相机ev(EV值和ISO什么关系)

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在大部分相机的说明书或者参数定义上，我们都会看到EV，曝光补偿也是以EV为基准，但是好像很少有人提到EV是什么，因为说实话，这是一个很基础的知识，好像我们不用去了解汽车的方向盘是怎么工作的，只要知道你打方向盘它就会转。但是对于每一个想对曝光有更深入了解的朋友来说，了解EV的含义可以说是相当有意义的。因此，小胖今天将尝试谈论这个基本概念，这将涉及一些非常简单的数学推导。相信有点基础知识的朋友都能看懂。(或者你可以直接进入最后2段)

所谓EV，英文全称是Exposure Value，即曝光值。对于成像系统来说，成像的完整意义就是镜头提供的光通量值与测光单元测得的正确曝光所需的曝光值相匹配。换句话说，当镜头提供的EV值与测光所需的EV值相同时，就可以实现数学意义上的正确曝光。因此，本文将从供给和需求两方面探讨电动汽车的现实意义。

首先是供给端，EV是由光圈和快门速度构成的。对于相同的CMOS，在F5.6+1/125秒内获得的EV值相当于F4+1/250秒、F2.8+1/500秒、F2+1/1000秒或F8+1/60秒、F11+1/30秒。但是，它们的输出亮度是一样的。从数学定义上来说，EV就是将光圈F值和快门速度两组等比例数列转化为一个等差数列。其计算公式如下:

2是曝光的绝妙值。我们的光圈f值，比如F1.4，F2，F2.8等。，分别对应2的一次、二次、三次幂，1/2秒、1/4秒、1/8秒的快门速度，其实就是放大倍数的变化2。因此，在EV的计算中使用基于2的对数。F1.4如果曝光时间为2秒，代入上式可以得到EV=0，F2+4秒和F2.8+8秒的EV=0是一样的，所以理论上同样的EV有无数种F值和快门速度的组合。对于成像系统的镜头供应面，EV值越高，相同光圈下的快门速度越快，或者相同快门下的F值数越大(即光圈越小)，说明被摄物的亮度或照度足够高。所以基本可以理解为EV越高，拍摄环境亮度越高。

然后是需求方，也就是测光。目前内置的相机基本都是反射式测光，也就是测量一个物体自然表现的亮度。如果你熟悉英语课本，你一定见过brightness，也就是亮度。对应的入射测光是测量亮度，照度，也就是投射在被摄物体上的照度。无论哪种测光方式，最终所需光通量的确定都需要涉及到灵敏度。作为电压信号放大的一步，其设定值也会影响光通量需求。对于自动曝光相机，你需要做的就是让测光单元计算出曝光需求，然后在此基础上给出相应的EV对照表，并根据用户的设置进行调整。比如光圈优先，就是用户调整光圈，系统自动计算快门速度。当两者吻合时，就是正确的曝光(这里的正确只是数学意义上的，并不代表准确还原真实场景，因为测光有时不准确)。

但是这场比赛是怎么进行的呢？因为光通量供应面以EV为单位，所以也可以使用EV来计量需求面。对于常用的机内测光，我们有如下公式:F代表光圈的F值，S代表快门速度，I代表ISO感光度，L代表物体亮度:

此时，K是反射测光的常数。其实入射测光也有一个常数C，两者之比就是亮度L和照度E之比:K/C=L/E，这也是为什么很多外曝光仪既能测入射又能测反射的原因，因为它们可以通过计算进行换算。对于机器中测得的18%中性灰，K/C=L/E=0.18。

然后移动上面的公式得到:

术语“移位”的目的是便于基于2的对数，即:

所以基于这样的计算，我们可以用ISO、亮度、反射常数K值，或者ISO、照度、入射常数C值作为需求面参数，来匹配F-stop和快门速度的供给面参数，实现正确曝光。1960年美国国标定义中k的参考值为3.125。反射测光的另一个移动公式是可用的:

取以2为底的对数如下:

每个对数值从左到右实际上分别代表光圈值、时间值、速度值和亮度值，这就是美国国标中的加性曝光系统:EV=光圈值+时间值=速度值+亮度值。基本总结了EV在曝光系统供给和需求两方面的功能和算法。

EV的具体值在很大程度上取决于光通量，即供给侧。在数字时代，ISO就是光电转换后，模数转换前电荷陷阱电容的电压信号被放大。在胶片时代，虽然负片度是固定的，但我们仍然可以强行用800度的程序来开发100度的胶片，得到的结果类似于数字端——粒子(噪点)会变得明显。

其实相机的测光灵敏度是有限的。单反的测光元件位于光学取景器上方，主反光镜反射的部分光线在进入五棱镜之前会被重新分光，一部分用于取景，一部分用于测光。聚焦系统是类似的，聚焦是通过少量的光穿过半透明的主反射镜来实现的。无反射测光和对焦都在主CMOS上。虽然耗电，但是可以更多的利用入射光:以每款产品为例，上限基本都达到20EV，但下限差别很大。佳能1DX2只能达到0EV，尼康D5矩阵测光可以达到-3EV，但是点测只有2EV，高光是0EV。索尼A9/A7R3/A7M3是全时-3EV。

最后简单总结一下:EV的意义在于帮助相机测光单元正确测量镜头提供的光线，镜头提供了多少EV。测光单元允许光圈和快门基于这个EV值设置调整范围，用户可以在这个范围内自行选择光圈快门。或者亮度不变，比如增加ISO就相当于增加需求方的EV，所以需要增加供给方的EV，所以快门速度变快或者光圈变小，但是胶片的亮度和调整ISO之前是一样的。

与此相对应的，是调整曝光补偿，修正供给侧的EV。增加曝光补偿是基于测光单元先精确测出供给侧和需求侧的匹配EV值，补偿系统要求拍得更亮！所以直接在它认为准确的基础上，介入放大光圈或者减慢快门，拍出来的照片亮度超过了调整曝光补偿前的亮度。换句话说，供给侧EV >:需求侧EV，一般概念可以类推延续。