傳統(tǒng)到數(shù)碼——攝影技術(shù)質(zhì)的飛躍

摘要：

攝影技術(shù)從傳統(tǒng)向數(shù)碼的過渡并實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，離不開傳統(tǒng)攝影產(chǎn)生的基本條件，相機構(gòu)造及功能的極大優(yōu)化，記錄與存儲介質(zhì)的改變，后期處理技術(shù)中傳統(tǒng)唁房向電子暗房轉(zhuǎn)化，促進了影像質(zhì)量控制技術(shù)體系的完善與發(fā)展。數(shù)碼技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展使得數(shù)碼攝影技術(shù)日新月異，社會將迎來攝影技術(shù)的新一輪變革。

關(guān)鍵詞：

攝影 數(shù)碼 影像質(zhì)量 區(qū)域曝光法

中圖分類號：TB85

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2015）04-0064-02

1826年，法國人尼埃普斯采用“日光蝕刻法”原理，將瀝清作為感光材料涂在錫合金板上面，裝在木質(zhì)箱子的相機里面，經(jīng)過長達8小時的曝光，得到一張工作室窗外的模糊影像，這一實踐為攝影后來的成功指明了方向。1829年尼埃普斯與達蓋爾簽了10年的合作合同，共同研究永久性感光材料技術(shù)。尼埃普斯去世后，1837年達蓋爾用鍍銀銅版作為感光版經(jīng)曝光后，再用加熱的食鹽溶液定影的達蓋爾攝影法獲得成功。1839年達蓋爾的銀版攝影法被法國科學院向全世界公布，標志著攝影術(shù)的正式誕生。在之后170多年的漫長時間里，伴隨著科技的發(fā)展，攝影技術(shù)走過了卡羅式攝影法、火棉膠濕版攝影法、干版法、傳統(tǒng)膠片、數(shù)碼攝影等階段。攝影技術(shù)的出現(xiàn)大大延伸了人類觀看世界的方式，并滲透到社會的方方面面。攝影術(shù)的出現(xiàn)也為其后電影、電視技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，對人類社會的發(fā)展起到深遠的影響。170多年的攝影史相對數(shù)千年的人類文明史而言顯得微不足道，但是技術(shù)上的進步的確極其迅速，尤其是最近十多年來數(shù)碼技術(shù)的進步更加助推了數(shù)碼攝影技術(shù)的高速發(fā)展。

一 傳統(tǒng)攝影產(chǎn)生的三個基本條件

一般而言，傳統(tǒng)攝影是指以傳統(tǒng)感光材料作為介質(zhì)記錄影像的攝影方法，傳統(tǒng)攝影技術(shù)的完善必須具備三個條件：1、透鏡暗箱技術(shù)的完善；2、感光化學進入研究領(lǐng)域；3、找到能夠固定影像的方法。

（一）透鏡暗箱技術(shù)的完善。透鏡暗箱技術(shù)就是照相機技術(shù)，主要由光學成像技術(shù)、機械制造技術(shù)及電子應用技術(shù)構(gòu)成。“針孔成像”原理是照相機暗箱的光學成像原理，據(jù)史料記載，最早出現(xiàn)于我國春秋末年的《墨經(jīng)》之中，其后還有北宋時期沈括的《夢溪筆談》及元朝趙友欽的實驗報告《小罅觀影編》均有相關(guān)記載。照相機技術(shù)是人類科技多個領(lǐng)域的集中體現(xiàn)，包含了光學、電子學和制造工藝的尖端技術(shù)。達蓋爾起初的照相機非常簡陋，只是一個僅有透鏡的箱子，隨后出現(xiàn)了金屬機身，機械化光圈和快門裝置以及電子液晶顯示裝置等。照相機類別上還出現(xiàn)一些特殊的照相機，如立體相機和多鏡頭相機等。1888年美國人伊斯曼的膠片相機“柯達一號”的出現(xiàn)，為照相機輕便化開創(chuàng)了先例。至此，照相機制造技術(shù)經(jīng)歷了如下幾個方面的發(fā)展：大型向小型化發(fā)展；單層鍍膜鏡頭到多層鍍模和超低色散鏡頭的發(fā)展；純機械機身向電子化機身的發(fā)展。

