从外测光到内测光
TTL的全称是Through The Lens ，意指“通过镜头”。没有TTL之前，相机测光主要靠机身外的Cds（Cadmium-Sulfide硫化镉光敏电阻），这种测光方式易受环境光影响，也不能反映光线经过多层镜片或滤镜造成的光量损失，容易导致曝光不足。而TTL的测光组件设在机身内部，大约在镜头后接近底片/传感器的位置。由于是测量通过镜头后的光线，所以TTL测光的准确度比外测光更加优秀。
先说说TTL相机的历史，其实关于世界上首部使用TTL测光系统的相机还存在争论。因为在60年代，几家相机公司包括Topcon、Nikon及Pentax等都先后推出有TTL测光的相机，Pentax先于1960年提出这个概念，但直到1964年推出Spotmatic才正式量产，反而Topcon于1963年先行进入市场，略占先机。
Pentax于1971年推出Pentax ES，意指electronic shutter，是全球首部可以由TTL系统连动控制快门速度的单反相机。由于使用电子控制，变成无段式快门，突破原本机械快门预设限制，如1/53秒或1/1300秒的速度都可以达到，令曝光的精确度提高。不过当年Pentax并没有将此概念进一步发展，推出具备TTL的闪光灯。约7年后，即1978年，由Olympus推出了全球首支TTL闪光灯T32，TTL测光加闪光系统才正式出现。
从自动测光到TTL测光
最初的闪光灯不能改变输出量，每次闪光都是全输出。主体与相机之间的距离如果有所改变，就要靠调整光圈来控制闪光的接收量，从而得到合适的曝光。后来出现了设有外置测光原件的自动闪光灯，可以根据主体的受光程度来控制闪光输出。至于闪光灯控制光量的方法，在于控制闪光开与关的时间。闪光发生的时间仅在1/1000至1/10000秒之间，当快门开启时，闪光灯同时输出。当测光组件认为对象反射的光量足够时，就会在曝光中途、快门仍然保持开启时终止闪光输出。主体的曝光于是就靠闪灯来完成，至于背景环境的曝光，主要靠快门开启的时间来决定。
不过自动闪光灯也存在相机外测光的问题，如果镜头装上滤镜，就会影响闪灯输出的准确性。而TTL闪光灯出现后，因为可从镜头测光得到光圈及主体亮度等数据，就能如实反映所需光量，更精确地控制闪光时间，省下过去要计算光圈及距离的麻烦。现代闪光灯更可以做到变焦连动，帮助调整照射范围，令电源更有效利用而不致浪费。
但有一点要留意，与自动测光、曝光一样，TTL闪光灯仅是提供一个正常的曝光量，有需要时仍可通过闪光灯输出补偿（Flash Compensatoin）作出改动，一般闪光灯都有1/3级的 EV调整。所以TTL最好作为正常曝光的参考指标，有需要时再作出改动，而非铁板一块。
另一方面，当我们将相机设定在自动曝光模式（如P或Auto）时，相机很多时都会将光圈及快门固定在某一数值。如果我们希望对景深、主体的动态表达及背景的亮度等进行控制，就需要使用手动曝光模式。
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