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引言

可能很多人甚至连我自己都想不到，本篇图文的写作动机来源于一场发布会上，一个引发争议的片段。

那是 2025 年 10 月 15 日，OPPO 意气风发的在舞台上发布了他们年度最新的重磅旗舰产品   Find X9 系列。覆盖多个焦段且具备丹霞色彩还原镜头的它已经毫不掩饰自己在手机影像领域的野心，而来自摄影界传奇哈苏的联名则更是给了它向上挑战的底气。于是，像它的竞争对手们曾做过的那样，喊着「旅拍不用带相机」 的它也自信地发起了挑战，并且在这个舞台上它的确向我们演示了那份设计好的成功，而争议，也恰恰由此开始。

面对如此图景，一些人认为这是手机计算摄影能力在保留既有便利性的优势下所取得的另一次胜利，而这份胜利在持相反观点者看来，则是对 「万元相机」 在专业生产领域的一场不光彩的亵渎。初见此图时，我亦与后者共鸣：佳能 R7，似乎并未以其应有的水准在工作。为何有此论断？关键在于取景器左上角（左下角）那个被忽略的图标——它并非摄影爱好者所熟悉的 Tv（S）、Av（A）或 M 档，而是一个在模式转盘上几乎被遗忘的绿色标志：「A+」高级自动模式。这个模式，曾是数码相机普及年代的「启蒙者」，是无数人摄影之路的起点；如今，却成为一场专业之争的焦点，其中的反差，耐人寻味。

与如今兼具极致便利性与高速迭代能力的智能手机相比，相机的自动模式算法，在今天看来或许已然过时。然而，回溯那个一切参数都需手动设置、甚至为自然条件所困的年代，正是这个「不够智能」的起点，为无数人叩开了摄影世界的大门。它的背后，同样蕴藏着一部波澜壮阔的技术进化史诗。现在，让我们暂且搁置那些无谓的争执，一同走进这段引人入胜的历史。

第一节 测光元件的发展

测光概念在摄影中的应用始于 1844 年，至今已发展近 180 年。它的出现，源于人们发现了不同感光介质对光照的敏感性差异。在早期，曝光判断依赖于需要目视的专用设备或纯粹的个人经验。直至 1930 年代，光电元件的诞生与普及，才为实现客观的光照测量提供了技术基础。

作为经考证最早用于摄影测光的光电元件，硒光电池同时适用于外置手持测光表和相机内置结构。其核心原理在于光电效应：外界光照越强，产生的电流就越大。将硒光电池与电流表相连，指针偏转幅度便能依据此原理反映出外界光照的强度。

硒光电池因无需供电且光谱响应与人眼相似，成为直接测定照度的有效手段。正因如此，在用于相机内置测光时，其表面往往覆盖一组类似昆虫复眼的透镜以限制入射光线、防止光电池的镜面反射现象，这也构成了早期自动测光相机如下图所示的标志性外观。

上图中的初代奥林巴斯 PEN-EE 相机发售于 1961 年 8 月。其镜头外圈的硒光电池板与内部联动结构协同工作，能依据预设胶片感光度和外界光线，自动调节光圈大小。再结合其无需对焦的泛焦设计（类似理光 GR 的 SNAP 模式）与固定的 1/60s 快门速度，用户只需专注构图并按下快门即可。此外，亲民的定价与半格画幅带来的双倍拍摄能力，共同使 PEN-EE 成为一款广受欢迎的早期自动化相机。而在采用其他联动结构的相机或外置测光表上，硒光电池则让用户能像今天在手动模式下使用曝光标尺一样，实现对曝光的精准控制。

随着时间推移，人们逐渐发现硒光电池的局限，它长期暴露在强光下会发生衰减致使测光表的读数不准确，对低亮度和弱光环境不够敏感，以及其必须具备一定的体积才能正常工作。为了克服局限，体积更小和灵敏度更高的硫化镉（CdS）光敏电阻得到应用，如下图中徕卡-美能达 CL 上位于快门帘前方的测光探头便采用了 CdS。

