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然后来看ISO。相机的设置中除了光圈和快门以外，还有一个奇怪的选项叫作ISO，如图15.6所示。我们常能见到某某商品声称自己通过了ISOxxxx认证，这个ISO和照相机的ISO其实都是同一个意思，是国际标准化组织（International Organization for Standardization）的缩写。虽说ISO对商品质量的控制形同虚设（你买了ISO认证过的牛奶，结果发现它兑了化学药剂，如果要申诉的话，你就得坐几宿的长途汽车，因为人家总部在瑞士），但是，相机中的ISO却是一个实诚的数字，它衡量着CCD的敏感程度，实际上就是CCD对入射光强度的放大程度。这样，相同的光圈大小，相同的快门时间，ISO越大则照片越亮。但是，增大ISO值在提高了CCD对外来光敏感程度的同时，也放大了电路里的噪声。像一般大众型的照相机，ISO到400或以上就会在照片里看到很多令人不愉快的麻点，这就是CCD的电路噪声被放大以后记录下来的结果。
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图15.6 相机中的ISO
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至此，我们讨论的3个参数：光圈、快门和ISO，它们构成了摄影中的“铁三角”。摄影师可以根据拍摄对象的需要来调整这3个参数，最终的目的是要达到理想的曝光强度（即画面明亮的程度）。“远古时候”的摄影家通常在拍摄之前要经过复杂的计算和试拍才能决定这3个参数值，而如今我们通常只需要选择我们关注的某一个值，由照相机来选择另外两个值，使得照片具有恰到好处的曝光程度。比如你想将瀑布拍摄得如梦如幻、山水氤氲，则只需选择较慢的快门；你想突出一朵小花，而让背景虚化，则只需选择较大的光圈；你想在较暗的环境下减少由于手抖动导致的模糊，则只需增大ISO值。本书中所有照片都是按照这样的准则来进行拍摄的。如果只用自动挡的话，很多照片就会更加惨不忍睹了。
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动手实践
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理解了摄影3个要素的基本原理，余下的就是拿起手中的相机，勇敢地使用非自动挡，拍自己喜欢的照片。如今，一般的相机都会有很多拍摄模式，如图15.7所示的佳能Powershot A630，以淡蓝色的Auto标志为界，它右边（包括它自己）的这些选项，比如人物模式、风景模式等属于自动挡，使用这些挡拍照时我们无法改变光圈或快门值（但是可以改变ISO值）。Auto左边的这些选项则为非自动挡，它们给予我们手动设置光圈快门的自由。其中，Tv（Time value的缩写）为快门优先，表示我们可以控制快门的长短，而相机自动匹配合适的光圈值使画面曝光充分；Av（Aperture value的缩写）为光圈优先，表示我们可以控制光圈的大小，而相机自动匹配合适的快门值使画面曝光充分；M则是完全手动模式，光圈和快门都由自己控制。本书中大部分照片都是在光圈优先的模式下拍摄的，这样对画面的景深有较好的掌控。本章的图15.1和图15.5则是采用快门优先的模式。另外有一小部分照片是采用完全手动模式，比如第1章图1.5的两张照片，通过手动设置，它们的光圈和快门值都一样。如果采用光圈优先的话，则拍摄图1.5第二张照片时，相机会自动延长快门时间，使得它的总体明亮程度与第一张相等。这样本来透过偏振片看到的黑暗的天空就会变亮起来，影响我们对天空偏振度的判断。又比如介绍全息技术的第11章图11.14，也是在手动模式下拍摄的。因为如果采用光圈优先，则相机会自动选择一个非常长的快门时间，使得画面的总体亮度与其他照片一样，那么我们的红色全息小车就会因过度曝光而变得白茫茫一片，看不清细节。所以当我们只需要画面的某一部分能在照片上清晰显现时，就要采用手动模式设置光圈和快门值。
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图15.7 相机的模式选择旋钮，图中选择了Av（光圈优先）模式
