（一）前言：閃光同步
所謂相機(jī)的閃光燈同步速度，是指能夠保證在閃光燈工作的時(shí)候膠片或者數(shù)碼相機(jī)的影像傳感器全部打開同時(shí)接受曝光的相機(jī)快門速度。膠片/影像傳感器的各個(gè)部分同時(shí)接受曝光，這就是“同步”的含義。
如果相機(jī)使用的是鏡間快門，每個(gè)快門速度下快門葉片都是全部打開，膠片/影像傳感器各部分同時(shí)接受曝光。所以，鏡間快門相機(jī)的每一個(gè)快門速度都是閃光同步速度。
如果相機(jī)使用的是焦平面快門，那么存在一個(gè)臨界快門速度：當(dāng)快門速度高于臨界快門速度的時(shí)候，膠片/影像傳感器不是全部打開，快門前簾和后簾打開一條縫隙，縫隙掃過膠片/影像傳感器完成曝光。只有當(dāng)相機(jī)的快門速度低于這個(gè)臨界速度的時(shí)候，閃光燈才能和相機(jī)快門同步，保證膠片/影像傳感器的各個(gè)部分同時(shí)曝光。當(dāng)快門速度高于臨界速度的時(shí)候，由于膠片/影像傳感器各個(gè)部分不是同時(shí)打開，膠片/影像傳感器各部分不是同時(shí)曝光，導(dǎo)致照片的曝光嚴(yán)重不均勻（閃光燈的亮度是隨時(shí)間迅速變化的）。如果閃光燈的脈沖時(shí)間非常短，會(huì)導(dǎo)致照片上只有一個(gè)窄條曝光正常，其余部分很暗因?yàn)闆]有接收到閃光燈的光線。
所以，對(duì)于使用焦平面快門的相機(jī)，低于臨界速度的快門速度都是閃光同步速度，高于臨界速度的快門速度都不能閃光同步。臨界快門速度是相機(jī)的最高閃光同步速度，它給出了相機(jī)實(shí)現(xiàn)閃光速度的快門速度上限。現(xiàn)代的單反相機(jī)一般都使用焦平面快門，最高閃光同步速度在1/200s-1/500s之間。
（二）焦平面快門和閃光同步速度詳解
為了更好地理解閃光同步速度，需要先理解相機(jī)的解焦平面快門是如何工作的。
所謂焦平面快門，即快門的位置放在相機(jī)的焦平面處。焦平面快門由兩個(gè)簾子（快門簾）組成，可以叫做前簾和后簾，或者第一簾和第二簾。有的相機(jī)快門簾沿著豎直方向移動(dòng)，有的相機(jī)快門簾沿著水平方向移動(dòng)。相機(jī)曝光的時(shí)候，前簾先打開，露出膠片或影像傳感器開始曝光。曝光結(jié)束，后簾向前簾方向移動(dòng)，關(guān)閉快門。
因?yàn)楹熥拥囊苿?dòng)有一定的速度，如果等膠片或傳感器全部打開后再關(guān)閉，快門速度就有一個(gè)最快的上限。比如尼康D700，簾子豎直移動(dòng)，掃過傳感器所用時(shí)間（即傳感器全部打開所需時(shí)間）是1/250s，這就是傳感器全部打開對(duì)應(yīng)的最快快門速度（即前邊說的臨界快門速度）。那么比這個(gè)速度還快的快門速度（比如1/1000s）是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？竅門是，前簾開始移動(dòng)但傳感器（或膠片）還沒完全打開的時(shí)候，后簾就開始移動(dòng)。這樣，傳感器不是一次完全打開，而是打開了一條縫，這條縫從傳感器一端移動(dòng)到另一端，完成曝光?？p的寬度越窄，對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)間越短。比如還是尼康D700，如果縫的寬度是整個(gè)傳感器寬度的一半，那么對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)間是1/500s。如果縫的寬度是整個(gè)傳感器寬度的1/4，那么對(duì)應(yīng)的曝光時(shí)間是1/1000s。以此類推。就是靠這個(gè)方式，D700的最高快門速度達(dá)到了1/8000s。
如前所述，快門的臨界速度是閃光同步速度的上限，對(duì)應(yīng)最高閃光同步速度。比如，尼康D700的最高閃光同步速度是1/250s，佳能5D Mark II的最高閃光同步速度是1/200s。注意，這個(gè)參數(shù)是由相機(jī)決定的，跟閃光燈無(wú)關(guān)。
