從小小孔成像的原理到攝影成像技術的發展

攝影技巧
關注：2.09W次

人類對影像技術的研究可謂源遠流長。中國的《墨經》公元前400年便記述了小孔成像的原理，清代鄒伯奇在註釋中說“密室小孔，漏光必成倒景。雲鳥東飛，其影西逝”。但世界上第一張照片《窗外風光》是法國人尼埃普斯1826年用“太陽描繪法”和小孔照相機經過8小時曝光，在塗有瀝青的金屬板上生成的。真正稱得起現代攝影始祖的照片是達蓋爾1838年用“銀版照相法”拍攝的《聖殿大道》。儘管已經使用了鹵化銀材料但仍需曝光十多分鐘，因此大街上的車馬行人都沒能留下蹤跡，唯有原地不動的一位擦皮鞋者攝入了鏡頭。這是照片上第一次出現的人的影像。為推廣攝影技術，達蓋爾的專利由法國政府買單，作為“免費午餐”饋贈給全世界。1841年，塔爾波特發明了以碘化銀為感光材料的紙質負片，讓批量洗印成為可能。攝影術最大的飛躍，是1851年阿切爾發明的火棉膠攝影法，將鹵族元素的鹽溶進火棉膠，塗在玻璃板上後浸入硝酸銀，然後趁著藥水未乾之前裝進相機曝光，因此也稱“溼版照相”。火棉膠攝影比銀版照相便宜，比紙質負片清晰，特別感光速度只用幾秒鐘。使照相從此具備了商業化條件。阿切爾卻無償公開了自己的發明並放棄專利申請，44歲時在貧病交加中去世。比起那些一輩子為專利爭鬥不息的發明家，阿切爾善良的天性和高尚的人格更受到尊敬和懷念。

17世紀義大利科學家手稿中的“暗箱照相機”構思

1826年尼埃普斯拍攝歷史上第一張照片“窗外風光”

1838年達蓋爾用銀版照相法拍攝的照片“聖殿大道”

美國內戰期間的火棉膠“溼版照相”移動工作室

1851年倫敦世博會舉辦時，照相技術已經漸入佳境。各國參展的數百件肖像照和風景照讓寫真派繪畫作品相形失色，號稱“太陽之子”的攝影師已經開始在藝術殿堂和畫家比肩而立，整個美術界必須重新定位了。維多利亞女王看了法國光學儀器商杜博斯克展出的立體攝影后芳心大悅。這種照相機由萬花筒發明者布魯斯特設計，兩個並列的鏡頭和雙眼距離同寬，曝光後得到與左右眼視差一致的兩張照片，再通過分視鏡觀看就能產生逼真的三維效果。立體攝影在倫敦世博會和1855年巴黎世博會上連獲大獎，1866年已經暢銷50萬臺分視鏡和數萬種照片，成為普通百姓消遣娛樂和招待客人的時尚。

1851年倫敦世博會立體照片

早期歐洲家庭觀賞立體攝影

法國攝影家納達爾為1867年巴黎世博會帶來了最新鮮而刺激的體驗，用一隻碩大的熱氣球載著遊客在戰神廣場上空巡弋，同時觀看他對世博會各展區居高臨下的攝影操作。納達爾最早提出用航拍測量大地和繪製地圖，1858年他帶著笨重的溼版照相裝置登上氣球，攝下了人類第一張高空鳥瞰的照片。納達爾的“紅樓”照相館是巴黎文化名流聚散的沙龍。左拉、喬治桑、李斯特、巴爾扎克都曾到這裡留下標準像，雨果病榻上的遺容也在納達爾的相簿中長存。最有創意的佳題新作是納達爾對化學家謝富勒爾的“系列攝影訪談”，21張圖文並茂的照片連環畫開闢了前所未有的藝術體例。

杜米埃的漫畫“納達爾把攝影提升到藝術高度”

