關于照相機的發展與使用

　　一線陽光穿過孔洞射進黑暗的房間，可以在與之相對的墻壁上映出外界的倒像，這種現象叫“針孔成像”。早在2300多年前中國春秋時期的古代學者墨子就已發現了這一現象。這成為今天照相機成像原理的基礎。

　　利用這一原理制做的暗箱最早出現在阿拉伯國家，作為當時天文學家觀察天象的一種工具。15至16世紀，這種暗箱流傳到了歐洲，并被歐洲人不斷地改進，他們先后在暗箱上加裝了反光鏡和用玻璃透鏡替代了光孔，使暗箱中的進光量獲得了極大的提高。當時，畫家們用這種暗箱進行寫真作畫，效果極佳。觀察者從暗箱中看到的外部投影，無論是在顏色還是形狀上，都與外景完全一致。如果不是缺乏必要的技術手段將所觀察到的影像固定下來。那么，照相術的產生也許會提早數百年。

　　1725年，德國的一位解剖學家舒爾茨在陽光充足的實驗室中做提取磷的實驗時，意外地發現了燒瓶中受光部分的化合物變成紫黑色。這一變化引起了他的興趣，在繼續進行研究后，終于確定，引起這一變化的是銀。他的發現，成為后人研究照相技術的基礎。

　　1802年，英國人韋奇伍德把樹葉和畫在玻璃板上圖案放在用硝酸銀和丹林處理過的紙上進行直接曝光，紙上顯現出了景像。但由于無法定影，影像不能保持。

　　1826年，德國人尼普森用涂有瀝青粉和熏衣草油的金屬板置于暗箱內，歷程8小時的曝光，獲得了一張，也是世界上第一張不褪色的外景照片。但由于曝光時間過長，光線的移動變化使照片上的物體模糊不清。隨后，尼普森又進行過許多種試驗，最后發現了在金屬板上鍍銀，然后，再噴碘的方法。他隨即把這一發現告訴了他在法國同行達蓋爾。不久，尼普森去世，達蓋爾繼續此項研究。他用碘蒸氣處理鍍銀銅板，然后，將其置于暗箱內曝光，曝光后再用水銀蒸氣進行顯影和用食鹽液定影，用這種方法獲得的照片清晰穩定，可永久保存。1839年，達蓋爾將這種方法公諸于世，并定名為銀板照相法。

　　與此同時，英國科學家塔爾博特發明了使用硝酸銀和碘化鉀的光力照相法。光力照相法與銀板照相法相比，雖然成像不如銀板清晰，但感光速度快，用料低廉，而且可以用一張底片洗印出很多張照片，其形式更接近于現代照相術。

　　1851年，英國人阿切爾也發明了一種新的照相技術。他把硝棉膠涂在玻璃上，推出了玻璃板硝棉膠板攝影法，該方法吸取了銀板照像法的優點，不僅成像清晰，而且也能夠多次洗印，曝光時間也大為縮短。然而，缺點是玻璃感光板必須在拍攝現場制作。每次拍攝都需攜帶大量的用品，很不方便，在使用了一段時間后，便被英國人馬多克斯發明的玻璃干板所替代。

　　玻璃干板的制作方法是把溴化銀溶于明膠中，再涂到玻璃板上，由于溴化銀的光性更強，所以使拍照的時間大為縮短。以前的銀板照相法所需的感光時間為30分鐘以上，光力照相法需2分鐘以上，濕板照相法最快也需15秒，而干板照相法只需1/6秒。

　　曝光速度的提高除了感光材料的改進外，照相鏡頭的發明和改進也是一個重要原因。1841年，佩茲帕爾首先在相機上使用了明亮度極高的鏡頭。1846年，德國的卡爾·蔡司在德國的耶拿設立了一個專門研究顯微鏡頭和照相鏡頭的光學實驗室。聚集了一批光學物理學家和玻璃制作工匠。創造出了許多優質的高性能鏡頭，在促進世界照相術發展的過程中，起到了極為重要的作用。

