曝光（exposure）指感光材料成像时接受光照的过程。在摄影中，曝光也指穿过镜头（光圈）和快门到达胶片或感光元件上的光的总量，也称作曝光量。摄影曝光量取决于景物本身的亮度和拍照时光圈的大小及快门时间的长短，其大小通常用勒克斯秒(lx⋅s)来表示，由通光时间（快门速度决定），通光面积（光圈大小）决定。胶片或感光元件上的曝光量与影像清晰度直接相关，曝光正确与否，都会直接影响影像的质量与效果。摄影中，根据不同的需求或场合，可以采取不同的曝光模式，如手动曝光、自动曝光模式下的光圈优先模式、快门优先模式、程序式曝光模式等。而针对不同的场合，如场景是在室外，还是室内，景物顺光还是逆光等，也可以采取不同的曝光控制方式。

早期的科学家，如罗伯特·波义耳（Robert Boyle）在1663年发现银盐在阳光的照射下会变黑的现象。1727年，德国人舒尔策（Schulze）第一个利用这种现象印制图像。法国人尼埃普斯（Nièpce）从19世纪20年代开始，对利用曝光获取影像用于制版和刻画进行了多年的研究。19世纪30年代，路易·达盖尔（Daguerre）在尼埃普斯的研究基础上，利用金属版发明出了实用的摄影术。之后，随着技术的不断进步，相继出现了硝化纤维素底版、明胶底版和胶片和电子图像传感器，技术的发展使摄影曝光时间不断缩短，同时底片的感光度也不断增强。

曝光是摄影最基本的也是最重要的技术。除了日常中的摄影，医学影像、蓝图制图、激光照排、印刷制版、光刻工艺等领域都会涉及曝光过程，而不同的工艺相应的曝光机制会有所不同。

物理学中，辐射度学是从纯物理角度对辐射功率传输的反映，而光度学则是依据光辐射对人眼产生的视觉效应来度量光辐射。因此，辐射度学和光度学处理的量值之间存在着密切关系，但又有重要的区别。

辐射曝光量指被光辐射照射的表面上单位面积内接收的辐射能量，即，单位为J/m2。辐射曝光量也可以定义为指定时间段内辐射照度对时间的积分，即。

对于不可见光，如红外线、紫外线、X射线的曝光量，可用辐射曝光量公式计算。

摄影中，曝光量一般指光度曝光量，光度曝光量指被光照表面单位面积内的光量，即，单位为勒克斯秒，即流明秒每平方米（lm·s/m2）。光度曝光量也可以定义为指定时间段内辐射照度对时间的积分，即。当为常量时，有 。

由摄影曝光量的计算公式，可以得到曝光参数方程，式中为景物在底片上的实际曝光量，其受景物的亮度、相机光圈的大小、曝光时间长短等因素的影响，为底片的最佳曝光量，其决定因素有底片的种类和感光度等。由曝光参数方程可得到方程,该式中为相机镜头的光圈，为快门开合时间（单位：秒），为景物的平均亮度（单位：尼特），为底片的感光度，为照相机的曝光常数。

摄影中，曝光量加法制（APEX）定义：，，,。根据该公式可以得到，两取对数可得AV+TV=BV+SV。国际上规定，把AV+TV或BV+SV称为“曝光值”（Exposure Value，即EV值），即EV=AV+TV=BV+SV。EV值小，则表示曝光量大，EV值大，则表示曝光量小。例如，参照下表，如果某一景物的亮度为32尼特，则其BV值就是3，这时如果用感光度为400的底片拍摄，ISO400 的SV值为7，那么对应的EV值就是3+7=10；同样，光圈F5.6 的AV值为5，快门时间1/30秒的TV值为5，则其对应的EV值也为10。

同样，由前述有EV=，则利用该公式代入相应的光圈数和曝光时间，同样可以计算出对应的EV值。例如当光圈数为F4、曝光时间1/60秒时，将两值代入前式可算出对应的EV值为10。

