1.2.1　攝影成像原理

攝影成像的原理來自“小孔成像”（示意圖見圖1-11），它源于公元前4世紀，我國的墨子留下了他當時針對光線觀察的記錄。他注意到：物體的反射光線透過一個小孔投射到一個黑暗表面時，這個黑暗表面上會形成物體的一個倒立影像。這個發(fā)現(xiàn)比歐洲人早一千多年。北宋沈括所著的《夢溪筆談》一書有詳細敘述。

小孔成像的發(fā)現(xiàn)把光和影像聯(lián)系了起來。但要把影像保存下來，還需要研制對光線敏感的材料，并研究這些材料感光后的處理方法。

1. 暗箱的使用

16世紀60年代，意大利人巴布羅發(fā)現(xiàn)使用一個鏡頭代替小孔，影像的清晰度和亮度都能得到加強，他也曾經(jīng)對相機做過描述：如果在一個暗箱的一端裝上一個鏡頭，在另一端裝一片未經(jīng)打光的毛面玻璃，那么光線經(jīng)過鏡頭后能在毛面玻璃上形成景物的影像，如圖1-12所示，就像人眼觀看事物時，光線在視網(wǎng)膜上形成事物的影像一樣。

2. 感光材料的發(fā)明

1800年前后，英國人韋奇伍德將不透明的樹葉放在涂有硝酸銀的皮革上，試圖制作“陽光圖片”。他將皮革放在太陽下暴曬，皮革上未被覆蓋部分逐漸變黑，而取下樹葉后，便留下了白色的影子。不幸的是，韋奇伍德未能阻止這些仍有感光能力的白色部分變黑，也沒能用暗箱來記錄影像。

20年后，法國人涅普斯試圖把暗箱中的影像直接記錄在涂有化學藥劑的石塊或金屬上，并希望將這個影像用新發(fā)明的平版印刷術(shù)印刷出來。1825年，涅普斯用金屬板代替玻璃作為承載感光材料和影像的片基，得到了可以直接用反光方式觀看的固定影像。同年，他成功地用感光材料將一幅17世紀的荷蘭版畫《牽馬的孩子》記錄成像，但這只是對繪畫的一種復制。真正捕捉現(xiàn)實世界并成功固定影像的是涅普斯于1826年拍攝的《窗外的風景》（見圖1-13）。

3. 攝影術(shù)誕生——達蓋爾攝影法

達蓋爾是巴黎的藝術(shù)家，早期酷愛風景畫創(chuàng)作，后來主要從事舞臺美術(shù)。1829年受涅普斯邀請，達蓋爾開始與涅普斯合作研究攝影術(shù)。

鑒于“日光攝影法”曝光時間過于漫長，影像模糊不清，達蓋爾長期致力于更加快捷、更加精美、更易于觀看和保存的攝影方法的研究工作。1833年涅普斯逝世，達蓋爾仍獨自繼續(xù)探索。經(jīng)過長達8年的艱苦努力，達蓋爾在1837年創(chuàng)立了“達蓋爾攝影法”（也稱為“銀版攝影法”）。用達蓋爾攝影法拍攝的達蓋爾本人如圖1-14所示。

達蓋爾攝影法是利用鍍有碘化銀的鋼板在暗箱里曝光，然后以水銀蒸汽顯影，再以普通食鹽定影，得到金屬正像，曝光需要半小時。拍攝人像時，被拍攝者被固定在專用椅子上，保持穩(wěn)定。達蓋爾攝影法的拍攝場景如圖1-15所示。

1839年8月19日，法蘭西學院舉行科學院和藝術(shù)院聯(lián)席會議，正式認定達蓋爾攝影法創(chuàng)立了攝影術(shù)，并將這一發(fā)明公之于世。以達蓋爾攝影法為標志的攝影術(shù)的誕生，使人類第一次掌握了即時捕捉、永久固定并長期保存外界影像的能力，它開創(chuàng)了人類直接利用視覺傳達交流信息的一種新方式，為以后視覺信息時代的到來奠定了第一塊基石。技術(shù)公開之后，達蓋爾攝影法在世界各地廣為流傳，一度成為主流的攝影方法。

4. 塔爾博特與卡羅式攝影

與達蓋爾同時代的英國科學家塔爾博特也在用暗箱進行他自己的記錄影像試驗。1835年，他制作出面積有2.5平方厘米的相紙負像，還可以印制正像。剛開始影像不是那么清晰，經(jīng)過不斷改進和完善，最終變得清晰并于1841年申請到了專利權(quán)。

塔爾博特把他的這一攝影方法命名為“卡羅式攝影”，該名來源于希臘語，意思是美麗印象。其方法是在紙上先涂硝酸銀溶液，干后再涂碘化鉀溶液，在紙基上生成光敏的碘化銀，待干后再以硝酸銀和醅酸溶液增感，再干后即成感光負片。使用時曝光約5分鐘，以硝酸銀、醅酸溶液顯影，硫代硫酸鈉溶液定影，并涂蠟使其變得半透明，得到紙基負像。將浸過食鹽溶液的白紙涂以氯化銀溶液，干后將紙基負像面對次紙，陽光暴曬20分鐘，再經(jīng)硫代硫酸鈉溶液定影、水洗、晾干，得到紙基正像，即最終的照片（示例見圖1-16）。

由于卡羅式攝影使用紙纖維成像，顆粒粗，清晰度低，反差大，畫面效果難以與達蓋爾攝影法媲美。但是，它最突出之處是使用紙基紙，成本低，采用負片系統(tǒng)，可以從一次曝光取得的負片上反復印制正片，為影像的傳播提供了便利。雖然這種技術(shù)在19世紀50年代后基本沒有人使用，但他所開創(chuàng)的負片原理卻成為之后攝影發(fā)展的主流。卡羅式攝影作品示例如圖1-17所示。