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附录:摄影的过去、现在和未来

 小竹影 2011-02-28

附录:摄影的过去、现在和未来

拍照是为了记录。由于技术的局限,从几百万年前猿猴开始直立行走一直到1826年,我们要记录一个实际的场景没有别的办法,只有画画。 画有两个缺点: 1 不够真实2 速度太慢,只有神仙才能在一秒钟之内完成一幅画作。 

不管是一百多年前的笨重箱机还是今天的数码相机,其成像原理和老祖宗记述的小孔成像完全相同:拿一个密封箱子,在任何一面钻个小圆孔,然后把有孔的这面对着窗外,窗外的景象比如一棵树什么的,就会在圆孔对面的箱壁上生成此树的倒影。但这个原始相机最多只能算是半个,当太阳下山一切重归黑暗,我们依然一无所有。这是一台没胶卷的相机 无法记录。

1826年,法国人尼埃普斯( Joseph Nièpce,1765~1833)终于找到了第一种胶卷 – 沥青。他把感光后能变硬的白沥青涂在锡合金板上,装进暗箱里对着窗外曝光了8小时,得到了人类历史上第一张照片,一个农村房子局部。



1826年,人类历史上第一张照片,一个农村房子局部

 

沥青不是好的感光材料,模模糊糊的拍一张还要个小时。1839年,法国人达盖尔发明了一种银版摄影术,用碘化银替代白沥青,用镀有碘化银的钢板在暗箱里曝光,得到了十分清晰的金属照片。银版摄影曝光大约需要 10到 30分钟。

达盖尔银版摄影作品,《巴黎寺院街》1838

 

达盖尔的银版摄影是没有底片的,拍一次得一张不可复制那还传播个啥?所以和达盖尔几乎同时,英国人塔尔博特(William Talbot1800–1877)发明的卡罗法(Colotype)摄影术具有更大的意义,虽然卡罗法清晰度比不上银版法,但它是有底片的,可以复制。在我看来,塔尔博特才是摄影的真正发明人。1844年,塔尔博特在伦敦出版了人类历史上第一本摄影画册《The Pencil of Nature》,大自然的笔,印数150册。至此我们终于能够基本捉住光线这枝自然的画笔了。 



The Open Door, 打开的门,《The Pencil of Nature》大自然的笔,图片之一 

 

特别值得一提的是卡罗法曝光时间只要35分钟,比达盖尔的银版法进步显著。我之所以很强调曝光时间是因为感光度是底片最重要的指标之一,如果拍一张照片的曝光时间需要十分钟以上,这种摄影术就不实用。 

接下来的几十年,摄影底片不断的在原材料和感光度两方面取得进展。1851年伦敦人阿切尔发明了碘化银混合的火棉胶(Collodion)摄影法,又称湿板摄影法(Wet Plate Process进一步降低了底片成本,曝光时间减少到一分钟之内。 

1871年之后,干版法替代了湿板,并将曝光时间进一步缩短为1/25秒(室外光线下)进步巨大。1/25秒意味着可以手持相机了。在这之前,所有的拍摄都必须用三脚架。但胶片板子还是麻烦,能不能把它卷起来?1888年,伊斯曼正式开始出售赛璐璐片基的卷装柯达胶片。这种胶卷感光度为ISO12. 很快感光度ISO100以上的胶卷也研制出来,至此摄影底片的问题被彻底解决,接下来一百年胶卷就没再有什么大变化了。也许后来彩色胶卷算是一大发展。 
 科技的发展不但解决了胶卷问题,也解决了相机本身的问题。早期旅游摄影在用湿版法的时候,一个摄影师得雇好几个人扛箱子和底片美国南北战争的战地摄影都大型马车扛器材(photographic van),底片是涂了感光材料的大型板子,8X10寸或更大。那时候相机都跟小箱子一样大 

