí）送入非相加（jiā）电路（lù），选其电平最（zuì）大值作为自动光圈控制的输入视频（pín）信号（hào），然后送到检测电路（lù），利用（yòng）峰值检波或平均值检波测其最大幅度或平均（jun1）值，并转换成相应（yīng）的直流电压（因拍摄环境千变万化，检测电路（lù）的（de）输出多数采（cǎi）用以平均（jun1）值为主，峰值为辅的折中值），最后送往比较电路，将（jiāng）检测电路输（shū）出（chū）的直流电压与（yǔ）基（jī）准（zhǔn）电压（yā）进（jìn）行比较，用其误差信号来控制（zhì）光圈的电动（dòng）机进行（háng）光圈调整。若高于基准电压（yā），误差信号为负，使光（guāng）圈（quān）关小，直至误差值为零；反之，误差（chà）信号为正（zhèng），光（guāng）圈（quān）变大，从（cóng）而使视（shì）频制作（zuò）信号保持在预（yù）定的标（biāo）准电平上（shàng）。

目（mù）前，专（zhuān）业（yè）级或广播级的摄像机采用自动光圈调整（zhěng）和手（shǒu）动（dòng）光圈调（diào）整以及即时自（zì）动光圈调（diào）整等控制方式，以处理不同条件（jiàn）下的景（jǐng）物（wù）亮度（dù）变化（huà）。

自动光圈调整（zhěng）是将光圈选择开关置于自（zì）动（A）处，摄像机则根据被摄景物（wù）的亮度（dù）及时跟踪，自动调整光圈，控制镜头的进光（guāng）量（liàng），避免图像的亮处失去（qù）灰度层次和破坏彩色平衡，能（néng）适应一般条件（jiàn）下（xià）的景（jǐng）物亮度（dù）变（biàn）化（huà）。手动光圈（quān）调整是将光圈选择（zé）开关置于（yú）手动（dòng）（M）处，并根（gēn）据画面的需要调整光圈环，对于逆光、亮度（dù）突变（biàn）、对比度极强以及画面（miàn）要求特殊效果（guǒ）等情（qíng）况，能获得较好的（de）效果。即时自动光圈调整是将光圈选（xuǎn）择开关置于手动（dòng）（M）处时，持续按（àn）下即时自（zì）动光圈调整（zhěng）钮，光圈将临（lín）时性地切（qiē）换成自动（dòng）光（guāng）圈调整方（fāng）式，利用（yòng）自（zì）动光圈（quān）调整（zhěng）电路检（jiǎn）测被测景物的亮度变化来（lái）调整光圈（quān），松开（kāi）按钮后返回手动（dòng）状态（tài），光圈将固定在（zài）被调整好的数（shù）值（zhí）上。

3、调整技巧

光圈的调整是摄像人（rén）员在拍摄过程（chéng）中（zhōng）的一项基本（běn）操（cāo）作。摄（shè）像（xiàng）人员肩扛摄像机，右手（shǒu）操作（zuò）变焦和录制开关，左手调整聚焦环，既（jì）要对焦又要构图，在难以（yǐ）顾及（jí）环境亮度的变（biàn）化情况下进行实地拍摄。由于拍摄环境和条件的复杂性，摄像（xiàng）人员往往采用自动光圈控制方式来处理被摄景（jǐng）物（wù）的亮度变化。

特殊条件下自动光圈调整技巧

自动光圈不需要事先进行测光来调整光圈（quān），解（jiě）决（jué）了摄（shè）像人员在拍摄过（guò）程中难以随时把握环境亮（liàng）度变化而及时调整光圈（quān）的矛盾（dùn），有助（zhù）于集中（zhōng）精力寻（xún）找（zhǎo）拍摄角度（dù）。特别是对（duì）于不（bú）同亮度的景（jǐng）物进行缓慢的推、拉、摇（yáo）、移等技巧（qiǎo）性拍摄时，能根据被（bèi）摄景物（wù）的亮（liàng）度变化自动（dòng）调整光圈；对于人物的（de）特写或者反差不大的景物（wù）进行顺光、侧光（guāng）或逆光拍摄时，能获得（dé）曝光质量很好的画面效果。但是，自动（dòng）光圈调整电路是根据一般的拍摄条（tiáo）件（jiàn）来确（què）定（dìng）视频信号（hào）平均值检测和峰值检（jiǎn）测的折中值。在实际使用中（zhōng），因（yīn）受设备条件和工作环境的限制，两者的比值不能随意调整，而且（qiě）它不能检测（cè）前景与背（bèi）景（jǐng）亮（liàng）度（dù）反差的面积（jī）比（bǐ）（即在同一画（huà）面中亮度高的面积与亮（liàng）度低的面积之比）。在（zài）同样亮度反差的环境下（xià），若（ruò）面积比不同，光圈的调整也不同，所以（yǐ）自（zì）动光圈（quān）很难适应（yīng）同一画面中（zhōng）出现亮度反（fǎn）差过大的情况（kuàng）。