（二）感光化學進入研究領(lǐng)域。攝影家路易斯，達蓋爾說：“達蓋爾銀版法不只是一件用來描繪自然的工具，他把力量賦予自然，讓自然去再創(chuàng)造”，攝影就是光的藝術(shù)，用光線作畫，起初尼埃普斯用瀝青作為感光劑拍攝只是一種嘗試，因效果不好而放棄。德國科學家阿爾策發(fā)現(xiàn)硝酸鹽溶液在陽光下變黑的現(xiàn)象，為找到溴化銀作為理想感光劑提供依據(jù)。在傳統(tǒng)感光材料發(fā)展過程中，為了提高感光材料影像質(zhì)量，科學家做了大量的研究，如：改進感光乳劑的顆粒，提高感光度、研究染色層色彩還原技術(shù)等等。對膠片片基材料的研究也經(jīng)歷了由金屬板、紙、玻璃、明膠、硝化纖維、醋酸纖維素酯、滌綸等不同材料的演化。傳統(tǒng)攝影的后期加工工藝相對不同的感光膠片也有所不同，最常用的有如下幾種：相對于黑白膠片的D-76工藝、相對于彩色負片的C-41工藝、相對于彩色反轉(zhuǎn)片的E-6工藝等等。

（三）找到能夠固定影像的方法。拍攝的最終目的是為了獲得圖像并永久保存下來。但早期攝影家在實踐中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過曝光并顯影后的感光版只要見到光線就會再次感光，致使影像無法保留，達蓋爾經(jīng)多年實踐最終找到海波作為固定影像的主要材料，才使得研究最終獲得成功。可見，影像的穩(wěn)定和永久性保存在攝影技術(shù)中起到了舉足輕重的作用。二數(shù)碼攝影的出現(xiàn)與快速發(fā)展

數(shù)碼攝影是數(shù)碼技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，是傳統(tǒng)攝影技術(shù)與數(shù)碼技術(shù)的完美結(jié)合。其最大的特點是電子感光芯片（CCD＼CMOS）和快速儲存卡共同取代了傳統(tǒng)膠片的感光和儲存功能，實現(xiàn)了傳統(tǒng)攝影無法達到的數(shù)字影像即拍即現(xiàn)功能；其次，感光芯片（CCD＼CMOS）的高動態(tài)記錄范圍使微光攝影成為可能。1975年柯達應用電子研究中心的賽尚先生成功研究出世界上第一臺數(shù)碼照相機，這臺當時只有0.01百萬像素的黑白反轉(zhuǎn)數(shù)碼相機使用飛利浦數(shù)碼磁帶作為存儲介質(zhì)。今天，數(shù)碼相機廠家包含日系和歐美系為主的眾多品牌、畫幅從微型到單反再到數(shù)字后背。數(shù)碼攝影技術(shù)在短短40年中突飛猛進，感光芯片從當初的0.01百萬像素發(fā)展到八千萬像素以上（數(shù)字后背）。由于數(shù)碼攝影的數(shù)據(jù)包可以直接在各種計算機、打印機、顯示器等設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)平臺上自由流通，加上數(shù)馬相機即拍即現(xiàn)功能，使數(shù)碼攝影使用起來更加方便，導致傳統(tǒng)攝影幾乎一夜之間退出歷史舞臺，就連賽尚本人也曾表示“對于數(shù)碼攝影技術(shù)的發(fā)展速度感到吃驚”。

（一）相機構(gòu)造及功能的極大優(yōu)化

傳統(tǒng)照相機與數(shù)碼照相機的構(gòu)造，兩者最大的區(qū)別是數(shù)碼相機使用感光芯片（CCD或CMOS）代替?zhèn)鹘y(tǒng)相機的膠片，圖像處理引擎對影像傳感器所捕捉到的信號進行實時處理，使用儲存的高速儲存卡，為了便于即時瀏覽還增設(shè)LCD顯示屏及相關(guān)的操作按鈕。數(shù)碼相機的即拍即顯功能，彌補了傳統(tǒng)相機無法實現(xiàn)的缺陷，數(shù)碼相機直接獲取的數(shù)碼數(shù)據(jù)可以在各種相關(guān)設(shè)備上方便流通，給使用者提供了前所未有的拍攝樂趣，人們在使用照相機的同時也享受著高科技所帶來的快樂。但是，無論如何數(shù)碼攝影技術(shù)只是傳統(tǒng)攝影技術(shù)基礎(chǔ)上的一次蛻變，它們之間的關(guān)系是繼承與發(fā)展而非完全否定，第一、傳統(tǒng)攝影的光學理論、曝光控制理論、銀晶排列規(guī)律、膠片寬容度、互易律關(guān)系、膠片感色性原理恰恰為感光芯片的研究提供理論根據(jù)。第二、數(shù)碼相機保留了傳統(tǒng)攝影中膠卷以外的大部分功能，例如攝影鏡頭，盡管廠家專門針對數(shù)字感光芯片成像特點開發(fā)出數(shù)碼鏡頭，但傳統(tǒng)鏡頭仍然可以使用；第三、機身的整體外形設(shè)計基本未變，主要的鍵盤及操控模式等基本秉承了傳統(tǒng)相機的特點，尤其在拍攝模式中將手動功能和B門等專業(yè)性較強的功能加以保留，這給從操控傳統(tǒng)相機過來的攝影者留了深刻的印象。數(shù)碼攝影解決了傳統(tǒng)相機不能解決的一些難題，如色溫、感光度、影像即時再現(xiàn)等問題。還擺脫了傳統(tǒng)攝影需要從拍攝到?jīng)_印相片的流程，往往從拍攝到看到圖像效果，需要一個漫長的等待過程，攝影師如果沒有扎實的基本功，就難以盛載客戶滿腔的期待，攝影師可以把圖像儲存為電子信息，可以觀看LCD即時了解拍攝的效果。如對拍攝效果不滿意，還可以及時再拍一次，這些都是傳統(tǒng)相機無法比擬的優(yōu)越性能。