历史上关于摄影化学最早的记录是关于阿拉伯帝国的哈及莫（Hajjam），他是第一个制备出硝酸银的人。后来的一些学者先后发现银盐（硝酸银或氯化银）在阳光的照射下会变黑，如法国人法布里虚，英国化学家罗伯特·波义耳等。德国人舒尔策（Schulze，1687~1744）是第一个利用银盐在光照下变黑印制图像的人。法国人夏尔勒（Charles，1746~1823）在1780年用阳光在银盐的纸上晒，得到了一个影子的轮廓图像。

法国人尼埃普斯（Joseph Nicéphore Nièpce，1765~1833）从19世纪20年代起就开始研究通过对经过处理的金属板曝光来获取影像，以便对曝光后的金属板进行刻蚀制版，用于印刷。1824年，他使用黑盒子（相机）获得了图像，拍摄了一幅石板画，曝光时间是5天。后来，其和身为画师的法国人路易·达盖尔（Louis Jacques Mand Daguerre，1787~1851）建立起合作关系，1832年，两人利用薰衣草精蒸馏后的残留物作为感光物质，曝光不到8小时后，得到了影像。在尼埃普斯去世后，达盖尔在摄影化学研究方面取得了进展，1835年，他经过反复试验后发现：经过阳光的照射后，在涂了碘化银的金属版上能产生清晰的影像。后来，达盖尔把他的研究和尼埃普斯的研究相结合，使产生影像的曝光时间大大地缩短，得到被称为达盖尔式摄影法的实用摄影技术。

1851年，英国人阿切尔（Archer，1813~1857）利用玻璃片作为载体，在玻璃版上涂上感光物质，发明出了湿版硝化纤维素。湿版火棉胶有一个缺点，就是其感光底版不能长时间保存，必须在拍摄前制成湿版火棉胶底版，然后立即安装在照相机里进行拍摄。1855年，物理学家陶配诺（Taupenot，1824~1856)在湿版火棉胶的基础上，发明了干版火棉胶，其最大的优点是人们可以提前制成感光版，然后带出去拍照。

干版火棉胶法有一个不足点，那就是感光版的感光度低。1871年英国医生玛多克斯（Maddox，1816~1902）发明出了利用明胶代替硝化纤维素的方法，使得感光版的敏感度得到很大提升，也使得摄影曝光时间得到大大缩短。1878年，英国人贝耐特（Bennett）把感光乳剂加热的时间进一步延长，使得感光版比湿版火棉胶的最快速度又提高了数倍。这一发明为摄影的快速曝光打开了大门，也为现代工业化生产感光材料创造了条件。另外，由于感光版感光时间的缩短，相机中快门控制系统也得到了进一步发展。

19世纪80年代，美国的摄影爱好者、伊士曼柯达公司的创始人乔治·伊斯曼（George Eastman）在纸质版的基础上发明出了可以卷曲的“感光版”，即胶卷。

1888年，查尔斯·德里菲尔德（Charles Driffield）和费迪南·赫特（Ferdinand Hurter）发明了可以有效测量物体的反射光，并将物体的反射的光线量和底片的感光性关联起来的设备（曝光计算器）。1890年，二人合作发表了感光度测定学方面的著作，确定了测定影像亮度、曝光度和感光乳剂敏感度的方法，在文中提到了计算曝光时间的数学方程式。

20世纪50年代，美国率先提出关于摄影曝光的APEX系统。

1974年，博伊尔(Willard Boyle)和史密斯（George E. Smith)发明了数字摄影的关键元件——电荷耦合元件（CCD），即图像传感器。相比于传统的银盐感光材料，图像传感器的感光度有很大提高。20世纪90年代，电子计算机技术介入摄影，利用光、电、微机技术，用电荷耦合器和计算机芯片相互配合，成功取代了光化学乳剂感光片。

