在歷史上 TTL 其實分兩個階段發展，一個是相機內藏 TTL 測光及備有 TTL 功能的閃光燈。有趣的是，由相機 TTL 發表後差不多 15 多年後，才有 TTL 閃光燈出現。TTL 的出現，給用家最大方便莫過於就算在倉卒情況下拍攝，來不及估計距離、調較光圈，用閃光燈時都不會有太大偏差，令新聞攝影等工作變得更容易。
外測光到內測光
TTL 全名是 Through The Lens，意指 「通過鏡頭」。未有 TTL 之前，相機測光主要靠機身外的 Cds (Cadmium-Sulfide 硫化鎘光敏電阻)，易受環境光影響，未能反映光線經過多層鏡片或加上濾鏡時出現的光量損失，會造成曝光不足。而 TTL 的測光元件則設於機身內部，約為鏡頭後接近底片的位置。由於是測量通過鏡頭後的光線，所以 TTL 的準確度比外測光更為優秀。
先說 TTL 相機歷史，其實在聲稱世界上首個使用 TTL 測光系統的相機也存在爭論。因為在 60 年代，幾家相機公司包括 Topcon、Nikon 及 Pentax 等都先後推出有 TTL 測光的相機，Pentax 先於 1960年提出這個概念，但要待至 1964 年推出 Spotmatic 才正式量產，反而 Topcon 於 1963 年先行推出市場，略佔先機。
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1963 年第一台推出市場的 TTL 測光相機 Topcon RE Super |
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1964 年推出的 Pentax Spotmatic |
Pentax 待至 1971 年推出 Pentax ES，意指 electronic shutter，是全球首部可以由 TTL 系統連動控制快門速度的單鏡相機。由於使用電子控制，變成無段式快門，突破原本機械快門預設限制，如 1/ 53 秒或 1/ 1300 秒的速度都可以達到，令曝光的精確度提高，不過當年 Pentax 並沒有將此概念進一步發展具備 TTL 的閃光燈。約 7 年後，即 1978 年，Olympus 推出了全球首支 TTL 閃光燈 球首支 TTL 閃光燈 T32，TTL 測光加閃光系統才正式出現。
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1971年推出的 Pentax ES |
自動測光到 TTL測光
最初期的閃光燈不能改變輸出，每次閃燈都是全輸出。主體與相機之間的距離如果有所改變，就要靠調較光圈來控制閃光的接收量，從而得到合適的曝光。後 來出現了設有外置測光原件的自動閃光燈，可以根據主體的受光程度來控制閃燈輸出。至於閃光燈控制光量的方法，在於控制閃光開與關的時間。閃光發生的時間僅 在 1/1000 至 1/10000 秒之間，當快門開啟時，閃燈也同時作出輸出。當測光元件認為物件反射的光量足夠時，就會在曝光中途、快門仍然保持開啟時終止閃光輸出。主體的曝光於是就靠 閃燈來完成，至於背景環境的曝光，主要靠快門開啟的時間來決定。
不過自動閃光燈正是重複相機外測光的問題，如果鏡頭裝上濾鏡，就會影響閃燈輸出的準確性。而 TTL 的閃光燈出現後，因為可從鏡頭測光得到光圈及主體光度等數據，就能如實反映所需光量，更精確地控制閃光時間，省下過去要計算光圈及距離的麻煩。現代閃光燈 更可以做到變焦連動，幫助調校照射範圍，令電源更有效利用而不致浪費。
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設有外置測光元件的閃燈，安裝濾鏡後便要手動調高輸出。 |
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TTL 閃燈測光設在機身，即使加上濾鏡、使用跳燈甚至離機閃燈亦可進行準確的輸出。 |
但有一點要留意，跟自動測光、曝光一樣，TTL 閃燈主要是提供一個正常的曝光量，有需要時仍可透過閃燈輸出補償（Flash Compensatoin）作出改動，一般閃光燈都有 1/3 級的 EV 調校。所以 TTL 最好作為正常曝光的參考指標，有需要時再作出改動，而非鐵板一塊。
另一方面，當我們將相機設定在自動曝光模式（如 P 或 Auto ）時，相機很多時都會將光圈及快門固定在某一數值。如果我們希望對景深、主體的動態表達及背景的光度有較佳的控制，就一定要使用 M 手動曝光模式。
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