从小小孔成像的原理到摄影成像技术的发展

肉丁网 | 摄影 / 作者:小棉裤 / 时间:2018-07-07 14:01:19 / 437℃

人类对影像技术的研究可谓源远流长。中国的《墨经》公元前400年便记述了小孔成像的原理,清代邹伯奇在注释中说“密室小孔,漏光必成倒景。云鸟东飞,其影西逝”。但世界上第一张照片《窗外风光》是法国人尼埃普斯1826年用“太阳描绘法”和小孔照相机经过8小时曝光,在涂有沥青的金属板上生成的。真正称得起现代摄影始祖的照片是达盖尔1838年用“银版照相法”拍摄的《圣殿大道》。尽管已经使用了卤化银材料但仍需曝光十多分钟,因此大街上的车马行人都没能留下踪迹,唯有原地不动的一位擦皮鞋者摄入了镜头。这是照片上第一次出现的人的影像。为推广摄影技术,达盖尔的专利由法国政府买单,作为“免费午餐”馈赠给全世界。1841年,塔尔波特发明了以碘化银为感光材料的纸质负片,让批量洗印成为可能。摄影术最大的飞跃,是1851年阿切尔发明的火棉胶摄影法,将卤族元素的盐溶进火棉胶,涂在玻璃板上后浸入硝酸银,然后趁着药水未干之前装进相机曝光,因此也称“湿版照相”。火棉胶摄影比银版照相便宜,比纸质负片清晰,特别感光速度只用几秒钟。使照相从此具备了商业化条件。阿切尔却无偿公开了自己的发明并放弃专利申请,44岁时在贫病交加中去世。比起那些一辈子为专利争斗不息的发明家,阿切尔善良的天性和高尚的人格更受到尊敬和怀念。

17世纪意大利科学家手稿中的“暗箱照相机”构思

1826年尼埃普斯拍摄历史上第一张照片“窗外风光”

1838年达盖尔用银版照相法拍摄的照片“圣殿大道”

美国内战期间的火棉胶“湿版照相”移动工作室

1851年伦敦世博会举办时,照相技术已经渐入佳境。各国参展的数百件肖像照和风景照让写真派绘画作品相形失色,号称“太阳之子”的摄影师已经开始在艺术殿堂和画家比肩而立,整个美术界必须重新定位了。维多利亚女王看了法国光学仪器商杜博斯克展出的立体摄影后芳心大悦。这种照相机由万花筒发明者布鲁斯特设计,两个并列的镜头和双眼距离同宽,曝光后得到与左右眼视差一致的两张照片,再通过分视镜观看就能产生逼真的三维效果。立体摄影在伦敦世博会和1855年巴黎世博会上连获大奖,1866年已经畅销50万台分视镜和数万种照片,成为普通百姓消遣娱乐和招待客人的时尚。

1851年伦敦世博会立体照片

早期欧洲家庭观赏立体摄影

法国摄影家纳达尔为1867年巴黎世博会带来了最新鲜而刺激的体验,用一只硕大的热气球载着游客在战神广场上空巡弋,同时观看他对世博会各展区居高临下的摄影操作。纳达尔最早提出用航拍测量大地和绘制地图,1858年他带着笨重的湿版照相设备登上气球,摄下了人类第一张高空鸟瞰的照片。纳达尔的“红楼”照相馆是巴黎文化名流聚散的沙龙。左拉、乔治桑、李斯特、巴尔扎克都曾到这里留下标准像,雨果病榻上的遗容也在纳达尔的相册中长存。最有创意的佳题新作是纳达尔对化学家谢富勒尔的“系列摄影访谈”,21张图文并茂的照片连环画开辟了前所未有的艺术体例。

杜米埃的漫画“纳达尔把摄影提升到艺术高度”

