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影像学漫谈(4) 传统影像---模拟

 老爷子41 2017-10-28 发布于江苏

    照相的任务是记录和存储光信息,光信息来自人物风景或书画文字......

用什么方式来记录和储存光信息呢?传统影像的方法就是模拟。就是用某种物理量来模拟光信息的多少。所以传统影像又称为模拟影像

   比如绘画,就是用墨或颜料的多少来模拟景物光亮和色彩的多少。所有的画都是模拟图像。 

    模拟图像是由空间位置及数量连续变化的模拟量(例颜料云)组成。注意!颜料的空间位置及数量的变化是连续不断的。这是模拟图像不同于数字图像的最主要的特征!
   
   传统摄影是用什么方法来模拟光信息呢?人们尝试过许多方法,但100多年来,传统摄影最最主要的方法就是---银!

  大约在200年前人们就发现有一种叫卤化银的化学物质对光敏感,在阳光照射下会慢慢变黑!什么是卤化银?就是银的卤化物:氯化银,溴化银,碘化银(AgX X=Br,Cl,I )。这些物质在化学分类上与我们普通吃的食盐(氯化钠 NaCl)相似,都是金属的卤化物,但是氯化钠和其他各种各样的卤化物(如钡、镁、铁、铜...的卤化物)对光都是稳定的。唯独卤化银具有光敏感的特性。卤化银微晶(颗粒)是一种非常特殊非常重要的化合物,它既是一个光敏单元又是存储光信息的单元。卤化银微晶能吸收电磁辐射与其作用,卤化银的银离子还原成银原子(光化反应)

                                                  

        银离子是无色的,银原子是黑的,所以慢慢变黑了。当然问题并不是那样简单,因为卤化银对光的敏感度较低,要照射很长时间才会变黑,后来科学家又找到了一种方法,放大了这种敏感性:卤化银曝光后生成的少量银原子互相结合形成微小的银原子群--称之为潜影斑,带有潜影斑的卤化银颗粒与某种还原剂(显影剂)相遇时,在潜影银的催化下很快地还原成金属银颗粒。未曝光的卤化银晶体不形成潜影斑,不易被显影剂还原,这些没有被显影的卤化银晶体用定影液洗去。就可以得到一个稳定的图像。在通常的显影条件下一个潜影核可以即时引发显影作用的最小尺寸约为4个银原子。而一个卤化银颗粒大约含有107-109个银离子和相同数量的卤离子,因此在显影过程中,光信息(潜影)将被放大107-109倍。人们至今还没有发现有任何感光物质有如此大的信息放大作用,这就是为什么卤化银有这样高的感光度的原因,也是为什么一个多世纪来卤化银始终扮演着照相感光材料主角的原因。
     把这种卤化银细小的晶体均匀地分散在胶体(粘结剂)中,涂布在仔基或透明片基上,就得到一种感光材料(相纸或胶卷)通过镜头对景物曝光,得到潜影,再经过冲洗加工(显影定影)就可以得到一个负像(底片),景物亮的地方是黑的,景物黑的地方是白的,再把底片去拷贝相纸,就可以得到与景物相同的正像(照片)。相片上黑色银颗粒的多少与分布正好模拟了景物的亮度与分布。这就是传统模拟影像的基本过程。
       
   
           负像(底片)                 
             正像(照片)        
      这个成像过程是100多年来影像科学的主流,无论是民间的黑白照相,彩色照相,还是医疗成像,印刷成像,航空航天摄影,工业探伤,缩微摄影,黑白电影,彩色电影等等成像技术都是从这个基本成像过程变化发展衍生出来的。
       以卤化银为基础的传统影像学,看似简单,其实就其理论深度,技术含量,应用领域而言,
 是一门典型的理论密集深奥,技术精细密集,垄断性强,门槛很高的一门学科,100多年来,影像技术和材料只被少数几家大公司所垄断,例如美国的柯达公司,德国的爱克发公司,日本的富士公司,柯尼卡公司,此外很少有小公司能够进入这个领域,有专家称,一个小小的彩色胶卷的技术含量并不亚于一颗原子弹!可见一斑,虽然现在传统影像被数字影像打败了,并不说明数字影像的技术含量高于传统影像,相反,正是因为数字影像有飞速发展的计算机技术为依托,成本低,更新快,简单快捷方便,发展速度非常快,所以只用了10几年的时间就淘汰了 100多年的传统影像,也在情理之中,也是科学技术发展的必然!

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