环境

水对光线的新挑战
俗话说,外行看热闹,内行看门道。水下摄影的技术难点,就在于水和光之间的关系,主要是两个问题:光如何穿透到水下?多少光能穿透到水下?
首先,光在穿透海面时,会有一部分被反射掉。
日光到达海面后,海浪的波纹增加了海水的反射面,(比起平静海面时)更多的日光会被任意地反射到各个方向。总的来说,日光有多少会被反射,主要取决于观测点的海浪情况、太阳高度、季节等情况。通常,风大浪急的海面能够反射掉更多的日光,在这种情况下,仍然能够穿透海面进入海水的日光,相应就会变少。而海面如镜子般平静时,被反射的日光就比较少,会有更多的日光直接穿过海面进入海里。在正午时分,太阳以近乎垂直的角度照在海面上,被反射的光相对减少,进入水里的光也就相对增加了。
其次,进入海水中的日光,还会发生折射和散射;照射到海底时,也会产生明显的反射光。
日光进入水中后,光会被水分子及其他悬浮颗粒散射,称为水中散射光。部分水中散射光可到达水底,被底部物质反射,成为底部反射光。水中散射光向上部分与底部反射光共同组成水中光,在浅水和特定的环境下,会令人感到大自然的美丽和神奇之处。
由于光的反射、折射和散射,水下摄影就面临了几个在陆地上碰不到的问题。
第一,光线的性质发生了变化。进入海水里的日光,其实已经是偏振光了(一般是不完全偏振光)。当日光近乎垂直照射时,珊瑚的色彩会更漂亮。这就是为什么在上午11点至下午4点是水下广角摄影的最佳时机,因为你可以利用强烈的日光作为背景光,营造出晶莹通透的照片效果。
第二,光线的波段也发生了变化。进入海水里的日光,由于被海水吸收导致严重衰减,大部分波段的光都会被滤掉,比如波长600纳米左右的红、黄、橙光,就很难到达比水下5米更深的地方,只有波长在480纳米左右的蓝绿色光的衰减情况略好一些,可以穿透更深的海水。这就意味着,在深一些的水下拍摄时,不仅光线非常暗弱,而且缺少颜色。因此,这时必须使用人工辅助光源(闪光灯)等来补光,以恢复海底世界应有的色彩。
第三,随着多次的反射、折射和散射,影像的反差下降得非常厉害。所谓反差,是指影像的黑白密度差别和明暗差别。通俗地说,反差很小的时候,照片就显得雾蒙蒙、灰蒙蒙的,目标对象的色彩不鲜明、层次不突出、轮廓也不清晰,效果会很差。因此,最好将摄影对象的距离控制在2米以内,并使用闪光灯,以改善细部表现及影像反差。
第四,由于海水中浮游生物和微粒(通称"浮尘")众多,如果沿袭陆地拍摄的习惯(正面拍摄、正面闪光),这些浮尘反射和散射的光线会相当强,导致照片质量低劣。因此在拍摄时,最好让闪光灯与镜头成一定角度,避免这个现象的发生。
第五,闪光灯在水下的闪光强度也会明显衰减,不能按照陆地设定好的参数,必须进行调整(水下拍摄目标距离1米以内时,闪光指数为陆地的1/2;1~3米时,为1/3;3米以上时为1/4)。而且,当摄影距离超过5米后,一般的闪光灯也就失去作用了。
最后,镜头的焦距也会变。一个镜头的焦距如果是50毫米(在陆地上),那么拿到水里用的时候,焦距就必须乘以1.33(水的折射率),变成66.5毫米,看起来就相当于水下景物变大了。因此,许多普通的数码相机的广角端焦距也就是28毫米左右,下水后就会变成37毫米,也就不再能拍出广角画面的冲击性效果来了。这时候,只能换用更广的镜头,或者放弃广角拍摄了。

(更多精彩图片及完整内容请阅览《科学世界》2013年第9期)
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