CdS 光敏电阻在测光应用中需外部供电，系统通过将其阻值变化（光照越强，电阻越小）转换为电压或电流信号来驱动读数。该元件虽克服了硒光电池的体积瓶颈，但其弱光灵敏度仍然不够理想，且存在关键的「强光记忆效应」：在测量强光后立即检测弱光时，显示结果因响应延迟而偏高，从而导致对弱光物体的曝光不足。

这一固有缺陷，最终限制了其应用范围，使其随后主要活跃于中低端自动相机市场。在高端产品领域，CdS 元件逐步让位于性能更卓越的硅光电二极管（SPD）及其改进型磷砷化镓光电二极管（GPD），后者构成的测光技术体系至今仍被数码单反相机沿用。

SPD（硅光电二极管）与硒光电池类似，其产生的电流与光照强度成正比。但由于SPD的输出电流极其微弱，必须借助外部供电的运算放大器进行放大，才能被后续电路使用。它的性能优异而稳定，在强光与弱光环境下均表现卓越，不仅克服了CdS 光敏电阻的「强光记忆效应」，还具备体积小巧的优势，因此被视为理想的测光元件。然而，SPD 对红色光异常敏感，这唯一的缺点要求在其前方加装蓝色滤镜进行补偿。该缺陷在磷砷化镓光电二极管（GPD）上得到了解决。

在技术路径上，数码单反直至其发展末期，受制于五棱镜和反光板构成的光路结构，仍不得不采用分立式的对焦与测光传感器子系统。而自 M4/3 系统开创的无反相机架构，则将所有相关功能统一交由 CMOS 传感器执行。需要指出的是，测光精度不仅取决于传感器本身，其布设位置同样至关重要，此部分内容让我们留待下一节详述。

第二节 TTL 一锤定音

TTL 的全称为 「Through the Lens」，其原理是直接测量通过镜头的光线。这种方式以统一的光路终结了外置测光的误差，并完美适配可换镜头系统，因而成为现代相机的标准。需要明确的是，所有相机内置的 TTL 测光均属反射式，即测量被摄物体反射外界光线的亮度。

虽然蔡司伊康于 1935 年推出的 Contaflex 860/24 双反相机已率先内置了 TTL 测光系统并申请专利，但该技术的广泛应用却迟至 1960 年代。其普及的关键在于半导体行业的进步，使得小型化感光器件的制造成为可能。目前公认最早实现量产的内置 TTL 测光相机之一，是东京光学在 1963 年推出的单反相机 Topcon RE Super。

而 「其中之一」 的另一位代表，便是当时声名显赫、销量巨大的宾得 SP，它至今仍被奉为胶片摄影的经典入门机型。其全名 「Spotmatic」 即源自一项技术先声：宾得在 1960 年的 Photokina 展会上，展出了一台搭载了类似现代点测光 TTL 系统的原型机。

在考据过程中，我发现 「谁是第一」 的问题曾引发争议。现今定论是：宾得在原型机展出上占先，但东京光学在量产上市上领先。宾得 SP 于 1964 年才正式发售，且两者测光系统的设计完全不同。量产版 Spotmatic 因成本与市场考虑，放弃了原型机的点测光机械结构，转而采用将两组 CdS 感光元件置于五棱镜内、取景器旁的中央重点平均测光方案，类似的机械结构后见于在上一节提到的徕卡-美能达 CL，测光元件位于取景器旁的设计思路也能在后世同样内置测光的胶片单反甚至数码单反上见到，如下图所示。

而东京光学则坚持认为测光元件应位于镜头正后方，为此 RE Super 开创性地将 CdS 感光元件贴于反光镜后，并通过特殊刻线将镜头入射光线中的 7% 折射给测光元件，同时保证取景亮度。这一设计，成为后世 TTL 系统演进的重要蓝本。遗憾的是，这台在测光系统设计理念上甚至领先于宾得原型机（例如在当时就能做到全开光圈测光）的相机却因其他功能的平庸而导致整体产品力不足，难以与宾得、尼康等厂商竞争。加之东京光学后期面临的经营困境，Topcon 品牌最终于 1977 年退出相机市场。