閃光燈通常的工作模式是這樣的：在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出一束高頻的脈沖光線（色溫5000-6000K），照亮被攝體。這個(gè)高能量脈沖光持續(xù)的時(shí)間通常是1/1000s-1/10000s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于相機(jī)的閃光同步速度。因?yàn)槟芰亢芨叨掷m(xù)時(shí)間很短，可以把被攝體瞬間照的很亮，如果被攝體足夠近。我們可以把這個(gè)時(shí)間叫做一次閃光的持續(xù)時(shí)間。（美茲閃光燈50AF-1和58AF-2在全功率模式下的一次閃光持續(xù)時(shí)間不夠短，是1/125s，慢于尼康D700和佳能5D Mark II的最高閃光同步速度。）
如果在閃光燈工作期間整個(gè)影像傳感器或膠片都打開了，那么整個(gè)傳感器或膠片都被閃光燈照亮了，或者說被閃光燈曝光了。如果傳感器只打開一條縫，那么影像傳感器只有一部分被閃光燈曝光，其余部分閃光燈沒有照到因此是黑的或暗的（跟環(huán)境光強(qiáng)度有關(guān)），因?yàn)槠毓膺€沒完成閃光燈就已經(jīng)關(guān)閉了。因此，最高閃光同步速度＝快門簾掃過整個(gè)影像傳感器或膠片的時(shí)間＝整個(gè)影像傳感器或膠片被曝光所需要的最短快門時(shí)間或最高快門速度。
很多現(xiàn)代的相機(jī)都有這樣一個(gè)功能：使用閃光燈的時(shí)候，在自動(dòng)模式下相機(jī)會(huì)自動(dòng)阻止快門速度高于相機(jī)設(shè)定的閃光同步速度。即便在自動(dòng)模式下選擇了比設(shè)定的閃光同步速度還高的快門速度，相機(jī)也會(huì)使用和設(shè)定的閃光同步速度一樣的快門速度進(jìn)行曝光，以免照片只有一部分被閃光燈照亮。
如果快門速度低于最高同步快門速度會(huì)怎樣呢？這時(shí)會(huì)允許更多的環(huán)境光參與曝光。如果你想要更多的環(huán)境光參與曝光以顯示照片的真實(shí)性，可以使用低于閃光同步速度的快門速度進(jìn)行曝光。
上圖是使用尼康D3拍攝的例子，最高閃光同步速度是1/250s。實(shí)際上，如果快門速度恰好等于最高同步快門速度，照片右側(cè)出現(xiàn)了輕微的陰影。這是快門簾邊緣的陰影。（這種現(xiàn)象在閃光燈離機(jī)引閃的時(shí)候存在，由引閃信號(hào)的有限傳播速度引起的，參見http://neilvn.com/tangents/2010/08/02/high-speed-flash-sync/），所以，特別是在閃光燈離機(jī)引閃的時(shí)候，快門速度要比最高閃光同步速度慢一點(diǎn)。這個(gè)例子里邊，較慢的不同快門速度對(duì)應(yīng)的成像幾乎沒有分別，因?yàn)榄h(huán)境光很暗。
左圖中，環(huán)境光很暗。這時(shí)，只要快門速度不高于最高閃光同步速度，相機(jī)的實(shí)際快門速度不影響主體的曝光，只影響背景環(huán)境的曝光。原因是閃光燈一次閃光的時(shí)間非常短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于最高閃光同步速度；實(shí)際的曝光時(shí)間是閃光燈一次閃光的時(shí)間。這也導(dǎo)致被攝主體的動(dòng)作能夠被很好地凝聚下來，不管快門速度多慢。右圖中，環(huán)境光很明亮，閃光燈只是用來補(bǔ)光（填充陰影）。曝光參數(shù)是1/100s @ f/16 @ ISO100（陽(yáng)光16法則）。環(huán)境光很亮的時(shí)候，如果主體是快速運(yùn)動(dòng)的，長(zhǎng)的曝光時(shí)間可能會(huì)產(chǎn)生重影，一個(gè)是閃光燈曝光的影像，另一個(gè)是環(huán)境光曝光的影像。
