抛砖引玉，请大家讨论。

以前有人在影棚问我，是不是可以用手上的数码相机，为他的胶片机测光，当时我简单的回答了“是”，这个答案也许没有什么大错，但是显然不够精细。直到今天我才有了真正明确的答案。

最近我沉迷在鱼缸中，DIY二氧化碳，DIY细化器，DIY灯光，其实这些都可以好好说说，其中倒有不少诀窍，此时却想谈谈如何测量灯光是否足够。一般的阳性草需要2000lux来培养，鱼缸有个经验公式，每升配0.5-1W的荧光灯，但是，在没有专业测量设备的时候，我如何知道底砂处的光照度有多强呢？

我想到了手中的CANON单反。

如果在鱼缸底部放一个漫反射的平板，并且其反射率是已知的（例如18%灰板），通过拍摄这块平板，或者对这块平板测光，我相信单反的测光机构一定对景物的亮度有个固定的关系，同时拍出的照片像素值也必然与景物亮度有个固定的关系。

那么该是什么关系呢。查阅了不少资料，大多数物理关系都显然易见，除了那个ISO感光度。

好吧，先假设这些都是线性关系，并且假设感光元件处获得的光照度和感光值（定义为0-1.0）有下面的式子：
感光值 = 底片光照度 * 曝光时间 * 感光度 * 曝光系数

剩下的公式好办，无论是google还是自己推演，都可以得出（全使用国际单位）：
像素值 = 感光值^(1/伽玛) * 255 = 感光值^（1/2.2) * 255
底片光照度 = 反射面亮度 * 镜片对光源的立体角 / 放大率^2
= 反射面亮度 * (π/4 * 镜片直径^2) / 物距^2 * (物距/像距)^2
= 反射面亮度 * π/4 / 亮度光圈^2
反射面亮度 = 环境光照度 * 反射率 / π

那么，我们有个结果：
环境光照度 = (像素值/255)^2.2 * 4 * 亮度光圈^2 / 曝光时间 / 感光度 / 曝光系数 / 反射率

好了，现在来解决感光度和曝光系数的麻烦吧，这个经常以ISO来称呼的东西居然有这么大的不确定性，真是太不ISO了，文档查找的辛苦不说了，直接记录答案吧。

1、胶片
通常胶片的感光度是根据HD曲线确定的，考虑去除灰罩和不线性区，在灰罩密度+0.1密度（对数值）处记录测量到的曝光量H，再增加1.3（对数值），对应的密度应该是灰罩密度+0.1密度+0.8密度，而感光度就是0.8/H,我们如果把照片的线性区也用感光值(0-1.0，对应密度(灰罩密度+0.1密度)-(灰罩密度+0.1密度+0.8密度)）表示，可以得到这个式子：
10^-0.8 = 底片光照度 * 10^1.3 * 曝光时间 * 感光度 * 曝光系数 = H * 10^1.3 * 0.8/H * 曝光系数
推导出：
曝光系数 = 0.01
以我们看到的各种ISO=100的胶片的HD曲线为例，通常会看到0.1勒克斯-秒（对数值-1）对应的对数密度是1.0，这个对应点离我们所说的(灰罩密度+0.1密度+0.8密度)非常接近了。所以要使用后面的结论，最好使你的曝光结果接近1.0密度，不然胶片的非线性会使得结果偏差太大。

2、数码ISO(SAT)
这个感光度定义，是通过测量当数码输出饱和（即感光值=1.0）时的曝光量H来决定的，感光度=78/H，我们也推导一下：
1.0 = 底片光照度 * 曝光时间 * 感光度 * 曝光系数 = H * 78/H * 曝光系数
显然：
曝光系数 = 0.0128
如果使用这个系数，最好你的曝光结果接近曝光饱和（但最好差一点），以减少非线性的影响。
应该特别指出出，大多数未标明的日本数码相机（尤其2007年前的）感光度使用这个定义，这个定义在配合普通的测光感光度（后面提到），会保留高亮处的半档保留区，防止死白现象，但是画面通常感觉有点暗。

