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影像技术的起源与发展 照相术的发明 照相术的发明 照相术也称摄影术。它的任务是将客观图像忠实地记录下来,从而可以使人在异时异地对这一事件取得准确的犹如目睹的信息。有人认为法国人J.N.涅普斯在1926年首先成功地照了相,但又有人认为另一法国人L.J.M.达盖尔在1839年的成就才是照相术的发明年代,因为他的卤化银方法是以后发展的基础。 法国发明家J.N.涅普斯 《墓地》 J.N.涅普斯拍摄 《红衣主教dAmbois》 J.N.涅普斯拍摄 《耶稣背十字架》 J.N.涅普斯拍摄 路易?达盖尔 摄影术的发明者 世界上最古老的照相机 1839年制造 早期拍摄情景 照相术包括光学成像装置,感光材料以及显像过程。来自物体的光投影到感光材料上形成潜像,然后用化学或物理方法变成可见的影像。 光学成像装置 虽然光学成像的观察可以追溯到远古,但一般认为针孔成像可作为照相术的先驱。这种记录在中国至迟见于11世纪沈括的《梦溪笔谈》中,而14世纪的赵友钦则正确地解释了成像的过程。在欧洲,15、16世纪出现了以透镜代替针孔的暗室,而对成像的解释却到17世纪J.开普勒才完成。这种成像装置仅供人们观察或描绘外物之用,是一间房间;其后向小型化、自动化方面发展而成为现代的照相机。实际上外文的照相机一词就是从暗室演变而来的。另外,配合各种专业要求,还发展成种种专用照相机,如天文、航空、制版、显微等,那些照相机的形式可能与日常的照相机很不相同。 物镜 它是照相机的主要部件,执行光学成像的任务。由于针孔太小,进入的光太微弱,于是人们利用透镜以增加通光量。先是用单透镜或当时习见于望远镜中的两片胶合透镜的形式。后者可以校正色差,但两者的视场和孔径皆小,只能拍摄静止的风景,故称风景物镜。 小孔成像示意图 照相物镜一般由透镜组成,特殊情况也用反射镜或两者的组合〔称反(射)折射或双射光组〕,例如要求长焦距大孔径的天文照相,其中以由一非球面板和一反射镜组成的施密特光组最著名,最早出现于20世纪30年代。 f 数 或称光圈数(值), 指依附于物镜的可变光阑的大小,借以表示进入物镜的光量多寡。计数之法是将焦距除以光瞳直径(光瞳是光学上对物方来光起约束作用的通光孔),所以光通越大,f数越小。现在国际上通用的f数系列为…,1,1.4,2,2.8,4,5.6,…, 每一数比前一数大根号二倍。由于进入相机的光与光瞳面积成正比,故各相邻f数表示在相同的时间内进入的光量增或减一倍。照相机物镜上既注出其焦距,也注出其可能达到的f数。 曝光与快门 将光学像记录于照相感光材料上要经过曝光。曝光的定义是像的照度与曝光时间的乘积,前者取决于f数,后者由快门控制。常见的中心快门或称镜间快门是若干张金属片组成的,各片有一端固定,它们各自转动时就造成开或关的动作,曝光时间可短至1/500秒。 另一种多用于小型照相机,称为焦面快门或帘幕式快门。这是紧靠焦平面前、带有可调狭缝的幕,迅速卷起帘幕而狭缝掠过,曝光时间可短至 1/1000秒。因为狭缝扫过焦面有先后,故对快速运动物体的照相会有所失真。但其优点是独立于物镜之后,便于更换镜头。 取景器 或称探像器,是为了明确所拍景物的范围的。最简的是在照相机旁附一金属丝框,在一定的位置观察框架所限制的范围,不过框架与景物一般不能同时清晰。应用广泛的一种光学取景器是一具倒置的伽利略望远镜,也称为伽利略(或牛顿)取景器,较精致些还可将其与光学测距仪相结合乃至与物镜联动。 景深 照相中景物通常有其纵深分布,而照相物镜只能调焦到一个平面,其前后的物体皆不能形成最清晰的像。但是人眼对稍不清晰的像可以容忍到一定程度,因而在调焦平面的前后有一段景深。这与景物的远近、物镜的焦距和f 数有关。有按这些参量计算出来的表格供查考。对于一只指定的照相机,焦距已经固定,则物体愈远和f数愈大时,景深当愈宽。 景深示意图 浅景深微距摄影
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