1.1 从银盐到像素

数码摄影的发展

英国人李约瑟曾经说过：如果你想要充分了解并掌握一种事物，最好的办法是了解这个事物的历史和过往。

在摄影领域，通常公认的源头银版摄影术只是一个重要的节点，最核心的摄影原理其实源于公元前4世纪中国人墨翟发现的小孔成像，也就是说摄影的原理是小孔成像。

景物反射（或发射）的光线透过很小的孔时，会在墙体上成像，像比较清晰，但亮度不够，如图1-1所示。

景物反射的光线通过稍大的孔时，也会在墙体上成像，亮度较高，但像的清晰度很低，变得非常模糊如图1-2所示。如果小孔继续增大，在墙体上所成的像就会变成一团光斑。

墨翟发现的现象是光线照射到景物上会发生反射，反射的光线经过一面黑色的平板上的小孔后，会在平板后面的墙体上显示出景物的影像，并且这个影像是倒立的。起初这个发现并没有引起世人太大的关注，只是作为一种奇闻异事被记录了下来，直到公元10世纪，中国与阿拉伯世界的贸易与文化交流日渐频繁，阿拉伯人重复了这个实验，并且又发现“如果改变黑色平板上小孔的大小，后面墙体上所成的影像也会发生变化：如果增大孔的直径，影像会变得更加明亮，但成像的清晰度会有所降低；如果缩小孔的直径，影像会变得暗淡，但清晰度会变高”。这种反射光线通过小孔成像的现象在希腊语中被称为“光画的影像”，英文单词为photo-graphy，后来衍生为一个整体的单词photography，并一直沿用至今。

在公元10世纪之后约800年的时间里摄影技术的发展停滞不前，最大的进步是人们发现在小孔上加装一面凸透镜，这样可以使景物的成像更加明亮和清晰。但始终无法将所成的影像画面记录下来，留下痕迹。

直到1839年，法国画家达盖尔借助当时碘化银的感光技术，将提取的碘化银覆盖在铜板上，替代墙体作为成像的平面，景物成像的光线照射在这个铜板上时，碘化银感光，留下成像的记录（这其实就是最初的底片），然后将铜板放在化学溶液中浸泡，洗去其他杂质，使影像再现出来。于是，真正的摄影术诞生了。再后来科学家不断完善这项发明，摄影术出现了革命性的进步。

达盖尔（图1-3）制成的第一台实用的银版相机，它由两个木箱组成，把一个木箱插入另一个木箱中进行调焦，用镜头盖作为快门来控制长达30分钟的曝光时间，能拍摄出清晰的图像。使用达盖尔方法，图像就被记录在镀有碘化银的铜板上。这种方法虽然麻烦，但是具有实用价值。在达盖尔把他的方法公布于世不到两年的时间，有人就建议要稍稍加以修正：在用作感光物质的碘化银里加入溴化银。这个小小的修正有着重要的作用，大大地缩短了所需的曝光时间，使摄影术更为实用。

增大小孔孔径，并在孔所在位置加一面凸透镜，可以在墙体上成清晰、较亮的像，这就是摄影的本质，如图1-4所示。

之后的岁月里，摄影术有了很多的改进：湿版法、干版法、现代式胶卷、彩色照片、电影、彼拉罗伊德摄影术和静电复印术。尽管为发明摄影术做出贡献的人众多，但是达盖尔做出的贡献远比其他人重大得多。在达盖尔之前，没有实用的照相仪器，而达盖尔发明的技术切实可行，很快就得到了广泛使用。他的发明的正式公布对于摄影术随后的发展具有巨大的推动作用。

摄影术产生以后，从业人员们制作了各种原始的相机，但当时的相机镜头光圈相当于f/15.0，并且不可变，感光板上的化学物质对光线的敏感程度很低，所以曝光时间很长，根据光线明暗的不同，一般的曝光时间为几分钟到几十分钟，在当时，摄影可以说是一件非常痛苦的事情，如图1-5所示。

19世纪80年代，专门研究并生产摄影器材的柯达公司制造出世界上第一台非常先进的便携式相机，并使用“柯达”作为相机的商标，这种柯达相机的镜头光圈为f/9.0，因为感光技术得到了长足进步，所以相机完成曝光通常只需要1/25s，并且只要装足底片，按住快门不放，一次可以连续拍摄100张底片。在当时，“柯达”就是相机的代名词。

柯达相机在1888年推出第一部“傻瓜型”胶卷相机，名为“柯达”（Kodak），并大获成功。图1-6所示为19世纪柯达公司生产的相机。

进入20世纪以后，市面上逐渐出现了体积小、铝合金机身的双镜头及单镜头反光相机，相机的性能逐步得到发展和完善，黑白感光胶片的感光度、分辨率和宽容度不断提高；慢慢的，彩色感光胶片开始得到推广，从而使摄影队伍迅速扩大并走向专业化。相机的质量、产量开始飞速发展，出现了成像质量高，色彩还原好，孔径大，畸变低的摄影镜头。同时，镜头向系列化方向发展。

1981年，索尼公司推出全球第一台不用感光胶片的电子相机，分辨率仅为27.9像素，首次将光信号传输改为电子信号传输，这就是当今数码相机的雏形。此后数码相机成了各大厂商关注的焦点，不断推陈出新，发展迅猛，为更多人打开了摄影的大门。相机自1839年由法国人发明以来，已经有近200年的历史。在此期间，相机从纯光学、机械架构，演变为光学、机械、电子三位一体架构，从传统的银盐胶片发展到今天的数字存储器。数码相机的出现正式标志着相机产业向数字化的跨越式发展，人们的影像生活也由此得到了彻底改变。

当前的数码单反相机，能够拍摄出像素足够高、画质非常细腻的各种画面，如图1-7所示。并且相机能够适应各种不同的天气和光线条件。