3、数码SOS
这个东西也许将来可以替代我们常用的ISO，他的定义是通过测量当数码输出中灰（即感光值=0.18）时的曝光量H来决定的，感光度=10/H，我们也推导一下：
0.18 = 底片光照度 * 曝光时间 * 感光度 * 曝光系数 = H * 10/H * 曝光系数
显然：
曝光系数 = 0.018
如果使用这个系数，当然最好使用灰板了。

4、测光用的感光度（EI）
测光和曝光的感光度是两回事，想想用ISO400来测光，但是胶卷是ISO100，然后迫冲的情形就知道了。
常用的测光表是根据中灰场景来测光的，定义是通过计算感光输出中灰（即感光值=0.18）时需要的曝光量H来决定的，感光度=10/H：
0.18 = 底片光照度 * 曝光时间 * 感光度 * 曝光系数 = H * 10/H * 曝光系数
这样：
曝光系数 = 0.018

5、推荐的感光度（REI）
这是一个令人头晕的感光度，定义很简单，厂商认为设置的这个感光度让照片显得正好曝光合适，照片漂亮就OK了，这也许根本算不上一个定义，但是令人悲哀的是，许多厂商喜欢这个宽松的定义，甚至连测光也使用它。不过就大概而言，这个感光度对应的曝光系数通常与ISO(SAT)或SOS相差不大。
CANON新的单反（1DIII，1DSIII，40D）出来前，曾一度指出其感光度以SOS标准定义，后来还是使用了REI，不过我们仍然可以猜测，其感光度定义还是使用了SOS定义，毕竟这个定义会让照片比较明亮，比较讨好。
CANON老的单反（400D之前），曾经使用这样的定义，感光度=ISO（SAT）* 0.75。

也许还是该说出来，虽然有了这么多感光度定义，但是实际上对厂商的要求还是很宽松的，计算的结果有20%以上的误差还是不稀奇的。

感光系数的问题解决了，再补充一些细节，对于Nikon相机，它直接给出了亮度光圈，需要注意的是，canon只给出镜头光圈，因此还需要考虑：
亮度光圈^2 = 镜头光圈^2 * (放大率+1)^2 / 耗损系数 = 镜头光圈^2 * (放大率+1)^2 / 0.828
其中耗损系数考虑了镜头的耗损系数0.9，余玄四次方暗角（10度）等制定的，并且也是测量感光度时候厂商使用的经验公式，因此是一个相当合理的数值。

好吧，最后我们的公式已经相当复杂了：
环境光照度 = (像素值/255)^2.2 * 4.83 * 镜头光圈^2 * (放大率+1)^2 / 曝光时间 / 感光度 / 曝光系数 / 反射率

但是这已经是一个可以使用的公式了，根据这个，我测量出了我的鱼缸95W灯光能提供给我1700LUX的光照度，勉强够用。

如果有一个测光表，也许我们不需要这么麻烦了，大多数测光表提供了LUX测量，要不，也可以这样推导出来：
环境光照度 = 0.18 * 4 * 亮度光圈^2 / 曝光时间 / 感光度 / 0.018 / 0.18 = 222 * 2^ev / 感光度
而厂商给的公式通常是在ISO=100时候，
环境光照度 = 2.5 * 2^ev
我想这个差别很小，不排除厂商根据实际情况而增加了某些非主要因素的考虑。

开头的问题也有了答案，胶片和数码相机的测光，还真的会有差别的。

看了几行，我混身直冒虚汗，楼主居然可以写出来，佩服！！！！！！！
我还是老老实实去买块测光表吧！

学术研究，可是发表一片论文...

我靠！拜读了。

我想，理论归理论，研究归研究，实际上厂家自己生产的各个型号的相机在测光上就有差异，各个厂家之间的差异就更不用说了。

研究的真深，佩服。
不过这样好像没必要生产什么测光表，况且胶卷标称ISO值也和实际有所出入。
测不准。

想知道的是结果如何……两种测光要有多大的差别……

呵呵，复杂了

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