不管是旅游摄影还是报导摄影都迫切需要更便携的照相机,1888年卷装柯达胶卷上市后,照相机和底片尺寸都越做越小。1890年出现了6X6厘米尺寸的胶卷据说是爱迪生把当时伊斯曼柯达公司最新的70毫米胶卷从中间裁开,在两边打上易于卷片的小孔,就成了我们今天常用的35毫米胶片,实际尺寸是每张24X36毫米。 

1914年,德国工程师巴纳克(Oskar Barnack)制造了世界第一台使用35毫米胶卷的135相机,这就是大名鼎鼎的莱卡原型机Ur – Leica。从此那些笨重的箱开始被抛弃,精密机械和光学的产物135相机开始流行1948年,东德蔡司(Zeiss)公司生产出一种取景和拍摄可以共用一个镜头的135相机,这就是我们现在用的单镜头反光照相机,简称单反(SLR)。
 



莱卡原型机Ur – Leica1914

 

 1969年,美国贝尔实验室的波义尔和史密斯发现有一种半导体对光线非常敏感,一照就会产生电子信号。这种光敏半导体取名CCDCharge Coupled Device,中文叫电荷耦合器一种电子感光器,我们叫它电子胶卷吧。电子感光器有多种,除了CCD,常见的还有CMOSFoveonX3等。CCD的发明意味着不要胶卷也能拍照,从此开始了纪录光线的数码时代,传统胶卷很快被革了命。 

1975年,柯达公司的赛尚先生 (Steven Sasson)研制出了第一台数码相机。这台相机的CCD只有一万像素,电源是16节五号电池,存储卡是普通录音磁带,相机重约四公斤。
 



赛尚先生和他的第一台数码相机 

 

1975年以来电脑CPU和数码相机的CCD都受益于一日千里的半导体及集成电路技术。1986年,柯达开发出100万像素的CCD,露出了数码接管胶片的第一线曙光。 

 

现在的数码相机(公元2009 

接下来的故事大家都知道了。这个匪夷所思的CCD就慢慢替代了胶片1998年是数码照相机的百万像素元年,此后每年数码相机的CCD都增加一百万像素2009年,已经很少有人旅游用胶卷拍照了,人手一台小数码,很多1000万像素的小数码价格在1000元以下。中高档的小数码已经是1400万像素级别的了。数码单反也卖成了地摊价,一千万像素的套机只要不到人民币四千元。顶级数码后背达到了6500万像素(Phase1 P65+)。从2009年开始,胶卷基本可以进博物馆了。 

那数码相机CCD的像素会无限增长下去吗?比如再过几年弄个一两亿像素什么的?认为不会。因为现在主流数码相机已经完全达到了传统135胶卷的解像度,继续增加像素已经没有必要了。 

不论使用多好的相机和镜头,135胶片精细出图20寸已经是极限,800万像素数码相机精细出图的极限也是20寸左右。所以鄙人认为135胶片大致相当于800万像素。 所谓精细出图就是照片印好后要经得起拿在手上(近距离)仔细端详。一张底片到底能放多大的照片?这要看你站多远看了。如果你需要,我可以用135底片放一面墙那么大的图片给你。电影院正是这么干的。谁也不会凑到银幕跟前看电影。这种巨型图片只可远观不可近玩,颗粒太粗。 

既然一千万像素可以胜任20寸精细出图,CCD继续增加像素就失去了意义。除了婚纱,有谁把家里的图片放大到20寸以上了?2009年市场上小数码已经有很多1400万像素的了。这个市场正在被误导,很多人认为像素越多照片越好。我认为现在数码相机不应在1000万像素以上再简单增加几百万像素,降低高ISO噪音及增大曝光宽容度才是当务之急。

 

未来的照相机

1975年,柯达中心的Steven J.Sasson在世界第一台数码相机技术报告里展望了数码相机的未来(原文摘抄):