多次曝光又称多重曝光，指在同一底片上进行两次以上的曝光，把两个以上的不同影像汇聚在同一画面上。

自动曝光是照相机根据景物的亮度自行调整光圈、快门，以期达到最佳曝光效果。相机的自动曝光又有光圈优先式 、快门优先式等模式。

曝光宽容度指感光材料在正确再现景物亮度差异前提下允许曝光量变化范围的数值，其大小取决于底片的景物的亮度范围和底片的宽容度。三者之间的关系为曝光宽容度=底片的宽容度-景物曝光范围。

手动曝光是摄影者完全根据自己的曝光需要自行设定光圈和快门实现曝光。

曝光过度指感光底片上所接受的曝光量显著多于正常水平。

曝光不足指感光底片上所接受的曝光量显著少于正常水平。

曝光补偿是相机自动曝光下模式下的一种功能，是一种将相机测算出的曝光值加以改变的功能。正补偿使照片变亮，负补偿使照片变暗。

平均曝光有两种含义：一是测量被摄景物的平均亮度，并以此确定曝光；二是分别测量景物不同部分的亮度，取它们的平均值曝光。这种曝光方式是多数自动曝光系统所采取的曝光方式。

摄影曝光三要素为光圈、快门和感光度。光圈是相机上用以调节光孔大小的装置，其调节的是入射光通过相机镜头的面积；快门是调节进光时间长短的装置，即感光元件受到光照时间的装置。相机是通过光圈与快门的配合来完成曝光的。感光度（ISO）是衡量感光元件对光线的敏感程度的量。对于相机而言，“ISO”数据越大，说明其胶片或感光器件的感光度越高。

摄影中，对于特定的底片和图像传感器而言，其曝光量取决于景物本身的亮度和拍照时光圈的大小及快门时间的长短。用一个形象的例子来做一下说明：如果说曝光量相当于一杯水，光圈相当于水龙头的粗细，而快门相当于开水龙头的时间。那么如果粗管子开10秒钟就可能放满一杯水，而细管子可能要1分钟才能放满一杯水；如果水压太小，水流太弱，或加粗管子或加长时间才能把水放满。所以，要做到正确曝光需要光圈和快门的恰当配合。而应该调整光圈还是调整快门，则要看具体的摄影意图和拍摄对象。

利用“EV表”（如下图）可以清晰地显示出在相同的亮度下光圈与快门速度的多种组合。下图中的“EV表”，其纵轴为光圈值，光圈值越大，表明光孔越小，横轴为快门速度，其值越小，表示快门开合速度越快，而各交叉点斜线右上方所对应的数值即为曝光值，即EV值。在同一斜线上的对应光圈和快门的不同组合的EV值是相同的，也就是说，同一EV值，光圈和快门速度可以有不同组合，而不同组合所拍出照片的亮度是一样的。而在不同的场景下或不同的拍摄需求，则要选择适合的光圈和快门速度，如对于动体的曝光，在确定曝光组合时，往往要首先考虑使用怎样的快门速度，因为快门速度直接影响动体的拍摄效果。快门速度快，拍摄的动体影像被“凝固”，其优点是动体的影像被清晰地记录下来，缺点是影像的动感不足。快门速度慢，得到的动体影像虚糊，其优点是有强烈动感，缺点是动体细部甚至面目表现不清。快门速度适中，得到的动体影像是虚实结合，其优点是既能表现动体的面目，又具有动感。

一般情况下，曝光控制有两个目的：一是使照片的影像合乎人们对自然景物的客观感受或摄影者个人的主观感受；二是使影像的层次和色彩得到良好的表现。底片的曝光量与影像清晰度直接相关，曝光过度或者曝光不足，都会导致影像清晰度下降。

