前言：安塞尔·亚当斯的遗产
区域曝光法是安塞尔·亚当斯 (Ansel Adams) 和弗雷德·阿切尔 (Fred Archer) 在 1940 年代创立的一套摄影曝光与显影控制体系。
许多人认为它是一种艺术直觉，但实际上，它是感光测定学的工程化应用。它将复杂的特性曲线（H&D 曲线）简化为 11 个可视化的“区域”，让摄影师能够精确预想并控制最终照片的影调。
区域的定义
区域系统将从全黑到全白的亮度范围划分为 11 个等级（Zone 0 到 Zone X）。
- Zone 0：相纸能达到的最大黑度 (D-max)，无细节。
- Zone III：有丰富细节的暗部（如深色石头、阴影中的树皮）。
- Zone V：中性灰，反射率 18%。这是测光表的基准。
- Zone VII：有丰富细节的亮部（如阳光下的白雪、浅色皮肤）。
- Zone X：相纸的纸白 (Paper White)，无细节。
每个区域之间相差 1 档曝光，即亮度相差 2 倍，对数曝光量 ($\Delta \log H$) 相差 0.3。
感光测定学基础：H&D 曲线
要理解区域曝光法，必须理解胶片的特性曲线（Hurter & Driffield Curve）。
- 横轴：曝光量的对数 $\log_{10} H$ (Lux-seconds)。
- 纵轴：密度 $D = \log_{10} \frac{1}{T}$ (Transmission)。
曲线通常呈“S”形，分为三部分：
- 趾部：低曝光区，斜率逐渐增加。对应暗部细节。
- 直线部：密度与对数曝光量呈线性关系。斜率即为 Gamma 值。
- 肩部：高曝光区，斜率逐渐降低。对应亮部细节。
曝光与显影的控制逻辑
亚当斯的名言：“对暗部曝光，对亮部显影 (Expose for the shadows, develop for the highlights)。” 这句话完美概括了区域曝光法的数学逻辑。
对暗部曝光
胶片的感光度（ISO）是固定的，它决定了趾部的位置。
- 如果我们希望阴影部分有细节，必须确保它的曝光量落在趾部之上（Zone III）。
- 改变显影时间对趾部的影响很小（因为显影初期趾部就基本反应完了）。
- 因此，暗部密度主要由曝光量决定。
对亮部显影
显影时间主要影响曲线的斜率，即反差。
- 随着显影时间增加，高光区域的密度迅速增加，而暗部密度增加缓慢。
- 因此，亮部密度主要由显影时间决定。
N+1 与 N-1 显影
这是区域曝光法的核心技巧，用于控制反差以适应场景亮度范围 (SBR)。
- 正常显影 (N)：场景反差正常（约 7-8 档）。Zone III 落在胶片暗部，Zone VII 落在胶片亮部。
- 减冲 (N-1, Contraction)：
- 场景反差过大（如烈日下的峡谷，反差 10 档）。
- 如果按正常显影，暗部曝光正常时，亮部会飞出肩部（过曝）。
- 方法：减少显影时间。降低 Gamma 值，使曲线变平缓。将 10 档的场景压缩到胶片能容纳的范围内。
- 增冲 (N+1, Expansion)：
- 场景反差过低（如阴雨天，反差 4 档）。
- 方法：增加显影时间。提高 Gamma 值，使曲线更陡峭。将 4 档的场景扩展开来，使照片黑白分明。
总结
区域曝光法本质上是对系统传递函数的主动控制。
通过调整曝光（平移 $f_{\text{Film}}$）和显影（旋转 $f_{\text{Film}}$ 的斜率），摄影师不再是被动地记录光线，而是主动地预想并创造影像。
Reference
- Adams, A. (1981). The Negative.
- White, M., et al. (1976). Zone System Manual.