未来的相机可以想象成是一种能在光照条件极差的情况下拍摄出彩色照片的小型设备。那时的照片将存储在一种磁介质内,一种非易失性、稳定性极佳的存储器,可从相机内取下以进行播放。这种照片的分辨率将至少相当于现在的110胶卷。声音也可同影像一并录下。相机存储介质将可重复使用。

不得不佩服Sasson先生,他1975年的预测是基本准确的。在可预见的未来,一台理想的数码相机应该有以下特点(纯属个人预测): 

1             三千万像素

2             感光度ISO6400时图片质量和2009ISO100的一样好。

3             镜头焦距相当于17-400mm,恒定光圈F1.8,图像无畸变和紫边,中心和边缘解像度一致达到50mm定焦镜头水平。

4             电池一次充满可拍一万张。

5             存储卡容量100G(购机赠送)

6             体积不超过一包香烟大小

7             每台售价人民币两千元以下(2009年人民币) 

以上各项中第三和第四比较难,除非现有的光学科技发生革命性变化,否则一个完美的17-400mm变焦镜头极难实现。第四项,什么电池这么强啊?搞一个超微型核动力电池?这已经是另外一个学科的领域了,这个学科的突破不但将解决数码相机的电池问题,还将解决地球人的能源问题。 

 

超未来的照相机 

未来的未来,我们将不再需要照相机。最伟大的数码相机是免费赠送的,人手两台,这就是我们的眼睛 – 生物照相机。 

计算机界有个 摩尔定律。每隔24个月CPU芯片上集成的晶体管数将翻番如果芯片上的晶体管按照摩尔定律不断地变小,它们将于2023年变到一个原子那么大。任何传统工艺或纳米管都对这种情况没有办法。届时传统电脑可能会被生物量子或光学电脑取代。是一场新的革命,有机分子(DNA)组成的生物化学元件,一平方毫米可容纳几亿个电路。也许以后我们不应该叫计算机硬件了,应该叫湿件,分子级别的。 

眼睛的视网膜是一种生物感光芯片。此芯片在感光度、像素及动态范围等方面比任何CCD都强大。眼睛只能算半个照相机,它只能看,无法记录(存储)。随着生物科技的发展,我们有理由相信一种全新的生物存储卡的诞生。到那时候我们的双眼就是一台超机无敌生物相机了,还要买相机干啥? 

分子级生物计算机是一种匪夷所思的创新,这东西什么事侯能变成现实谁也不知道。这是否也意味着生物计算机神经系统?超级智能机器人?不敢往下想了。但集成电路科技迟早会发展到尽头,人类总不可能不再发展吧? 

我们的祖先没有相机,然后发明相机,完善相机,一直到N年后生物相机取代所有的相机,绕了一大圈我们又回到了无相机时代。 

本来无一物,何处惹尘埃? 

 

总结:没有什么能改变摄影的本质 

摄影到底是什么,100个人有108个答案。我认为文字,摄影和电影的本质都是记录。文字记事,摄影记景,电影记录动态的景。它们除了基本的记录功能,还有艺术创造的功能。文字可以用来写诗歌和小说;图片可用来表达个人情绪。电影就更不用说了,已经基本上都在拍虚构的东西了。 

1826年发明摄影术180来摄影技术发生了翻天覆地的变化,但变来变去都是为了怎么更方便纪录。为了方便我们把湿板变成了干板,又把干板变成了胶卷,最近这些年又用CCD替代了胶卷,数码相机得以大行其道。随着科技的发展,也许将来还会有生物感光器来替代现有的CCD。但不管记录媒介怎么变,摄影的本质是不会改变的。  

技术的进步使摄影变得越来越简单,数码相机走进了千家万户。 虽然过程容易了,但要得到好照片依然不容易依然需要细致的构思,勤奋的练习。俗话说三流摄影师比相机,二流摄影师比技术,一流摄影师比思想,要提高一个人的思想修养更无捷径可走,读万卷书,行万里路,阅万个人,与诸君共勉

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