为达到第一个目的，曝光时要选定一组合适的曝光组合参数，即订光。订光可以根据曝光计或照相机测光系统给出的光圈、快门参数，也可以根据测量结果由摄影者自行决定曝光组合参数。常规摄影中可以采取两种订光方式以使曝光基本正常：一种是以照度订光；一种是以中级反光率的物体的亮度订光。以亮度订光的常用方法是使用反光率为18%的标准灰板，即拍摄前，将标准灰板放在被摄体的位置，测量灰板的亮度并以此测量值订光。这两种订光方法可以基本避免曝光失误，而对于特殊的摄影意图，可以在上述两种订光方式的基础上增加或减少曝光。如以“拍摄者的意图”为标准的曝光，在此种判断标准下最佳曝光可能并非只有一张，一般而言，偏亮或偏暗的效果会给人以不同的感觉和氛围，偏亮的效果会给人以明朗的感觉和轻快的氛围，而偏暗的效果则容易表现出寂寥和沉重的氛围。以下图为例，与肉眼所见相近的是“无补偿”的照片，画面呈现了静谧安详的氛围，使人感觉到树林的幽深；稍作正补偿增亮后，显出了淡淡的新芽色彩；再增亮一些，就表现为白雾缭绕中透明的姿态了。因而，下图中的6张照片，每张都可称为最佳曝光。

对于第二个目的，则要通过构图的取舍、照明的调整使被摄体的亮度关系符合感光底片的特性，即控制物体的亮度差距。正确订光能解决摄影的正确曝光问题，但是并不能保证所有的被摄体都被正常还原，因为底片的宽容度有限；所以曝光控制的另一个重要问题是控制景物的亮度范围。通常可以采取下列方式：改变景物暗部或亮部的照明，或改变构图对景物的明暗做出一定程度的取舍。

晴天顺光照明：顺光情况下，拍摄者只能看到景物的受光面，而看不到背光面，因此，景物的亮度差距不大，其亮度差距取决于景物本身的反光率。如果景物各处的反光率相差不大，可以根据景物的平均亮度确定曝光，也可以用照度或人脸的亮度确定曝光。

晴天侧光照明：侧光情况下，景物的亮度取决于阳光直射的程度以及周围环境的反光情况，在景物反光率分布比较均匀时，可以根据所选取景物的平均亮度确定曝光。

阴天、雨雪天气：阴雨天气摄影，在曝光上有较大的宽容度，但要注意在取景时要注意选取反光率差别较大的景物，以避免画面发灰。

晴天逆光、侧逆光照明：此条件下的曝光控制相对复杂，因为逆光条件下，景物的亮度差距较大。这种情形下，要重视想展现的是什么，这与质感的再现也密切相关，只有在清楚从亮部到暗部的灰阶是否丰富，在有明暗反差的场景中应优先表示哪一部分，然后再决定曝光，才能拍出曝光适合的照片。因此，逆光摄影的关键是对被摄景物作出适当的取舍，即通过构图缩小景物的亮度差距。如果以明亮景物作为拍摄的主体，则应当以亮景物作为曝光的依据；反之，如果以暗景物作为拍摄主体，则可以以暗背景衬托主体。

夜景：夜景拍摄画面中会有较多的暗区，在构图时，应注意景物的亮暗搭配。

室内现有光照明：室内现有光照明条件是指场所中自然状态的、固有的照明条件，区别于影室中人为打造的照明条件。此情况下，可以借助反光板、辅助照明等手段来改变景物的亮度差距，但补光或辅助照明要以不损害现有光的照明效果为标准。

影室照明：影室内，景物的光比和反光率可以人为控制，曝光控制的关键是把握住景物的光比关系以及局部高光或阴影的亮度。

摄影曝光基本机制：摄影曝光，就是拍摄者确定拍摄对象后，对其进行构图，接着选择合适的光圈、快门速度、胶片的感光度或数码相机菜单设置里的相对感光度，按下快门，被摄对象在胶片或电子感光元件上形成影像，这一过程就称为摄影曝光。如图，来自光源的光投射在被摄物上，来自光源的物体被物体反射，在按下照相机快门的瞬间，反射光经照相机的镜头光圈、快门到达底片上，使底片曝光。底片上的化学感光材料或图像传感器接收到不同强度的光照后，会产生强弱不同的化学或物理反应，从而达到记录图像的目的。

