互动科普

在我们潜水时，面对水下多姿多彩的美丽景观，可曾想要把它们都拍摄下来？那么，我们事先需要了解哪些知识呢？

水下摄影的历史

你可能想不到，早在150多年前的1856年，英国摄影师威廉·汤普孙（William Thompson）就已经开始进行水下摄影了。后又过了将近40年，为了取得更好的拍摄效果，人们开始尝试在海中使用泛光灯进行闪光拍摄。我们知道，那时的照相机很笨重，胶卷的感光度也不高，更不用说还要考虑防水和操控问题了。总之，当时的水下摄影更多地属于一种探索，而不是什么轻松惬意的享受。

比起那些前辈，今天的我们如果想要进行水下摄影，那可就简单多了。随着技术的快速发展，数码相机取代了传统胶片相机，体积减少、重量减轻，但功能却明显增强，感光元件比胶卷更灵敏，数据存储卡比胶卷容量更大，而防水塑料壳也比从前的金属保护壳便宜得多。所有这一切，都让水下摄影变得更加大众化。

但是，水下摄影毕竟不是通常的陆上摄影，最重要的一个区别就是，它的主要的光介质是水，而不是空气。由此，很多新的技术问题也就产生了。

水对光线的新挑战

俗话说，外行看热闹，内行看门道。水下摄影的技术难点，就在于水和光之间的关系，主要是两个问题：光如何穿透到水下？多少光能穿透到水下？

首先，光在穿透海面时，会有一部分被反射掉。

日光到达海面后，海浪的波纹增加了海水的反射面，（比起平静海面时）更多的日光会被任意地反射到各个方向。总的来说，日光有多少会被反射，主要取决于观测点的海浪情况、太阳高度、季节等情况。通常，风大浪急的海面能够反射掉更多的日光，在这种情况下，仍然能够穿透海面进入海水的日光，相应就会变少。而海面如镜子般平静时，被反射的日光就比较少，会有更多的日光直接穿过海面进入海里。在正午时分，太阳以近乎垂直的角度照在海面上，被反射的光相对减少，进入水里的光也就相对增加了。

其次，进入海水中的日光，还会发生折射和散射；照射到海底时，也会产生明显的反射光。

日光进入水中后，光会被水分子及其他悬浮颗粒散射，称为水中散射光。部分水中散射光可到达水底，被底部物质反射，成为底部反射光。水中散射光向上部分与底部反射光共同组成水中光，在浅水和特定的环境下，会令人感到大自然的美丽和神奇之处。

由于光的反射、折射和散射，水下摄影就面临了几个在陆地上碰不到的问题。

第一，光线的性质发生了变化。进入海水里的日光，其实已经是偏振光了（一般是不完全偏振光）。当日光近乎垂直照射时，珊瑚的色彩会更漂亮。这就是为什么在上午11点至下午4点是水下广角摄影的最佳时机，因为你可以利用强烈的日光作为背景光，营造出晶莹通透的照片效果。

第二，光线的波段也发生了变化。进入海水里的日光，由于被海水吸收导致严重衰减，大部分波段的光都会被滤掉，比如波长600纳米左右的红、黄、橙光，就很难到达比水下5米更深的地方，只有波长在480纳米左右的蓝绿色光的衰减情况略好一些，可以穿透更深的海水。这就意味着，在深一些的水下拍摄时，不仅光线非常暗弱，而且缺少颜色。因此，这时必须使用人工辅助光源（闪光灯）等来补光，以恢复海底世界应有的色彩。

第三，随着多次的反射、折射和散射，影像的反差下降得非常厉害。所谓反差，是指影像的黑白密度差别和明暗差别。通俗地说，反差很小的时候，照片就显得雾蒙蒙、灰蒙蒙的，目标对象的色彩不鲜明、层次不突出、轮廓也不清晰，效果会很差。因此，最好将摄影对象的距离控制在2米以内，并使用闪光灯，以改善细部表现及影像反差。

第四，由于海水中浮游生物和微粒（通称“浮尘”）众多，如果沿袭陆地拍摄的习惯（正面拍摄、正面闪光），这些浮尘反射和散射的光线会相当强，导致照片质量低劣。因此在拍摄时，最好让闪光灯与镜头成一定角度，避免这个现象的发生。

第五，闪光灯在水下的闪光强度也会明显衰减，不能按照陆地设定好的参数，必须进行调整（水下拍摄目标距离1米以内时，闪光指数为陆地的1/2；1～3米时，为1/3；3米以上时为1/4）。而且，当摄影距离超过5米后，一般的闪光灯也就失去作用了。

最后，镜头的焦距也会变。一个镜头的焦距如果是50毫米（在陆地上），那么拿到水里用的时候，焦距就必须乘以1.33（水的折射率），变成66.5毫米，看起来就相当于水下景物变大了。因此，许多普通的数码相机的广角端焦距也就是28毫米左右，下水后就会变成37毫米，也就不再能拍出广角画面的冲击性效果来了。这时候，只能换用更广的镜头，或者放弃广角拍摄了。

水下摄影经验谈

总的来说，水下摄影跟三个方面有关系：一是你的潜水技能，二是你的器材，三是当时的情况。所谓“当时的情况”，包括你在什么海域潜水、海水能见度、当时有什么生物、你打算怎么拍摄等等，这些都是要事先做好准备的，不然最后是得不到好照片的。

首先，潜水技能一定要掌握。在拍摄时，它的作用主要体现在两个方面。一是对平衡的控制，包括控制重心和浮力。潜水的人都知道，控制重心和浮力的能力不是一两天能练就的，控制好重心才能在水中保持平衡；控制好浮力，才能在水中自由移动。二是帮你拍到目标。当你看到一个生物想去拍摄的时候，你有没有能力拍到它？比如一群鱼在移动，你踢蛙鞋能不能追得上，追上了以什么角度去拍，这张照片要包括哪几样元素在里面，等等。这时，你的潜水技能就能帮你实现这些想法。

其次，对器材的使用一定要熟练。广角镜头的问题前面已经介绍过了，现在讲讲布灯。布灯是水下拍摄的最基本技能。与陆地上相比，水下布灯要困难些。在陆地上，灯布错了没关系，照片中不一定看得出来，但在水里，如果灯布错了，由于前面说过的原因，画面上就会出现很多反光的浮尘。我们看一张潜水照片，首先看的不是它的构图、曝光，而是看有没有浮尘，浮尘厉害的话，这张照片就完全失败了，别的再好也不管用。

下面，就以常常能使照片出彩的水下微距摄影和水下广角摄影为例，简单讲述一下水下摄影的技术诀窍。

（本文发表于《科学世界》2013年第9期）