快門的角度是什麼?

常會有人問我:「快門的角度和時間有什麼不同?」 尤其是原先從平面攝影轉動態的攝影師…

 

其實這並不是什麼非知道不可的知識,只是不懂的人總是難免好奇…

 

所謂「快門」,意思就是每個幀圖像「曝光」的時間,而我們在一般數位相機上看到的,像是:1/500″、1/20″、1/1000″……,這都是以「秒」計算的單位,而為了凝結清晰畫面,譬如要捕捉投手投球瞬間,快門不會超過一秒。不過偶爾也會用到較長的曝光,可能是為了拍攝星星、或是想讓動作更模糊…這時便可能會將快門拉長至1/10″、1/4″,甚至像是1’30″(1分30秒)之類的長度。

快門影響的是動態模糊和畫面明暗

 

那為什麼在電影拍攝時,攝影師都會習慣使用「快門角度」(shutter angle,或稱快門開角)這個奇怪的單位呢? 今天就讓我們從頭解釋一下「快門時間」與「快門角度」的不同。

 

快門時間:簡單易理解

常見的快門時間標示的好處除了「直覺好理解」,其標示的就是絕對的曝光時間,還有一點重要的就是「不受幀率限制」。

 

在拍攝影片時,快門和影片的幀率(fps)可以各自為政,管你幀率多少,反正感光元件就是依照你設定的快門時間,曝光完了就把圖像拿給編碼器拿去編碼。如果曝光稍長,來不及給編碼器新的圖像,就自動沿用前一個圖像。

也就是說,如果你今天快門是1/4″,結果影片格式的幀率是30fps,一樣可以錄影,只不過影片的每一秒裡,至少每7個畫格,都會是重複的圖像。

這也就是為什麼有所謂「建議快門秒數=1/(幀率x2)」的規則,如果幀率是30fps,那最佳快門就是1/60″。如果換了幀率,那快門就要一起改變,比如幀率是25fps,那快門就要再另外設成1/50″,這樣才會在影片的流暢度和動態糢糊上得到最適的效果。

但話說回來,這終究只是「建議」,有些相機雖然會設定快門最慢不能超過一幀的時長,但嚴格來說,快門和幀率仍是脫鉤的,互不影響

 

快門角度:需搭配「幀率」計算

快門角度其實不必要把它想得太複雜,常見的快門角度有:180°、270°、90°、45°。而這些角度代表多長的快門速度? 這就要視幀率而定了,相較於快門時間,快門角度是一個「相對概念」

 

這都要從早期的膠片攝影機說起。

一般相機通常都是採用內外簾的快門,但早期攝影機的快門構造則是「旋轉的葉片」,因為要快速捕捉大量圖像,所以曝光是靠快速旋轉的葉片來達成,而當葉片完全關上時是一個完整的圓形。

拍攝時,快門葉片每轉一圈就是一幀,而該葉片會有缺角開口讓光線進入,開口的角度(大小)就會決定曝光的時長,正是所謂的「快門角度」,角度越大,底片曝光的時間越長。

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圖片來源:whipster.io

 

這就是為什麼快門角度無法和幀率脫離關係,它們就是一體的,不像現今的數位攝影機,CMOS管好自己曝光的圖像,再交給編碼器自己去決定如何分配給各幀。

 

所以,以25fps的影片來說,一秒葉片就會轉25圈(換25張底片),而每一幀的時間平均是1/25秒,180度的快門角度就是葉片打開了一半,使得每一幀有一半的時間在曝光,於是可以計算出快門秒數:(1/25)/2=0.02秒,換算成分數那就是1/50秒。

另一種更快的算法:(幀率x360)/開口角度=快門秒數

 

180°的快門開角 (來源:維基百科)

 

聰明的你應該已經發現:180°的快門角度,其實就是前面有提到過的「建議快門速度=1/(幀率x2)」,英文稱作”180 Rule”(180法則)。

 

以30fps的影片來說:

快門角度180°就是開了一半的角,(30×360)/180=60,快門時間是1/60秒。

270°就是開了四分之三的角,(30×360)/270=40,快門時間是1/40秒。

90°就是開了四分之一的角,(30×360)/90=120,快門時間是1/120秒。

45°就是只開了八分之一的角,(30×360)/45=240,快門時間是1/240秒”。

 

以下影片示範四種常見的快門角度,下方的白色條狀圖則顯示每一幀在每種快門角度下的曝光時長。

 

所以使用快門角度的好處就是:當你變換不一樣的幀率格式拍攝時,它會自動幫你採用合適的快門速度。

 

為什麼沒有360°?

膠片時代,電影拍攝並不容易,基本上仍都遵循著180°法則,快門最長恐怕也只能開到270°,有些是因為機械構造設計沒有內簾的緣故,在快速的換幀時,葉片仍須給予更換中的底片遮敝以免錯誤曝光,所以無法全開。

而現今數位攝影機已經改採電子感光晶體,也就是我們稱之為「電子快門」,雖然不再需要快門葉片,但在高階攝影機上,仍保留了快門角度的設定計算與顯示方式。因為不再受葉片侷限,所以也能設定為360°這種「角度全開」的曝光,也就是每幀的時間多長、快門也多長,例如:30fps搭配1/30的快門速度。

不過,雖然在快門角度全開的狀態下,對畫面的曝光很有幫助,但也會讓動態更加模糊,哪怕只是拍個對話場景,全開都不見得會是提升光線的首選方案,這就是為何仍建議遵循180法則。

 

膠片拍片,快門不能用時間設定?

早期拍片時,幀率都是一開始就固定的,你只能以快門葉片的開口角度來決定每一幀的曝光要長或短,也就是說因為旋轉葉片這種機械設計,快門和膠片的滾動機制是密不可分的。

再者,在底片時代,每一次的「曝光」都是有成本的,不像現在電子科技發達,電子感光元件一秒曝了100格圖像,結果編碼器只拿了裡面的30格去用,誰會去在意有70格圖像被浪費? 換個角度想,現今相機的技術,絕對是早期的電影工作者難以想像的方便,所以生在這個時代的攝影師,至少在設備成本方面你我是幸福的。

 

結論

當你充份瞭解以上兩種快門的功用,基本上對你而言,不管用什麼單位計算,能達到的效果都是一樣的。

「快門時間」讓你更能準確且自由的調整超高或超慢速的快門,尤其是現今很夯的高幀錄影或是長曝殘影的藝術型影片、縮時影片。

而「快門角度」則讓你不論在什麼樣的幀率下,都能維持180法則、保持一致適中的動態模糊。

 

延伸閱讀:

拍攝影片如何選擇適當的快門?

如何選擇適當的幀率?

 

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