（二）記錄與存儲介質(zhì)的發(fā)展

傳統(tǒng)膠片的結(jié)構(gòu)與成像過程大約是這樣：膠片在攝影過程中起感光作用，彩色膠片由三個主要感光乳劑層組成，分別對三原色敏感，同時每個主要感光乳劑層大致上又由三層組成，它們分別具有高中低不同的感光度。這樣，彩色膠片就由十層以上的感光乳劑層組成。一層一層相互覆蓋形成一個三維的感光體系。換句話說，彩色膠片的設(shè)計目的就是要在較小的篇幅內(nèi)捕捉較大動態(tài)范圍的全色影像。在顯影過程中，只有表面有潛影中心的鹵化銀顆粒會被顯影劑還原而變成銀粒子，同時生成顯影劑的氧化產(chǎn)物再經(jīng)定影和水洗去除?，F(xiàn)在的常規(guī)做法是在每個圖像傳感器單元的前面加上濾色鏡，這又可以分為原色RGB濾鏡和補色CMYG濾鏡兩種，這種技術(shù)被稱為馬賽克技術(shù)。以RGB原色濾鏡為例，紅色濾色鏡只能通過紅色成分光線而拒絕其他顏色光線通過，同樣藍色濾色鏡只能通過藍色成分光線。這樣紅、綠、藍濾鏡有規(guī)律的嚴格排列，通過這種方式在所有感光單元前都加上濾色鏡。再編制一個工作程序，使得照相機CPU中央處理器知道每個感光單元對應的位置，這樣每個感光單元就有了一個加權(quán)排列序號，輸出的信號中不但包括色彩信息和亮度信息，同時還包括位置信息。最后所有這些加權(quán)圖像信息匯總后由圖像處理引擎運算得出一個復原圖像，這就是我們最后獲得的數(shù)碼圖像。實現(xiàn)了傳統(tǒng)影像向數(shù)字影像的過渡。

（三）后期處理技術(shù)的發(fā)展——傳統(tǒng)暗房向電子暗房轉(zhuǎn)化

傳統(tǒng)彩色負片的放大無論是借助手工或者機器都必須解決兩個問題，一個是準確的影調(diào)還原，當然這主要靠準確的曝光來達到，以手動放大為例，以調(diào)整放大機鏡頭光圈大小與定時器曝光時間進行調(diào)整，要做到準確曝光必須進行試條測試，這點有過手工放大經(jīng)驗的攝影師都知道。如果是用黑白底片并使用可變反差相紙制作黑白照片，還要通過調(diào)整放大機上的品色和黃色濾色鏡的數(shù)據(jù)來改變照片的反差，黃色濾鏡數(shù)據(jù)越高照片反差越小，反之越強；品色數(shù)據(jù)越高反差越大，相反即越小。第二個問題是色彩還原，對于彩色負片的色彩校正，主要通過拍攝前和放大時進行干預完成，傳統(tǒng)膠片不像數(shù)碼感光芯片那樣具備較多的白平衡選擇，一般只有日光型、燈光型兩種型號，拍前干預可以借助濾色片完成，但是碰到復雜光源時就難于處理了。其次，放大時借助放大機上慮色片來校正色彩，利用R-C、G-M、B-Y相對應的補色關(guān)系原理，例如色彩偏紅時可以通過加品加黃進行校正，偏綠時可以通過加品校正。一般不采用改變底片顯影時間進行校正的做法，因為0-41系統(tǒng)中在特定溫度下顯影時間最佳是3分15秒，改變時間會導致色偏現(xiàn)象。

