接触摄影已有相当长的时间。考虑自己资质愚笨，在自觉摸清楚曝光三要素之前，对闪光灯一直望而生畏。今日得闲，做了一些初步的了解。略有所得，记录成文。
初识闪光灯
闪光灯的作用：画龙点睛之笔
摄影是用光影作画。闪光灯的主要作用是在光线不足时提供瞬间的强光源，或在光线充足时对主体进行补光，以平衡光线、突出主体、调整色彩和凝固瞬间。
- 补充环境光：在暗光环境下提供足够亮度。
- 消除阴影：在逆光或侧光时，照亮主体正面阴影。
- 控制色彩：闪光灯色温接近日光（约 5500K），有助于在复杂光源下获得准确的白平衡。
- 凝固动作：极短的闪光时间能瞬间定格高速移动的物体。
对「三要素」的影响
当有闪光灯参与时，曝光三要素相较不使用闪光灯时会有一些变化。
| 三要素 | 影响范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 光圈 (Aperture) | 同时影响环境光和闪光灯对主体的曝光量 | 光圈越大（数值小），进光量越多，照片越亮 |
| 感光度 (ISO) | 同时影响环境光和闪光灯对主体的曝光量 | ISO 越高，感光元件越敏感，照片也越亮 |
| 快门速度(Shutter Speed) | 主要影响环境光 | 较慢的快门速度可以捕捉更多环境光，使背景更亮；而快门速度一般无法高于相机的「闪光同步速度」（通常在 1/160s 到 1/250s 之间），否则画面会出现黑色阴影（幕帘遮挡）。 |
可见，加入闪光灯之后，光圈和感光度相比以前变化不大；唯快门速度较为复杂。
核心参数
闪光指数 (Guide Number, GN)
闪光指数是衡量闪光灯最大输出功率的指标，通常以 GN (米) 为单位表示。
GN 值越大，闪光灯越强劲，有效照明距离越远。例如在大型宴会厅、户外或拍摄大场景时使用，往往需要一个高 GN 值的灯。
计算公式：GN = 光圈值 × 距离 (米)。例如，一个 GN 为 60 的闪光灯，在光圈设定为 f/8 时，可以照亮 7.5 米远的主体 (60 ÷ 8 = 7.5)。即是说，使得 7.5 米远的被摄物体得到恰到好处的曝光。
闪光覆盖范围 (Zoom Range)
闪光覆盖范围是闪光灯头可以调节的焦距范围，通常从 20mm 左右到 200mm 左右。它能匹配您镜头的视角。
当闪光灯焦距与使用的镜头焦距匹配时，光线覆盖会更均匀，避免画面边缘出现亮度衰减（黑角）。具体来说，在广角端（如 24mm），光线分散，覆盖面积大；在长焦端（如 105mm），光线集中，射程更远，光束更窄。
闪光模式 (Flash Modes)
主流的外置闪光灯通常提供以下几种模式：
- TTL 模式 (Through The Lens)：镜后测光，相当于闪光灯的「自动挡」。相机通过镜头实时测量反射回来的光线，自动计算并输出合适的闪光量，非常适合快速变化的场景和新手使用。
- M 模式 (Manual)：手动模式。需要手动设置闪光输出功率（例如 1/1 全功率到 1/128 微弱功率）。可以完全掌控光线，在布景固定（如影棚）时非常精准可控。
- 频闪模式 (Multi)：在一次曝光中进行多次闪光，可以捕捉物体移动的轨迹和多个瞬间的影像。例如，在相对较长的曝光时间里，多次频闪，顶格高尔夫球运动员的挥杆轨迹。
回电时间 (Recycle Time)
两次全功率闪光之间所需的充电时间（通常以秒为单位）。
回电时间越短（例如 0.1s - 2s），您连续拍摄的速度就越快。在拍摄婚礼、体育赛事等需要快速连拍的场景中至关重要。回电慢会错过精彩瞬间。
高速同步 (High-Speed Sync, HSS)
相机往往有所谓闪光同步速度（之后讲解）。所谓高速同步，即是允许闪光灯在高于闪光同步速度的快门下，通过连续频闪来模拟连续光源而的技术。