（三）高速閃光同步
如果需要比最高閃光同步速度還快的快門速度怎么辦？這完全有可能需要，比如我們需要使用大光圈產(chǎn)生的淺景深。這可以通過高速閃光同步（High Speed Flash Sync）來實(shí)現(xiàn)。
一些（高端）相機(jī)和（高端）閃光燈支持高速閃光同步，也叫高速同步（HSS），或焦平面閃光（Focal Plane Flash，F(xiàn)P Flash）。在HSS（FP）模式下，在快門簾掃過影像傳感器或膠片的整個(gè)過程中，閃光燈快速地發(fā)出一系列的閃光脈沖，以照亮整個(gè)傳感器或膠片。平均來講，傳感器和膠片上不同部分接收到的閃光曝光量是相同的。
尼康D3使用HSS（FP）模式的效果
在HSS（FP）模式下，因?yàn)槊總€(gè)閃光脈沖只能照亮傳感器（膠片）上的一條縫而不是全部，閃光燈的有效功率大為降低，因?yàn)楹芏喙饩€是浪費(fèi)在照亮快門簾上。因此，最高閃光同步速度也是閃光燈的效率最高的快門速度：在最短的快門時(shí)間內(nèi)閃光燈使用全部光線照亮了整個(gè)影像傳感器（膠片）。當(dāng)你想讓閃光燈發(fā)揮最大功率以壓住環(huán)境光的時(shí)候，應(yīng)該設(shè)置快門速度在最高閃光同步速度，或稍稍低于閃光同步速度（以免產(chǎn)可能生快門簾陰影）。
閃光燈在正常模式下工作的時(shí)候，它發(fā)出的是瞬時(shí)的閃光脈沖，其持續(xù)時(shí)間一般大大短于相機(jī)的最高閃光同步時(shí)間。只要在這期間影像傳感器和膠片全部打開，閃光燈就可以使整個(gè)傳感器和膠片均勻曝光。
在高速閃光（HSS或FP）模式下（只有在快門速度快于最高閃光同步速度的時(shí)候才會(huì)有效），閃光燈的輸出實(shí)際上相當(dāng)于連續(xù)光，持續(xù)一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間直到整個(gè)傳感器和膠片曝光。在這個(gè)模式下，跟使用連續(xù)光源一樣，曝光結(jié)果依賴于曝光時(shí)間（如上圖）。因?yàn)镠SS（FP）閃光相當(dāng)于連續(xù)光源，跟連續(xù)光源一樣，曝光對(duì)它的反應(yīng)也是線性的。也就是說，曝光量和快門時(shí)間成正比，曝光遵守光圈和快門的互易律，如圖（1/500@f4 = 1/1000@f2.8 = 1/2000@f2）：
但應(yīng)注意，當(dāng)快門速度非常高的時(shí)候（比如1/4000s），互易律可能會(huì)失效（http://neilvn.com/tangents/2010/08/02/high-speed-flash-sync/）。
如果只是想用大光圈產(chǎn)生淺景深而不想要非常高的快門速度，除了使用高速閃光模式還有其它的辦法，比如選擇低ISO值，或者使用中性密度濾鏡減少光強(qiáng)，這樣可以加大曝光時(shí)間。
（四）使用閃光燈的幾個(gè)竅門
（五）關(guān)于最高閃光同步速度的簡(jiǎn)單總結(jié)
相機(jī)的閃光同步速度是指在普通閃光模式下（非高速閃光模式）閃光燈能讓整個(gè)影像傳感器或膠片同時(shí)曝光的快門速度。最高閃光同步速度是閃光同步速度的上限。把相機(jī)快門設(shè)置在最高閃光同步速度能讓閃光燈發(fā)揮最大的效率，對(duì)給定距離的被攝主體提供最亮的照明，給出最大的閃光/環(huán)境光比例。如果相機(jī)快門速度低于最高閃光同步速度，延長(zhǎng)的曝光時(shí)間導(dǎo)致相機(jī)撲捉到更多的環(huán)境光。如果相機(jī)快門速度高于最高閃光同步速度，通過快速閃光同步模式也可以讓整個(gè)影像傳感器或膠片曝光，但閃光燈的有效功率大幅降低。
參考文獻(xiàn)：
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