數(shù)碼攝影的后期處理與輸出色彩控制相對而言，可控性更為靈活，各種后期處理軟件和專業(yè)沖圖軟件都可以校正，如果是圖像原始文件（RAW格式）效果更好，如數(shù)碼相機的白平衡選項中提供了較多常用光源色溫供選擇，此外還有更為強大的K色溫和自定義模式，這是傳統(tǒng)攝影無法相比的。最常用的后期處理軟件是PhotoShop，該軟件中一些工具秉承了傳統(tǒng)膠片的曲線特性關(guān)系，如曲線圖，與膠片的特性曲線有相通性，可以通過改變曲線位置來達到改變圖像反差、色彩的密度分布，最終達到改變影調(diào)和色調(diào)的目的。PhotoShop中的直方圖直接顯示圖片影調(diào)分布的實際狀況，為攝影師控制曝光狀況提供便利。數(shù)碼攝影的后期處理與輸出還可以用色彩管理軟、硬件進行影像色彩校正，將拍攝、處理、輸出整個過程全部納入色彩管理之系統(tǒng)中。隨著彩色噴墨打印技術(shù)的進步和打印介質(zhì)的多樣化，數(shù)碼輸出質(zhì)量也達到令人滿意的效果，高精度數(shù)碼打印技術(shù)被廣泛應用于藝術(shù)品復制市場。

三 影像質(zhì)量控制技術(shù)體系的完善與發(fā)展

數(shù)碼攝影出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)攝影經(jīng)過一百多年的發(fā)展在影像質(zhì)量方面已達到相當成熟的程度。例如以F64小組為核心的“純影派”攝影團體，他們中的愛德華.韋斯頓、保羅，斯特蘭德及安塞爾.亞當斯等人，他們作品以豐富的影調(diào)、精良的制作而著稱。尤其是美國攝影家安塞爾.亞當斯在黑白影調(diào)控制上達到里程碑式的高度。他所推廣的“區(qū)域曝光法”被許多攝影教育機構(gòu)和攝影藝術(shù)家所推崇，成為攝影界影響至今的攝影應用科學理論，使傳統(tǒng)攝影技術(shù)達到視覺上的高峰。美國攝影小百科這樣描述：“當你站在一張安塞爾，亞當斯的照片前，就無法不被他那技術(shù)上的鋪張與華麗所掩沒，那實際上沒有粒子的照片提供了外觀無限豐富層次的色調(diào)，從純白色到漆黑?！备鶕?jù)亞當斯的區(qū)域曝光法理論，景物影調(diào)可以分為十一個“區(qū)域”，由零區(qū)域至第十區(qū)域。第V區(qū)域在照片上的灰度接近18%灰；0區(qū)為理論上的純黑區(qū)域，第X區(qū)為理論上純白區(qū)域，沒有任何影調(diào)，第Ⅲ區(qū)域是畫面上曝光不足2檔但仍有豐富影調(diào)細節(jié)的部分，而第V0區(qū)域則是曝光過度2檔仍有細節(jié)的強光部分，攝影者便可以根據(jù)景物的亮度范圍來判斷照片的最后影調(diào)分布情況，并使底片能夠根據(jù)攝影者預想的影調(diào)關(guān)系去曝光。這個系統(tǒng)的建立包括以下幾個過程：1、感光測定；2、精確曝光；3、底片、中洗；4、照片制作。

數(shù)碼攝影影調(diào)控制體系在繼承傳統(tǒng)攝影控制理論前提下，融入專業(yè)的色彩管理技術(shù)，對數(shù)碼相機、電腦和打印機等相關(guān)聯(lián)的設(shè)備進行色彩管理，并嚴格控制曝光參數(shù)，使用原始數(shù)據(jù)的圖片格式最大程度提高圖片的成像質(zhì)量，實現(xiàn)影調(diào)質(zhì)量的高品位。

傳統(tǒng)攝影已非主流，且離普通人越來越遠，但至少會在很長時間內(nèi)繼續(xù)存在，傳統(tǒng)攝影的存在有利于后來者對攝影技術(shù)的全面認識，而不至于讓攝影技術(shù)發(fā)展鏈條突然斷裂，這就是目前許多高校攝影專業(yè)教學中還保留著黑白暗房課程的原因。數(shù)碼攝影的發(fā)展目前在影像傳感器分辨力的開發(fā)上已經(jīng)達到很高的水平，近年推出的索尼微單全畫幅系列相機，達到3600多萬有效像素，如民用6X45規(guī)格的數(shù)字后背總像素已達到八千萬以上有效像素，隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)時代的延續(xù)，攝影也進一步從2D向3D攝影技術(shù)深化，各種超強3D功能軟件的相繼面試，人們越來越生活在真實與虛擬現(xiàn)實之中，虛擬世界的逼真程度已到了真假難辨的水平，未來社會將迎來數(shù)碼攝影技術(shù)的新一輪變革。