为应对闪光灯等瞬时光源下的测光难题，业界开始构想直接测量胶片表面的反射光。这一构想最终由奥林巴斯在 1975 年推出的 OM-2 实现，其系统称为「TTL Direct」，当按下快门、反光镜抬起、前帘移动使胶片开始曝光时，如下图绿色部分示意位于机身底部的测光元件会接收从胶片表面反射回来的光线。为确保测光准确，OM-2 对快门前帘进行了特殊涂装，使其反射率与胶片表面高度一致，从而实现了精准的闪光测光。

即便进入数码时代，TTL 也依然是经过验证的、最稳定可靠的测光范式。对于绝大多数小型数码相机和无反相机而言，它们虽已不再需要独立的测光模块，但其测光系统依然遵循着 TTL 的核心思想：直接分析从镜头到达影像传感器的光线。这一「通过镜头」进行测量的根本原点，为后续多种测光模式的分化与发展奠定了坚实的技术基础。

第三节 多区测光技术

在 TTL 测光系统因理想感光元件与位置的确定而日趋成熟之际，诸如 「点测光」、「中央重点平均测光」等经典模式也已奠定基础。尽管如此，现实中复杂多变的光线条件和摄影师个性化的拍摄需求，仍对测光技术提出了更高要求。正是为了满足这些需求，一种同时对画面多个区域进行智能评估的测光思想应需而生。

1966 年 3月，美能达发布了其首款内置测光单反 SR-7 的改进型号——SR-T101，它引入了名为 CLC（Contrast Light Compensation）的 TTL 测光系统，其核心是两组上下排列的CdS感光元件。它们能同时测量画面的高光与阴影区域，并输出一个经过补偿的曝光值。具体而言，下方元件的灵敏度被设定为上方元件的两倍，以此优先保证前景主体的正常曝光，从而在大光比场景中实现更精准的测光。这一开创性的成就不仅显著提升了包含天空等复杂场景的拍摄体验，更被后世誉为现代多区测光技术的直接雏形。

多分区测光技术的质变，与微电脑的引入密不可分。微电脑将算法概念带入摄影，使相机能快速、精准地处理来自环境和用户的复杂变量。

1983年，尼康推出了问鼎次年 「欧洲相机大奖」 的FA单反相机。它集成了名为 AMP（Automatic Multi Pattern） 的测光系统，其核心即是利用机身微电脑，监测并计算取景器左右两端两个 SPD 感光元件的数据。每个 SPD 元件各被划分为三个检测区，二者协同工作，最终将画面划分为五个区域进行自动测光。由此，FA 成为尼康乃至全世界首款实现矩阵测光的相机。此后尼康 F-801 和 F4 的矩阵测光功能，均是在此基础上的改进版本。

通过下图可以清晰地看到两种测光模式的核心理念差异：A 部分的尼康 FA 将画面划分为五个区域进行独立评估，而 B 部分的中央重点权重测光则视画面为一个整体。后者正是受限于上一节所提及的技术框架—— 它只能计算一个综合的亮度平均值，因而无法有效应对光线分布不均的复杂场景。

自此，矩阵测光（评价测光）作为一种主流技术范式被确立下来，并与点测光等传统模式并存。在集成电路飞速发展的驱动下，其演进路径清晰地指向对场景进行更精细的区域划分与智能分析。

举个例子，在 1987 年的佳能 EOS 620 中将此前分散的感光元件整合为一个部件，划分为六个区域进行评价测光；1994 年，EOS 1N 内置测光传感器可检测的评价测光区域来到 16 个；2014 年，EOS 7D Mark II 内置的 15 万像素 RGB 测光传感器将画面划分为 252 个区域，每个区域包含 600 个像素进行评价测光。这一趋势也体现在美能达 「蜂巢测光」 与尼康持续完善的矩阵测光系统上，它们共同谱写了自动曝光技术的演进史诗。