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经过我几年时间对数码相机的理论学习和实际操作，有几条拙见可以供文艺范儿的业余科学家们参考。第一是究竟用多大的光圈才能使得画面的近景远景都清楚呈现。根据前面的理论，当然是光圈越小景深越大，但是太小的光圈使得进光量很少，需要长时间曝光，导致照片容易因为手的抖动而产生模糊。为了解决这个问题，有一个最佳的光圈值：f/8。据某位摄影家的书上说，f/8的光圈用来拍摄景物，足以让远处的白云和近处的绿草都清晰成像。第二是究竟用多大的快门值画面才不会因为手的抖动而模糊。现在的数码相机一般都有抖动提醒功能，但是有一个公式大家可以参考，那就是快门时间不要长于1/焦距长度。比如焦距是20mm，如果快门时间比1/20s还长，那么画面就会因为手的抖动而出现可以察觉的模糊。第三是怎样拍摄风景。想必很多朋友出门旅游时，看到山水胜境都忍不住要拍摄下来，但是往往最后的照片看起来淡而无味。而职业摄影师们拍的风景却都是美如仙境。其实，这其中有一个关键的窍门，那就是画面要有远、中、近的层次。比如图15.8，拍摄的是红岩之国Sedona，在取景的时候，我把近处和远处的景物都包含在了一张照片中，用光圈f8使得它们都能清晰成像。这种拍摄手法在我读过的一本英文摄影书上叫作“Story Telling”。这样，画面就会显得充实，并且在一个二维平面里体现出空间和伟岸。下次你再看风景照片时稍加留意，就会发现薛子所言不虚了。
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图15.8 风景照片的拍摄讲究层次感
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探索与发现
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网络上关于数码相机摄影有不少的教程，但是很少有人解释为什么我们要用一个麻烦的比值来代表光圈大小，而不直接使用它的直径。比如佳能Powershot A630，在它的镜头上标注着“7.3-29.2mm 1:2.8-4.1”（见图15.9），这一串数字的意思是它的焦距可以从7.3～29.2mm变化，而在不同焦距下的最大光圈为f/2.8～f/4.1。通过很简单地运算，我们得知7.3mm焦距时最大光圈直径为7.3/2.8=2.6mm，29.2mm焦距时最大光圈直径为29.2/4.1=7.1mm。根据“基本原理”小节的介绍，我们知道光圈直径越大允许进入的光越多，那么达到同样曝光程度，7.1mm的光圈所需要的快门时间应该比2.6mm光圈需要的少。实际情况呢？如果你尝试一下就会发现恰好相反，相机自动计算出来7.1mm光圈所需要的快门时间大约是2.6mm光圈所需时间的两倍。
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图15.9 佳能Powershot A630镜头标识
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工程师们使用一个比值而不是直径来衡量光圈的大小自然是有他们的用意的。光圈直径与镜头焦距的比值衡量了这个镜头收集光线的能力，这个比值越小，收集光线的能力就越强，所需快门时间就越短。对于不同焦距的镜头，只要它们光圈的f值一样（尽管光圈的直径不一样）它们都具有相同的收集光线的能力，这一点我们可以从图15.10中看得更清。
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为了方便定量地讨论，假设我们要用照相机给非常远处的一个巨大的平面光源拍照。这个平面光源由密密麻麻的相同瓦数的小灯泡组成，每个灯泡向四面八方发光。相机的光圈和镜头可以等效为图15.10中的带有透光孔的简单透镜。由于光源离相机非常远，所以光源成的像就可以近似认为在镜头的焦距f上。为方便起见，假设CCD是圆形的，直径为C，那么容易从图15.10得知，这块CCD能够拍摄下直径为W=(L/f )×C的光源来。由于光圈的限制，这个光源上每个小灯泡发出的光只有一小部分能进入照相机并最终照亮CCD，这一部分占每个小灯泡发出的所有光线的比例为，即为光圈小孔的面积比上半径为L（物方距离）的球面面积。我们得到照亮CCD的总光强为：
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光源面积x小灯泡密度x每个小灯泡发出的光强度小灯泡密度x每个小灯泡发出的总的光强度=常数，其中的常数是光源的一些属性，与相机收集光线的能力无关。最后，衡量画面曝光量的指标是照射到CCD上的光强密度，所以还要除以CCD的面积，得到光强密度=常数。至此，我们推导出了一个光圈直径为D，焦距为f的镜头，对一个非常远处的光源发出来的光的收集能力由比值决定，而不是单由光圈直径D决定。所以不同焦距的镜头，只要它们的值相同，则它们需要相同的快门时间使得画面达到同样的曝光程度（当然，我们是指在拍摄同一个物体时）。
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图15.10 计算光圈收集光线的能力