1858年纳达尔从气球上拍摄的第一张鸟瞰巴黎照片

纳达尔的“红楼”照相馆

1873年维也纳世博会维也纳摄影协会展

湿版照相尽管立下汗马功劳,但那套汤汤水水和瓶瓶罐罐在黑屋子里鼓捣半小时才能准备好一次拍照,外出采访则需要携带复杂的行头和大篷车暗室,令摄影师不胜劳苦。1879年班纳特发明了干版照相法,用含有卤化银感光材料的固态凝胶代替液态火棉胶,拍照从此不再“拖泥带水”了。摄影发展史上具有分水岭意义的大事是赛璐珞的加盟。相对于玻璃板“硬片”,赛璐珞被称为“软片”,能绕在轴上制成小巧紧凑的“胶卷”。1888年伊斯曼生产了最早的手持式柯达照相机,次年将纸质“胶卷”换成了赛璐珞,可拍100张照片,摄完后整机寄到柯达公司洗印并安上新的胶卷。柯达相机的历史功勋在于,让照相从专业摄影师神秘的“化工车间”里解放出来,走进了千家万户的日常生活。“你只用按下快门,剩下的我们来做”成为1889年巴黎世博会的名人名言。1893年芝加哥世博会上,业余摄影爱好者首次和专业摄影师并驾齐驱和分庭抗礼。柯达公司专门在密歇根湖畔开设了照相机出租业务并搭建起暗室,随时为顾客冲印照片。游人手中小巧灵便的柯达C型相机和官方摄影师肩上笨重的平版相机与三脚架形成强烈反差。但此时的柯达相机不能调节光圈、焦距和快门,主要市场仍限于家庭娱乐和消遣。

1888年伊斯曼推出第一款柯达相机的广告

1890年第一位“柯达女郎”演示使用相机

芝加哥著名摄影师劳伦斯1900年设计了一台空前绝后的“猛犸”照相机,为世界摄影史平添了一段佳话。这台照相机长6米,机身410公斤,底座230公斤,需要15个壮汉伺候并用特制马车运送。镜头由著名的蔡司公司定制,框架用名贵的樱桃木打造,玻璃底板能照出2.4米长、1.4米宽的巨大像片。总耗资5000美元 这是购买一栋好房子的价钱。始作俑者是财大气粗的芝加哥-奥尔顿铁路公司。其实他们最懂得精打细算和厉行节约,既要参加1900年巴黎世博会展出新型火车,又不愿花费昂贵成本将整个列车运到欧洲,于是便想出了用超大照相机拍摄超大照片参展的主意。这一招果然出奇制胜,芝加哥-奥尔顿公司共送去3张巨幅照片参展,分别挂在美国馆、火车馆和摄影馆,题名为“最大的相机最棒的火车”。世博会组织者不相信世上能有这样厉害的照相机,特地委托法国驻芝加哥领事到拍摄现场督察。这张“大片”最终获得了1900年巴黎世博会大奖,并且开创了以影像代替实物参展的先河。

1900年劳伦斯(镜头旁站立者)为芝加哥-奥尔顿铁路公司火车拍照

作为官方指派的唯一女摄影师,比尔斯在1904年圣路易斯世博会上芳名远扬。背着23公斤重的平版摄影机爬上高梯或登上气球,不逊男子的豪迈勇敢,不失女子的敏感细腻,比尔斯拍摄的世博会照片连续刊登在各地报纸上。人类第一次组织的大规模航空比赛,与世博会同时套开的圣路易斯奥运会,都在比尔斯的照相机里永远定格。“一图抵千言”,比尔斯荣获了圣路易斯世博会大奖。并以其出色表现被聘为罗斯福总统视察德克萨斯“狂野骑兵”的随行摄影师。

