在絕大多數相機的說明書或參數釋義上，我們都會看到EV的身影，曝光補償也是以EV為單位，但到底什麼是EV卻似乎很少有人提及，因為講實話這是非常基礎的知識，就好像我們沒有必要明白汽車轉向輪是如何工作的，隻需要知道轉方向盤它會拐彎就好。但對于每一個想要比較深刻理解曝光的朋友而言，理解EV的含義可以說是相當有意義的，所以小胖今天來嘗試講一講這個基礎概念，會涉及到一些很簡單的數理推導，相信稍有一點基礎的朋友都能看懂。（或者可以直接去看最後2段）

所謂EV，英文全稱Exposure Value，也就是曝光值，對于一套成像系統而言，成像的完整含義是鏡頭供給的通光量值，與測光單元測出的正确曝光所需的曝光值所匹配，換句話說就是當鏡頭提供的EV值與測光所需的EV值相同時，即可實現數學意義上的正确曝光。因此本文會從供需兩面來讨論EV的實際意義。

首先是供應面，EV是由光圈和快門速度構建的，對同一塊CMOS而言，F5.6 1/125秒所獲得的EV值，等同于F4 1/250秒、F2.8 1/500秒、F2 1/1000秒或F8 1/60秒、F11 1/30秒，即便這裡面各種組合的最終成片虛化效果不同，MTF/SFR不同，銳度不同，但它們的出片亮度卻是相同的，用數學定義來說的話，EV就是把光圈F值和快門速度這兩組等比級數轉換為一個等差級數，它的計算公式如下：

2對于曝光來說是一個很奇妙的數值，我們的光圈F值比如F1.4、F2、F2.8等等分别對應的是2的1、2、3次方後開平方根，而快門速度1/2秒、1/4秒、1/8秒其實也就是以2為倍率的變化，因此在EV的計算中就采用了以2為底的對數。F1.4以2秒曝光，代入上式可得EV=0，而F2 4秒、F2.8 8秒也同樣EV=0，所以相同的EV理論上有無數種F值與快門速度的組合。而對于成像系統的鏡頭供給面而言，EV值越高時，相同光圈下快門速度越快，或者相同快門下F值數字越大（也就是光圈越小），這說明被攝物的輝度或照度夠高。所以基本可以理解為EV越高，拍攝環境的亮度越高。

接着是需求面，也就是測光，目前的相機内置的基本都是反射式測光，也就是測量物體自然表現的亮度，熟悉英文教材的話會見過luminance，也就是輝度。而相對應的入射式測光就是測量投射到被攝物上的亮度，illuminance，即照度。無論是哪種測光方式，最終确定所需通光量還需要讓感光度參與進來，作為電壓信号放大的步驟，它的設置值也會影響通光量需求。對于自動曝光相機而言，要做的事情就是讓測光單元計算出曝光的需求量，再以此為基礎給出相應的EV對照表，按用戶設置進行調整，比如光圈優先就是用戶調整光圈，系統自動計算快門速度。當兩者匹配時就是正确曝光（這裡的正确僅僅是數學意義，并不意味着準确還原實景，因為測光有時候并不準确）。

但這個匹配是如何完成呢？因為通光量供應面采用的是EV為單位，那對于測光需求面而言，同樣使用EV就OK了，對于常用的機内測光而言，我們有f表示光圈的F值、s表示快門速度、I表示ISO敏感度、L表示物體輝度，有以下公式：

此時的K是反射式測光的常數，事實上入射式也有一個常數C，它倆的比值就是輝度L和照度E的比值：K/C=L/E，這也是為什麼很多外置測光表既能測入射也能測反射的原因，因為他們之間是可以計算轉換的，以機内測光的18%中性灰而言，K/C=L/E=0.18。

接着把上面的公式進行移項，可得：

而這樣移項的目的在于方便進行以2為底的取對數，即：

所以，以此為計算基礎即可通過ISO、輝度、反射常數K值，或ISO、照度、入射常數C值為需求面參數來匹配F制光圈和快門速度的供應面參數，實現正确曝光。在1960年的美國國家标準定義裡給出了K的參考值3.125。反射測光的另一種移項式可得：

以2為底取對數則有：

從左到右每一個對數值其實分别意味着光圈值、時間值、速度值和亮度值，也就是美國國家标準裡的加法曝光系統：EV=光圈值 時間值=速度值 亮度值。基本上總括了EV在曝光系統供需兩面的功能和算法。

EV的具體取值很大程度取決于通光量，也就是供應面，在數字時代的ISO是光電轉換後，模數轉換前的電荷阱容電壓信号放大，膠片時代雖然底片度數固定，但我們依然可以把100度的膠片以800度的程序迫沖，而且得到的結果跟數碼端比較類似——顆粒（噪點）會變得明顯。

事實上相機的測光靈敏度是有限的，單反的測光元件位于光學取景窗的上面一點，通過主反光闆反射的部分光線在進入五棱鏡之前還會進行一次再分光，部分用于取景，部分用于測光。對焦系統類似，通過穿越半透式主反光闆的小部分光線進行對焦。無反的測光和對焦都在主CMOS上，雖然費電，但可以更多利用入射光：以各家産品為例，上限基本都是到20EV為止，但下限差别較大，佳能1DX2隻能到0EV，尼康D5矩陣測光可到-3EV，但點測僅2EV，亮部重點0EV，索尼A9/A7R3/A7M3則是全時-3EV。

最後簡單總結一下：EV的意義在于幫助相機測光單元正确測定鏡頭提供的光，鏡頭提供了多少EV，測光單元就讓光圈、快門以該EV值為準設置調整範圍，用戶可在該範圍内自己選擇光圈快門。照度或輝度不變的情況下調整ISO，比如增大ISO相當于就是提高了需求面的EV，相應就需要增加供應面EV，所以快門變快或光圈變小，但出片亮度與調整ISO前一緻。

與之對應的是調整曝光補償，它修正的是供應面EV，加曝光補償建立在測光單元先準确測定供需兩面匹配的EV值之後，補償系統要求拍得更亮！于是直接在它認為準确的基礎上幹預光圈變大或快門變慢，拍出來的照片亮度超過調整曝光補償前。換句話說就是供應面EV>需求面EV，大緻的概念也就能繼續以此類推了。

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