1858年納達爾從氣球上拍攝的第一張鳥瞰巴黎照片

納達爾的“紅樓”照相館

1873年維也納世博會維也納攝影協會展

溼版照相儘管立下汗馬功勞，但那套湯湯水水和瓶瓶罐罐在黑屋子裡鼓搗半小時才能準備好一次拍照，外出採訪則需要攜帶複雜的行頭和大篷車暗室，令攝影師不勝勞苦。1879年班納特發明了幹版照相法，用含有鹵化銀感光材料的固態凝膠代替液態火棉膠，拍照從此不再“拖泥帶水”了。攝影發展史上具有分水嶺意義的大事是賽璐珞的加盟。相對於玻璃板“硬片”，賽璐珞被稱為“軟片”，能繞在軸上製成小巧緊湊的“膠捲”。1888年伊斯曼生產了最早的手持式柯達照相機，次年將紙質“膠捲”換成了賽璐珞，可拍100張照片，攝完後整機寄到柯達公司洗印並安上新的膠捲。柯達相機的歷史功勳在於，讓照相從專業攝影師神祕的“化工車間”裡解放出來，走進了千家萬戶的日常生活。“你只用按下快門，剩下的我們來做”成為1889年巴黎世博會的名人名言。1893年芝加哥世博會上，業餘攝影愛好者首次和專業攝影師並駕齊驅和分庭抗禮。柯達公司專門在密歇根湖畔開設了照相機出租業務並搭建起暗室，隨時為顧客沖印照片。遊人手中小巧靈便的柯達C型相機和官方攝影師肩上笨重的平版相機與三腳架形成強烈反差。但此時的柯達相機不能調節光圈、焦距和快門，主要市場仍限於家庭娛樂和消遣。

1888年伊斯曼推出第一款柯達相機的廣告

1890年第一位“柯達女郎”演示使用相機

芝加哥著名攝影師勞倫斯1900年設計了一臺空前絕後的“猛獁”照相機，為世界攝影史平添了一段佳話。這臺照相機長6米，機身410公斤，底座230公斤，需要15個壯漢伺候並用特製馬車運送。鏡頭由著名的蔡司公司定製，框架用名貴的櫻桃木打造，玻璃底板能照出2.4米長、1.4米寬的巨大像片。總耗資5000美元這是購買一棟好房子的價錢。始作俑者是財大氣粗的芝加哥-奧爾頓鐵路公司。其實他們最懂得精打細算和厲行節約，既要參加1900年巴黎世博會展出新型火車，又不願花費昂貴成本將整個列車運到歐洲，於是便想出了用超大照相機拍攝超大照片參展的主意。這一招果然出奇制勝，芝加哥-奧爾頓公司共送去3張巨幅照片參展，分別掛在美國館、火車館和攝影館，題名為“最大的相機最棒的火車”。世博會組織者不相信世上能有這樣厲害的照相機，特地委託法國駐芝加哥領事到拍攝現場督察。這張“大片”最終獲得了1900年巴黎世博會大獎，並且開創了以影像代替實物參展的先河。

1900年勞倫斯（鏡頭旁站立者）為芝加哥-奧爾頓鐵路公司火車拍照

作為官方指派的唯一女攝影師，比爾斯在1904年聖路易斯世博會上芳名遠揚。揹著23公斤重的平版攝影機爬上高梯或登上氣球，不遜男子的豪邁勇敢，不失女子的敏感細膩，比爾斯拍攝的世博會照片連續刊登在各地報紙上。人類第一次組織的大規模航空比賽，與世博會同時套開的聖路易斯奧運會，都在比爾斯的照相機裡永遠定格。“一圖抵千言”，比爾斯榮獲了聖路易斯世博會大獎。並以其出色表現被聘為羅斯福總統視察德克薩斯“狂野騎兵”的隨行攝影師。