下图为美能达胶片 Alpha 7 上 「蜂巢式测光系统」 的实时显示功能，黑色部分代表此区域欠曝，白色代表此区域过曝，每个六边形格子中显示的数字便是具体过曝与欠曝的档位多少。此测光系统也出现在柯尼卡美能达末代数码单反 Alpha 7 Digital、Alpha 5 Digital 及索尼最初的 DSLR-A100 中。

第四节 计算的基石：APEX

回顾前文，技术演进的内在逻辑清晰可见：感光元件与光路设计奠定了硬件基础，而微电脑与集成电路则赋予了相机智能，使前人的经验得以通过自动化方式高效复用。在此进程中，选择一个兼具通用性与实用性的曝光参照体系，成为至关重要的一环。

历经筛选，1960 年美国国家标准机构（ASA）所提出的 APEX 系统最终胜出。该体系名称中的 「A」 意指「Additive」，因此亦被称作 「加法系统」，它作为胶片曝光参数计算的集大成者而被广泛应用。

• APEX 系统的核心是 EV（曝光值），它代表了所有能产生同等曝光量的光圈与快门组合。其基本公式为 EV = Av + Tv，或等效的 Bv + Sv。
• Av（光圈值） 与 Tv（快门速度值）：对于佳能用户而言，这正是相机模式转盘上的「Av 档」和「 Tv 档」所指。
• Sv（感光度值）：可直接由 ISO 感光度进行换算。
• Bv（亮度值）：L 为环境亮度，其中 K 为校准常数。

详细公式与计算范例可参考下图¹，限于作者能力和本文篇幅，有兴趣的读者还请自行查阅相关专业资料。

我们只需理解，APEX 系统为用户和相机自动化提供了一套简便的计算方法。其核心价值在于，它将曝光量抽象为一个统一的 Ev 值，所有能获得相同曝光的光圈与快门组合都对应同一 Ev 值。这意味着，在胶片时代，用户通常只需控制一个变量（光圈或快门）相机便可自动计算另一个，这正是「光圈优先」和「快门优先」模式的工作方式。随着数码相机的演进，ISO 感光度也成为可自由设定的参数，从而在此框架下实现了更灵活的控制。

相机内部自动曝光的计算方式通常采用名为「程序线」的方式进行描述，例如下图中美能达 Alpha 7000 的程序线便描述了在使用 ISO 100 感光度胶卷时，P 档程序自动模式的计算逻辑。

横向坐标代表快门速度，纵向坐标代表光圈，相交于纵横网格的斜线代表 Ev 值。对于特定的 Ev 值而言，绿色斜线与黑色斜线的交点即为获得这一曝光值的光圈和快门速度组合。例如在本图中 F2.8 1/1000s、F5.6 1/250s 和 F11 1/60s 这些光圈和快门速度组合所达成的曝光值均为 Ev=13。

不同厂商的自动曝光程序因其计算逻辑而异，尤其在可换镜头系统中，相机会根据镜头焦距与光圈采用不同策略。例如美能达 Alpha 7000 为广角、标准、长焦镜头设定了不同的程序线：在EV13时，三者分别采用 F8 1/125s、F5.6 1/250s 和 F4 1/500s 的组合，旨在为不同焦段优先保证等量的曝光。佳能初代 EOS 机型 650 和 620 还具备为镜头匹配专属曝光程序的功能。

第五节 由机械到电子，由外至内

谨向坚持阅读至此的各位读者，致以诚挚的谢意。如前文所述，实现自动曝光的一切准备均已就绪：理想的硬件、可靠的算法与足够的算力正待组合。这最后一次推动，将为相机的发展彻底推开新时代的大门，让影像的记录从此走出专业壁垒，赋予每个普通人定格瞬间的权利。

在这一节中，1976 年 4 月上市的佳能 AE-1 是不可不提的经典。它率先采用集成电路与微电脑处理器取代了传统的机械联动结构来实现快门优先自动曝光。此举使整机机械部件减少了 300 个²，显著降低了成本与故障率。