在白天户外强光下，若想使用大光圈（如 f/1.8）拍摄人像以虚化背景，快门速度必须很高。HSS 功能可以在高速快门下使用闪光灯补光，压暗背景，突出主体。
闪光灯头可旋转角度 (Head Rotation/Bounce)
闪光灯头可以水平（左右）和垂直（上下）转动的角度范围。
这个参数直接决定了您能否方便地进行「跳闪」（Bounce Flash）。一个灵活可旋转的灯头（例如垂直 90 度，水平 180 度）是实现柔和光线效果的关键。无法旋转的灯头只能直射，光线生硬。
玩转光线
仅仅将闪光灯直射主体往往会产生生硬的光线和难看的阴影。有一些技巧能让光线更柔和自然：
- 跳闪 (Bounce Flash)：将闪光灯头对准天花板或侧面的墙壁，利用大面积的反射面作为光源，从而创造出非常柔和、均匀的光线，效果类似大型柔光箱。这是最常用的技巧之一。
- 离机闪光 (Off-Camera Flash)：将闪光灯从相机热靴上取下，放置在不同的位置和角度（通常需要引闪器或连接线），可以创造更有立体感的光影效果。
- 使用配件（柔光罩、柔光伞、雷达罩等）：这些附件旨在增大光源面积或改变光线方向，使光线更加柔和，阴影过度更自然。
凝固瞬间
闪光灯的持续时间极短，通常只有几千分之一秒甚至几万分之一秒。在曝光过程中，虽然相机的快门可能打开了较长时间（比如 1/60 秒），但真正记录影像的瞬间，是闪光灯亮起的那一刹那。由于这个「闪光持续时间」非常短暂，任何高速移动的物体都没来得及在画面中产生位移，因此它们的动作就被清晰、锐利地定格下来，消除了一般慢速快门下常见的动态模糊（Motion Blur）。这即是所谓的「凝固瞬间」。
水花飞溅或液滴皇冠
- 场景：拍摄一颗水滴落入水面激起完美水花「皇冠」的瞬间。
- 难点：水花的运动速度非常快，使用常规快门（如 1/250s）很难拍清晰，画面容易模糊。
- 闪光灯的作用：将相机设置在暗房中，使用较慢的快门速度，并在水滴触水的瞬间触发闪光灯。闪光持续时间可能只有 1/10000 秒。这个极其短暂的光照时间瞬间冻结了水花的形态。这让我们能够获得一张锐利无比、细节清晰的凝固画面。
创意频闪摄影（Multi模式）
- 场景：拍摄一个人挥动荧光棒或高尔夫球杆的完整运动轨迹。
- 难点：既要显示运动的路径，又要保证每个瞬间的主体清晰。
- 闪光灯的作用：利用闪光灯的频闪（Multi）模式。在一次长时间曝光中，闪光灯会连续、快速地闪烁多次。每一次闪光都凝固了一个瞬间，最终在同一张照片上形成一系列清晰的、按时间顺序排列的影像，展示出完整的运动过程。
闪光灯与电子快门
触发时机与后帘同步
首先简单解释机械快门的原理。在大多数数码单反或无反相机中，快门系统由两片帘幕（机械快门）组成，它们在感光元件（传感器）前方运动以控制曝光时间：
- 前帘 (First Curtain)：按下快门时，前帘打开，曝光开始。
- 后帘 (Rear Curtain / Second Curtain)：曝光结束时，后帘关闭，曝光停止。
光线从前帘打开到后帘关闭的这段时间内进入传感器。
默认情况下，按下快门时，前帘完全打开的瞬间，闪光灯就立即闪光，然后快门保持打开状态直到曝光结束。而后帘同步是一种闪光模式，它改变了闪光灯触发的时机：按下快门时，前帘先打开，快门保持打开状态（根据快门速度，可能是几分之一秒甚至几秒），在快门即将关闭（后帘开始关闭）的前一刻，闪光灯才触发闪光。
后帘同步的精髓在于结合了环境光的拖影和闪光灯的凝固效果，从而在画面中制造出具有方向感的动态模糊（拖影）效果。具体来说：
- 前帘同步的效果：因为闪光灯在曝光开始时就凝固了主体，如果主体在曝光结束前移动，拖影会出现在主体前方（即运动方向的前方）。这看起来很不自然，仿佛主体要「逃离」它的运动轨迹。