1900年勞倫斯為芝加哥-奧爾頓鐵路公司火車拍攝的照片在巴黎世博會展出

比爾斯在1904年聖路易斯世博會上

1904聖路易斯世博會上比爾斯拍攝的“加利福尼亞之箭”飛艇參加航空比賽

1904年聖路易斯奧運會上比爾斯拍攝的100米自由泳出發

1933年芝加哥世博會上，老對手紐約市展出了著名攝影家史泰欣的一幅作品，尺寸足足佔據了整面牆壁。但卻不需要再用“猛獁”照相機拍攝了，這是新問世的放大機創造的奇蹟。蔡司鏡頭、愛克髮膠卷、35毫米萊卡相機的成功都推動著全球照相技術走向成熟。最具有震撼力和衝擊力的影像，是柯達公司展出的世界第一張人體全身X光照片，攝影技術用於醫學和微生物學研究已經碩果累累。照相對天文學的貢獻更幾乎與生俱來，老德雷珀1840年便用銀版法拍下了最早的月球表面並在1851年倫敦世博會展出，兒子小德雷珀又在1872年首次拍下了織女星的光譜和1874年金星凌日過程。1930年1月23號和29號，湯博對同一天區進行兩次拍照，用“閃視比較鏡”分辨出密密麻麻的恆星中有個微微挪動了的暗淡光點，由此發現了冥王星。天文學家“戶口本”上的彗星和小行星都是靠照相而不是靠瞪大眼睛從望遠鏡裡盯著天空發現的。對於物理學家來說，許多幽靈般的基本粒子是在“威爾遜雲室”飽和蒸汽中成為霧滴“凝結核”而留下執行軌跡，被照相機鏡頭捉住後才“驗明正身”的。攝影技術在幼年時代就成為科學研究的重要法寶和利器。

1933年芝加哥世博會柯達公司展出的人體全身X光照片

湯博1930年1月發現冥王星的照片

威爾遜雲室中基本粒子執行軌跡照片

照相機一問世便被譽為生活的鏡子，但卻不能像鏡子那樣照出真實的顏色，又被比做神奇的眼睛，但卻是先天的色盲。要想得到彩照的原始辦法是用透明顏料手工著色。科學巨匠麥克斯韋根據人眼的三種視錐細胞分別對紅、綠、藍三原色敏感的道理，先後用三種濾色鏡拍攝一條花格絲巾，得到三張玻璃板上的黑白照片。1861年5月17日在皇家學院演講時，麥克斯韋通過相應濾色鏡將這三張“幻燈”片重合投放到螢幕上，得到了世界最早的彩色影像。真正讓彩色照片商業化是1907年的事，法國魯米埃爾兄弟將極細的馬鈴薯澱粉顆粒染成紅、綠、藍三原色後均勻混合，塗在全色膠片表層作為微型濾鏡，拍攝出了像模像樣的彩色照片，並且保持了30年的技術優勢。1935年柯達公司推出革命性的彩色膠捲，賽璐珞片基上依次塗著對紅、綠、藍敏感的三層乳膠，總厚度還不及傳統黑白片的乳膠層。愛克發公司的彩色膠捲也聲譽鵲起。1939年紐約世博會開幕時，柯達公司已經成為最有實力的工業巨頭之一。展館裡陳列著世界攝影發展歷史和攝影經典作品，柯達彩色膠片製作的幻燈放大5萬倍後圖像仍清晰細膩。展館外設立了以泰龍和佩利球為背景的觀眾留影處。照相已經成為普通百姓的業餘愛好，攝影行業變得五光十色和萬紫千紅了。

1939年紐約世博會柯達公司海報

1939年紐約世博會柯達公司觀眾留影處

第二次世界大戰後，聲像技術的發展一日千里。磁性錄音開始取代機械錄音成為時代主流。1958年布魯塞爾世博會上，造型神奇的荷蘭飛利浦館裡沒有展出產品，而是獻演了8分鐘的“電子詩篇”。多聲軌磁帶錄音機唱響全館的350個喇叭，在變幻的光影中播放著震撼人心的合成樂章，讓觀眾“目迷五色，耳亂七音”。風行多年的78轉唱片漸漸讓位於盒式磁帶了，便攜錄音機響徹世界每個角落併成為摩登青年的標誌，高保真立體聲音響進入了千家萬戶。1964年紐約世博會上，柯達公司高張豔幟，主展館是一座8層樓高的“五角大樓”，五個立面頂部各有一幅近200平方米的彩色照片，常換常新並日夜照亮。這是攝影行業熱氣騰騰的“井噴”年代，膠捲感光度從17定提高到24定，寶麗來相機的即時成像被譽為“縮微暗房”；自動調焦測光的“傻瓜機”讓照相徹底“民主化”和“大眾化”，水下攝影則展現了海底風光。1986年，柯達公司研製了第一臺數碼照相機，它和化學感光的“祖先”幾乎沒有“血緣關係”，而是將影像投射到微米級的光電管陣列，通過內建的微機變成2進位制數碼儲存在晶片上。當時僅有140萬畫素，誰也沒有料到，這一發明會成為數字風暴席捲全球的“青萍之末”。