凭借电子化带来的新颖体验、轻巧机身、低廉售价以及成功的广告营销，AE-1 精准地迎合了市场热潮，最终以总计 570 万台的销量成为史上最畅销的单反相机之一，其巨大成功彻底改善了佳能当时的经营状况，使其免于破产。在 AE-1 大获成功五年后，其更新型号 AE-1 Program 于 1981 年问世，新增了可由相机完全自主设定光圈与快门的程序自动曝光模式。

AE-1 的成功，确立了相机电子化已是不可逆转的主流方向。而在本文第三节中提及的、用于介绍分区测光系统的尼康 FA，正是这一趋势下的高端产物，其电子化程度甚至更为激进。它配备了傲视同侪的最快 1/4000s 电子控制快门，还毫无保留地提供了当时所有的自动曝光模式。结合其声名显赫的 AMP 多区测光系统，FA 被后世视为尼康倾其所有尖端技术打造的集大成之作，其销售额在当时一度仅次于真正的专业旗舰 F3。

遗憾的是，FA的辉煌如昙花一现。其面世仅一年后，行业便被美能达 Alpha 7000 这款划时代产品彻底重塑。作为全球首款实现量产的实用自动对焦单反，它迫使全世界重新思考相机的形态与可能，「Alpha」之名自此成为技术革命的旗帜，其影响力绵延至品牌易主后，仍能再度引领风潮。需要明确的是，Alpha 7000 的历史地位主要由自动对焦技术奠定。而在自动曝光技术谱系中的关键进化，则要由其继任者：1988 年 5 月发布的 Alpha 7700i 来完成，在日本之外的其它地区，它也被叫做 Dynax/Maxxum 7000i。

Alpha 7700i 进一步强化了自动对焦性能，对焦速度超越了佳能 EOS 650/620，并以三组 CCD 测距组件排列实现了对横向和纵向物体均能准确对焦的能力。其测光系统也经过革新，将六个分区中的五个汇聚于中央，以近似「点测联动」的方式优化了主体曝光。然而，它真正的里程碑意义在于引入了 「艺术创作软件卡」 系统。

这超越了单纯的硬件升级，为相机植入了一个「软件灵魂」。用户可通过插入不同的 「创意卡」，指令相机进入特定场景的自动拍摄模式，或实现特殊功能。这一系统不仅能控制曝光参数，更能主动控制镜头的焦点移动，开创了相机功能可软件化扩展的先河。

竞争对手佳能受此系统启发，在 1990 年 3 月发售的 EOS 10 上，推出了以 「ART CODE」 条形码为核心的程序自动曝光系统。用户使用专用扫描仪扫描配套条码书中的预设，即可将对应的拍摄参数录入相机。随后，相机便能自动调整设置，帮助用户直接拍出与条码书上样张效果相似的照片。

从技术史看，创意卡与条形码是特定时期的过渡方案；而对每个使用者而言，它们演化出的场景模式，却可能是摄影之路的温柔起点。技术在那一刻隐于无形，只为达成一个纯粹的目的：帮你定格那个瞬间。无论此后你是否与摄影相伴，那个由它笨拙却真诚地为你留住的瞬间，已然成为永恒。

尾巴

「光，终于能被追上。」 —— 尼康 FA 宣传语

从曝光到对焦，技术的壁垒次第倾颓，记录生活的权利得以薪火相传，交付至亿万普通人手中。历史，是「不忘来时路」；未来，是「明确当下身」。我们便如此，自逐光的旅人，成为了驭光的创作者。

了解这段来路，我们方知掌中器物缘起何处；展望这个时代，我们更明自身将行向何方。这，是一部由人类谱写，从追逐光到驾驭光的壮阔史诗。而如此史诗，在摄影的长河中何止一段。

此刻，或许我们应当忘却所有技术的辩驳。因为最好的相机，永远是您手中那台乐于捕捉生活的——而它，正静候着您的下一份热爱，准备就绪。

• 题图来自免费可商用图库 Pixabay 用户 peterscode 拍摄，正文经 AI 润色。
• 本文参考了色影无忌等网站上的往期文章以及知乎专栏，衷心感谢这些创作者对于我的帮助。
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