- 后帘同步的效果：曝光前期只记录环境光和主体的移动轨迹（拖影），在曝光结束前，闪光灯将主体凝固在最终位置。拖影自然地跟在主体后方，明确指出了运动的方向和速度，视觉上更符合我们对运动的认知。
既没有前帘也没有后帘的电子快门
电子快门没有物理上的前帘和后帘，这需要新的技术来管理闪光时机。即是说，闪光灯和电子快门之间完全可以协作，但协作方式与机械快门时代有很大不同。
机械快门时代，闪光灯的同步是物理性的：当前帘完全打开或后帘即将关闭时触发闪光。电子快门（特别是 CMOS 传感器上的卷帘快门，Rolling Shutter）的工作方式是逐行扫描传感器。它不是一次性曝光整个画面，而是从上到下一行一行地读取数据。这就引入了一个困难：
如果在扫描过程中闪光，画面顶部的行可能曝光正常，而底部的行可能根本没接收到闪光，导致画面亮度不均甚至只有半幅曝光（类似机械快门速度太高时的黑边）。
为了解决这个问题，我们需要……
- 模拟「机械同步速度」：相机系统会计算出一个「安全」的电子快门速度，在这个速度下（比如 1/100秒或 1/200秒），虽然还是逐行扫描，但在闪光持续期间，基本能够覆盖大部分画面，从而避免明显的亮度不均。但这通常限制了电子快门的最高闪光同步速度。
- 高频闪光/HSS模式的沿用：在高速同步（HSS）模式下，闪光灯会模仿一个连续光源，进行高速、高频的脉冲闪光，而不是单次强闪。这使得电子快门可以在逐行扫描的同时「捕捉」到足够的光线，从而实现高速快门下的闪光补光。虽然效率较低，但解决了技术上的同步难题。
三大速度的关系
摄影中的曝光受光圈、快门、ISO 影响。加入闪光灯后，引入了三个关键时间维度：
- 快门速度 $t_s$：设定的曝光总时长（主要控制环境光）。
- CMOS 读出速度（或机械快门扫描速度）$t_r$：传感器「扫描」完整个画面的总耗时（如 a1m2 的 3.8ms）。
- 闪光灯闪光时间 $t_f$：实际光照的持续时间（如 1/5000s）。
闪光同步速度（Flash-sync Speed）
在不引入不考虑高速同步的情况下，我们思考一个问题：如何让整个画幅的感光单元，都能接收到闪光灯的瞬时闪光？
无论是机械快门，还是电子快门；它们都是「卷帘式」的。我们考虑，对第 $i$ 行的感光单元来说，其在 $A_i$ 时刻开始感光；在 $B_i$ 时刻结束感光。其中 $B_i - A_i$ 即是设定的快门速度 $t_s$。
现在我们从 $A_i$ 时刻出发会发现：
- 经过 $t_s$ 之后，第一行结束曝光；
- 经过 $t_r$ 之后，最后一行开始曝光。
如果 $t_s < t_r$ 则在最后一行开始曝光之前，第一行已经结束曝光。于是，无论如何我们都无法让整个画幅的所有感光元件同时接收到闪光灯的光照。因此我们势必要求 $t_s > t_r + t_f$。由此得到的即是闪光同步速度。
以 a1m2 为例。
- 其 CMOS 的读出速度约为 3.8ms；即大约 1/260s。因此其电子快门下的闪光同步速度不可能短于 1/260s。索尼官方为其设定的电子快门闪光同步速度是 1/200s。
- 索尼官方为其设定的机械快门闪光同步速度是 1/320s。由此可知，其机械快门结构扫过整个 CMOS 的时间不会长于 3.125ms。
此外，考虑快门速度设置为 1/200s 的情况。此处 $t_s = 5ms$ 而 $t_r = 3.8ms$。于是，留给闪光灯的时间 $t_f < t_s - t_r = 1.2ms \approx 1/833s$。因此，若一款闪光灯全功率闪烁的耗时高于 1/833s；则在这种情况下，必须要降低闪光灯功率（从而降低 $t_f$），以保证所有像素接到的闪光灯光强均匀。
未来：全域快门
全域快门是终极解决方案。它能让所有像素同时开始、同时结束曝光，消除了时间差和「曝光缝隙」。全域快门意味着：完美消除果冻效应和几乎无限的闪光同步速度（可达 1/32000s）。