　　1868年，美國發明了賽璐珞，美國的古德溫首先利用這一發明進行照相感光材料的研制。1887年，一種以賽璐珞膠片作片基，上面涂有感光乳劑的輕便、可繞成卷裝在相機里連續分段拍照的感光膠卷問世。1884年，美國的伊斯曼工廠開始成批生產賽璐珞膠卷，并研制出了使用這種膠卷的小型照相機。1888年，伊斯曼椅達公司又根據英國物理學家麥克斯韋所發現的原理，在賽璐珞膠片上涂上三層能分別感受紅、綠、藍、三色的感光劑，制成了彩色膠卷，使彩色攝影終成現實。

　　現代照相機比較復雜，具有鏡頭、光圈、快門、測距、取景、測光、輸片、計數、自拍等系統，是一種結合光學、精密機械、電子技術和化學等技術的復雜產品。

　　照相機品種繁多，按用途可分為風光攝影照相機、印刷制版照相機、文獻縮微照相機、顯微照相機、水下照相機、航空照相機、高速照相機等；按照相膠片尺寸，可分為110照相機(畫面13×17毫米)、126照相機(畫面28×28毫米)、135照相機(畫面24×18，24×36毫米)、127照相機(畫面45x45毫米)、120照相機(包括220照相機，畫面60×45,60×60,60×90毫米)、圓盤照相機(畫面8.2x10.6毫米)；按取景方式分為透視取景照相機、雙鏡頭反光照相機、單鏡頭反光照相機。

　　照相機的光學成像系統是按照幾何光學原理設計的，并通過鏡頭，把景物影像通過光線的直線傳播、折射或反射準確地聚焦在像平面上。

　　攝影時，必須控制合適的曝光量。因為銀鹽感光材料接收光通量有一限定范圍，光通量過少形不成潛影核，光通量過多形成過曝，圖像又不能分辨。照相機是用光圈改變鏡頭通光口徑大小，來控制單位時間到達感光材料的光子量，光圈大，單位時間內光通量大。同時照相機用改變快門的開閉時間來控制曝光時間的長短。

　　從完成攝影的功能來說，照相機大致要具備成像、曝光和輔助三大結構系統。鏡頭是用以成像的光學系統，由一系列光學鏡片和鏡筒所組成，每個鏡頭都有焦距和相對口徑兩個特征數據；取景器是用來選取景物和構圖的裝置，通過取景器看到的景物，凡能落在畫面框內的部分，均能拍攝在膠片上；測距器可以測量出景物的距離，它常與取景器組合在一起，通過連動機構可將測距和鏡頭調焦聯系起來，在測距的同時完成調焦。

　　光學透視或單鏡頭反光式取景測距器都須手動操作，并用肉眼判斷。此外還有光電測距、聲納測距、紅外線測距等方法，可免除手動操作，又能避免肉眼判斷帶來的誤差，以實現自動測距。

　　快門是控制曝光量的主要部件，最常見的快門有鏡頭快門和焦平面快門兩類。鏡頭快門是由一組很薄的金屬葉片組成，在主彈簧的作用下，連桿和撥圈的動作使葉片迅速地開啟和關閉；焦平面快門是由兩組部分重疊的簾幕(前簾和后簾)構成，裝在焦平面前方附近。兩簾幕按先后次序啟動，以便形成一個縫隙。縫隙在膠片前方掃過，以實現曝光。

　　自拍機構是在攝影過程中起延時作用，以供攝影者自拍的裝置。使用自拍機構時，首先釋放延時器，經延時后再自動釋放快門。自拍機構有機械式和電子式兩種，機械式自拍機構是一種齒輪傳動的延時機構，一般可延時8～12秒；電子式自拍機構利用一個電子延時線路控制快門釋放。

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