在被摄（shè）主体亮度低而周（zhōu）围景（jǐng）物亮度高的环境下，若使用自（zì）动光（guāng）圈（quān）进行拍摄，主（zhǔ）体将曝光不足（zú），色彩损（sǔn）失。例如（rú），拍摄以阴天为（wéi）背影的树木，由于天空的亮度（dù）很高（gāo），树木（mù）的亮度很低（dī），因而（ér）树（shù）木严重曝光不足，色彩（cǎi）损（sǔn）失殆尽而变黑，绿色的树木将是黑（hēi）白图像。在被摄（shè）主（zhǔ）体亮度高而周围景物亮度（dù）低（如舞台上演员（yuán）的亮度比背（bèi）景的亮度（dù）通（tōng）常高出3～4倍）的环境（jìng）下，则主体曝（pù）光过（guò）度，色彩损失殆尽而变白。在运（yùn）用推、拉、摇、移等技巧拍摄平均亮度不一致的景物时，光圈将随着景（jǐng）物的（de）亮度（dù）变化（huà）而作（zuò）相应的扩大或缩小，使画面的亮度不（bú）断变化，造成（chéng）忽明忽暗的效（xiào）果。例如，镜头从室（shì）外转向室内，画面（miàn）将出现先（xiān）暗一下再重新亮起来的现象；在（zài）拍摄谈话场面过程中，若一个（gè）穿着白色（sè）服装的（de）人进入，光圈就会缩小，好像环（huán）境中的（de）亮度突然下降（jiàng），从而影响画面的艺（yì）术效（xiào）果。由此可见，自动光（guāng）圈不（bú）适应在（zài）任何环境下使用（yòng），它存（cún）在以下不足：①因为是以平均亮度来控（kòng）制光圈，所（suǒ）以（yǐ）当拍摄高反差的景（jǐng）物或进行逆（nì）光拍摄（shè）时（shí），会有一部分景（jǐng）物（wù）明显曝光不足，画面的色调层次（cì）受到破（pò）坏；②当表现（xiàn）运动（dòng）的（de）情景（jǐng）时，由于（yú）某些浅色物体的移动会使光圈忽大忽小，画（huà）面的亮度不能（néng）达到稳定状态；③由于是利用反馈信号进行（háng）比（bǐ）较（jiào）放大再通过驱动电机来改变光圈的（de）大（dà）小，因此当景物的亮度发生变化时，光圈（quān）也随之改变（biàn），这个变化过程影（yǐng）响（xiǎng）了艺术的（de）表（biǎo）现效果。所以，近期（qī）生（shēng）产的摄（shè）像（xiàng）机采取如下方法来提高（gāo）拍摄图像的（de）质量。

（1）设立自动光圈（quān）检测窗口（kǒu）。在自动光圈检测电路之（zhī）前加入有关检测窗口（kǒu），即仅（jǐn）检测窗口以内的视频制作信号的平均值（zhí）或峰值，而（ér）忽略窗口以（yǐ）外（wài）的景物，有（yǒu）利于提高逆光拍摄的图像质量。但在（zài）拍摄运（yùn）动的明（míng）亮物体时，若主体进出检测窗（chuāng）口的瞬间，会使窗口区域的亮度发生变化，造成光圈的（de）改变，从而导（dǎo）致（zhì）画（huà）面的亮度也（yě）出现较大的（de）变化（huà）。

（2）增加逆光和聚（jù）光功能。在复杂的环境（jìng）下，摄像人员（yuán）难以掌握好手（shǒu）动光圈的调整技术（shù），有些摄像机增加了逆（nì）光和聚光的自（zì）动光圈补偿功能。在背景明（míng）亮（liàng）的逆光环境（jìng）拍摄（shè）时，按下逆光补偿钮，光圈将在自动光圈的基础上（shàng）加大一档（dàng）左右。在高亮度的聚光灯（dēng）前拍摄时，按下聚（jù）光（guāng）补（bǔ）偿钮，就能得到亮（liàng）度电平减少的图像，以（yǐ）免（miǎn）亮度（dù）过强而出现白热化（huà）的效果。

（3）附（fù）加自动（dòng）光圈微（wēi）调（diào）功能。演播厅（tīng）中使用的（de）摄像设备（bèi）常具有（yǒu）自动光圈微调功（gōng）能。在自（zì）动光圈（quān）的基础上（shàng），通过选择视频峰值和平均（jun1）值的比例，用遥控单元进行光圈调（diào）整，有助于提高图像质量，但这（zhè）只（zhī）能在拍（pāi）摄在条件和工（gōng）作性质允许的情（qíng）况下使用