1900年劳伦斯为芝加哥-奥尔顿铁路公司火车拍摄的照片在巴黎世博会展出

比尔斯在1904年圣路易斯世博会上

1904圣路易斯世博会上比尔斯拍摄的“加利福尼亚之箭”飞艇参加航空比赛

1904年圣路易斯奥运会上比尔斯拍摄的100米自由泳出发

1933年芝加哥世博会上,老对手纽约市展出了著名摄影家史泰欣的一幅作品,尺寸足足占据了整面墙壁。但却不需要再用“猛犸”照相机拍摄了,这是新问世的放大机创造的奇迹。蔡司镜头、爱克发胶卷、35毫米莱卡相机的成功都推动着全球照相技术走向成熟。最具有震撼力和冲击力的影像,是柯达公司展出的世界第一张人体全身X光照片,摄影技术用于医学和微生物学研究已经硕果累累。照相对天文学的贡献更几乎与生俱来,老德雷珀1840年便用银版法拍下了最早的月球表面并在1851年伦敦世博会展出,儿子小德雷珀又在1872年首次拍下了织女星的光谱和1874年金星凌日过程。1930年1月23号和29号,汤博对同一天区进行两次拍照,用“闪视比较镜”分辨出密密麻麻的恒星中有个微微挪动了的暗淡光点,由此发现了冥王星。天文学家“户口本”上的彗星和小行星都是靠照相而不是靠瞪大眼睛从望远镜里盯着天空发现的。对于物理学家来说,许多幽灵般的基本粒子是在“威尔逊云室”饱和蒸汽中成为雾滴“凝结核”而留下运行轨迹,被照相机镜头捉住后才“验明正身”的。摄影技术在幼年时代就成为科学研究的重要法宝和利器。

1933年芝加哥世博会柯达公司展出的人体全身X光照片

汤博1930年1月发现冥王星的照片

威尔逊云室中基本粒子运行轨迹照片

照相机一问世便被誉为生活的镜子,但却不能像镜子那样照出真实的颜色,又被比做神奇的眼睛,但却是先天的色盲。要想得到彩照的原始办法是用透明颜料手工着色。科学巨匠麦克斯韦根据人眼的三种视锥细胞分别对红、绿、蓝三原色敏感的道理,先后用三种滤色镜拍摄一条花格丝巾,得到三张玻璃板上的黑白照片。1861年5月17日在皇家学院演讲时,麦克斯韦通过相应滤色镜将这三张“幻灯”片重合投放到屏幕上,得到了世界最早的彩色影像。真正让彩色照片商业化是1907年的事,法国鲁米埃尔兄弟将极细的马铃薯淀粉颗粒染成红、绿、蓝三原色后均匀混合,涂在全色胶片表层作为微型滤镜,拍摄出了像模像样的彩色照片,并且保持了30年的技术优势。1935年柯达公司推出革命性的彩色胶卷,赛璐珞片基上依次涂着对红、绿、蓝敏感的三层乳胶,总厚度还不及传统黑白片的乳胶层。爱克发公司的彩色胶卷也声誉鹊起。1939年纽约世博会开幕时,柯达公司已经成为最有实力的工业巨头之一。展馆里陈列着世界摄影发展历史和摄影经典作品,柯达彩色胶片制作的幻灯放大5万倍后图像仍清晰细腻。展馆外设立了以泰龙和佩利球为背景的观众留影处。照相已经成为普通百姓的业余爱好,摄影行业变得五光十色和万紫千红了。

1939年纽约世博会柯达公司海报

1939年纽约世博会柯达公司观众留影处

第二次世界大战后,声像技术的发展一日千里。磁性录音开始取代机械录音成为时代主流。1958年布鲁塞尔世博会上,造型神奇的荷兰飞利浦馆里没有展出产品,而是献演了8分钟的“电子诗篇”。多声轨磁带录音机唱响全馆的350个喇叭,在变幻的光影中播放着震撼人心的合成乐章,让观众“目迷五色,耳乱七音”。风行多年的78转唱片渐渐让位于盒式磁带了,便携录音机响彻世界每个角落并成为摩登青年的标志,高保真立体声音响进入了千家万户。1964年纽约世博会上,柯达公司高张艳帜,主展馆是一座8层楼高的“五角大楼”,五个立面顶部各有一幅近200平方米的彩色照片,常换常新并日夜照亮。这是摄影行业热气腾腾的“井喷”年代,胶卷感光度从17定提高到24定,宝丽来相机的即时成像被誉为“缩微暗房”;自动调焦测光的“傻瓜机”让照相彻底“民主化”和“大众化”,水下摄影则展现了海底风光。1986年,柯达公司研制了第一台数码照相机,它和化学感光的“祖先”几乎没有“血缘关系”,而是将影像投射到微米级的光电管阵列,通过内置的微机变成2进制数码存储在芯片上。当时仅有140万像素,谁也没有料到,这一发明会成为数字风暴席卷全球的“青萍之末”。

1958年布鲁塞尔世博会飞利浦馆

1964年纽约世博会柯达公司馆招贴画


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