传统摄影感光材料上涂布了一层感光乳剂，感光乳剂中的主要感光化学成分是一种叫卤化银的银盐材料。卤化银在光线的作用下产生光化学反应。卤化银晶体的卤元素离子在光照射下释放出电子，其电子被乳剂层中的感光中心捕获后，与卤化银中的银离子正负电中和，成为银原子。以溴化银为例，其离子反应式为

Br-+hν（光）→Br+e-，Ag+ +e-→Ag

上式中，hν为光量子，e-为电子，Br-为溴化物，Br为溴原子，Ag+为银离子，Ag为银原子。

这就是胶片照相中的初级光化学反应，即一个光量子使一对卤族元素离子和银离子生成一对中性原子。在这个过程中，银原子聚集到一定大小时就形成了显影中心，而无数个显影中心就构成了潜影。

在利用光化学感光材料照相的方式中，有不同种类的感光材料，如无机化合物感光材料有金属重氮、重铬酸盐、碘化铅、静电照相中的转印法硒，有机感光材料有重氮胶片、微泡照相、有机光色膜、感性光没药树、自由基照相、光致抗蚀胶等。不同种类的感光材料在受到可见光或紫外线、射线照射后反生的化学反应会有所不同，如重铬酸盐的感光机理是Cr6+还原为Cr3+的同时，能硬化周围的保护胶体，使胶体不在热水会水中溶解。

不同于利用化学感光材料的底片，现代数字影像技术的核心部分是一种叫作图像传感器的器件，图像传感器将镜头所成影像的光信号转化成计算机可以识别的数字信号储存在磁盘上，再通过处理与输出设备使用图像。

现代数字摄影设备的图像传感器有两种，一种叫“电荷耦合器”（即CCD芯片，意思是可充电的电荷耦合器）；另一种叫“互补金属氧化物半导体”（缩写为CMOS）。图像传感器芯片由许许多多微小的光电耦合元件组成，一个CCD或CMOS芯片就是由几十万、几百万、几千万，甚至上亿个这样的光电单元组成的，每个元件就是记录影像的一个微小单元，在这个单元以内，影像的色彩、亮度完全一样，千千万万个这样的小单元组成影像。以CCD为例，其内部的光电元件可以将光的强弱转换成大小不同的电荷，射到其上的光越强，电荷的变化越大。这样，通过将电荷的变化转换成计算机能识别的数字信号，便能实现图像信息的记录。

日常生活中，摄影曝光是最常见的曝光手段。因为如今摄影在人们的生活、工作或研究中有着大量的应用，而曝光又是摄影中必不可少的过程。另外，曝光正确与否对摄影效果至关重要，所以摄影曝光也是一门技术，对于摄影曝光也有很多专门的研究。

X射线摄影的原理则与常见摄影的成像原理有所不同，其主要应用了X射线具有较强的穿透性，利用利用了人体不同组织和器官对X射线的吸收程度不同，这样，X射线透过人体后会携带相应的信息，而利用胶片将该X射线携带的信息直接记录下来的检查方法就是普通医学X射线摄影。相应的，透过被检体的X射线照射成像媒体的过程便是X射线摄影的曝光过程，对应的X射线的照射量就称为曝光量。一般而言，X线摄影的曝光量的绝对值不易测量，通常可以利用X线摄影管电压(kV)、管电流(mA)、摄影时间(s)等来预估曝光量。另外，X射线的曝光量还受到许多因素的影响，如被检体的厚度、摄影的距离、成像底片的感光特性等。

蓝图在工业土木、建筑等领域有着广泛应用，有白底蓝线和蓝底白线两种，其中蓝底白线法较为普遍。其基本操作是将复制材料重叠在有绘图墨水的原图上，利用灯光照射，对原图进行曝光，没有黑线的地方就会感光，对于蓝底白线法，曝光的地方经过化学处理曾经呈蓝色。白底蓝线法则与之相反，即未曝光的地方经处理过后会呈蓝色。这样原图上的信息就留存在复制材料上。

激光照排是将文字通过计算机分解为点阵形式，通过控制激光在感光底片上扫描，用曝光点的点阵组成文字和图像。激光照排是印刷出版行业中常见的技术印刷中，用这种方式可制成软片，用于制版。

印版制版的方法可以分为照相法和雕刻法，照相法则主要靠光敏剂的引发聚合或分解来制备印版。照相版可分为照相凸版印刷、照相凹版、有水平印版等。以照相凸版为例，其制版工艺是将原稿制成的底片覆在涂有感光材料的版材上，经强光曝光，感光材料受光部分会发生感光反应，如发生硬化，化学性质改变，这样，经进一步处理，溶去未感光的部分，非图文的区域凹下，图文部分形成凸起的浮雕，然后再经过一系列处理制成印刷版。

曝光是光刻技术中的关键工艺环节。光刻工艺中的曝光方式可分为接触式曝光、接近式曝光、投影式曝光、扫描式曝光等。根据所用曝光光源的不同可分为光学曝光、X射线曝光、电子束曝光、离子束曝光。不同的曝光光源有各自的特点。

接触式曝光是指将掩模版直接与基底接触实现曝光，其特点是技术比较简单，分辨率高，但掩模版与基底之间容易夹杂灰尘颗粒，造成掩模版损伤。

接近式曝光是在掩模版与基底之间留一定的空隙实现曝光，其不会造成模版损伤，但由于模版与基底之间有一定间隙，同等条件下，相较于接触式分辨率会降低。

投影式曝光是利用光学投影成像的原理，利用透镜成像将模版上的图形投影到基底上，实现图形的转移。投影式曝光能够实现接触式曝光的分辨力，又不会造成模版玷污或损伤。

扫描式曝光与接触式、接近式和投影式曝光不同，扫描式曝光是直接将光束（或粒子束）聚焦成微小束斑，利用扫描的方式直接在涂有感光材料的基底上绘制图形。这种方式不需要制作模版，但需要制定特定程序，以实现图形的绘制。

光学曝光主要以紫外线、远紫外线或极紫外线为光源，其常用的方式是接触式、接近式和投影式。一般来说，不同的光源的分辨率不同，波长越短，分辨率越高。

X射线曝光是以X射线作为光源的曝光技术。与普通光学曝光相比，其特点是分辨率更高，成像质量好，且因为X射线穿透性好，对环境不敏感，掩模和基底间的尘埃颗粒等不会对曝光产生影响。

电子束曝光主要是利用电子束通过扫描或投影的方式在涂有感光胶的基底上描画或复印图形。其最大的特点是分辨率高，缺点是生产率低，并且存在严重的临近效应，即由于电子散射效应，使得电子运动方向改变，会使得非曝光区域曝光，这会影响图形分辨率和图形精度。

离子束曝光主要是利用离子束对通过扫描或投影的方式在涂有感光胶的基底上描画或复印图形。和电子束曝光相比，其突出优点是无临近效应，同样可以获得高图形分辨率，缺点同样是生产率低。

在光刻工艺的曝光中要根据光源的强弱、光源与基底间的距离、光刻胶的性能以及光刻图形尺寸大小选择合适的曝光时间。曝光时间的不合理会对光刻转移的图形质量产生影响：曝光时间短会造成曝光不足，光刻胶可能反应不充分，造成显影困难；曝光时间过长，会使非感光部分边缘微弱感光，显影后图形轮廓粗糙，甚至脱胶。