一、針孔成像的起源

我們對針孔成像的認識可追溯到我國春秋戰國時期，墨翟所著《墨經》就已記載了針孔成像的現象，並作了精闢的解釋，這是世界上對針孔成像的最早論述。北宋時期，沈括在前人研究針孔成像的基礎上，做了許多實驗，所著《夢溪筆談》對針孔成像有詳盡的記載。他在紙窗上開一個小孔，使窗外飛鳶和塔樓影子成像於室內的紙屏上面。他指出: 「若鳶飛空中，其影隨鳶而移，或中間為窗所束，則鳶與影相連， 鳶東則影西，鳶西則影東。又如窗隙是樓塔之影，中間為窗所束，亦皆倒垂.....」

圖1.1 裝有透視鏡的鏡箱成像示意圖

二、透鏡與鏡箱的誕生

1620年，奧地利人開普勒(J. Kepler)製作了攜帶型暗箱。18世紀，暗箱裝上了透鏡，成了鏡箱(圖1.1)，這即是照相機的雛形。1812年，英國威廉。海德。渥拉斯頓(William Hyde Wallaston) 的新月形透鏡，使鏡箱提高了光通量。1816年，由尼埃普斯發明了世界上第一個可控光圈的照相機鏡頭「人工魔眼」，從此進入了光學鏡頭成像的時代。1839年，達蓋爾發明了銀版攝影術，所用的照相機為雙重木結構，長10. 5英寸，高12. 5英寸，重11磅。鏡頭由兩片渥拉斯頓新月形透鏡組成，鏡箱可前後聚焦。

三、攝影史上的三個時代

(一)濕板感光時代

攝影的初期，拍照都要現拍現做感光板，並必須在它還濕的狀態下拍攝才能感光。1824年，

法國人N.尼埃普斯拍攝了世界上第一張正像照片《餐桌》。 1826年，他又拍攝了現今世界上爆粗暗下來的最早的照片《陽光頂層》，他用白色瀝青製作的感光材料，在陽光下曝光了8個小時。1839年，由法國人達蓋爾發布了「銀版攝影術」（把景物直接排程正像，曝光時間需要15分鐘），此時又由英國人H.塔爾博特發明了「卡羅式攝影法」（先把景物拍攝成負像，再印成正像）。1851年，由F.S.阿切爾發明了火棉膠硝酸銀濕板，把曝光時間縮短為1-2分鐘。

(二)干板感光時代

進入這一時期之後，在拍照時使用的感光光材料都是事先做好的乾燥的感光材料。1871年，英國醫生R.馬克多斯發明了明膠溴化銀干板，取代了火棉膠濕板，並把曝光時間縮短到了1/25秒。1880年，美國人伊斯曼在紐約開設了「伊斯曼干板公司」（柯達公司的前身)，於1891年生產出了世界上最早的以賽璐珞為片基的膠捲。20世紀初葉起，隨著感光材料的改進，促進了攝影科技水平的快速提高和照相器材向現代化方向的迅猛發展。到20世紀80年代之後，感光膠捲成像的照相機已經具備了自動曝光、自動調焦和自動卷片等先進功能，黑白、彩色的高感光度和細顆粒感光膠片都發展到了一個極高的水平。

(三)光電數字時代

20世紀末期進入了數字影像時代，數字照相機開始正式流行。用今天的眼光來看，數字照相機在其誕生初期因像素偏低等問題幾乎很少有實際使用價值。1995年， 佳能公司推出的第一款主要面向專業攝影者的單鏡頭反光數字照相機DCS3就很有代表性，該相機採用一塊像素僅為130萬的CCD光電晶元，所攝照片的尺寸也非常之小，但在當時已經是一個非常了不起的重大突破了。今天，1200多萬像素~1800多萬像素的單鏡頭反光數字照相機已比比皆是，這些數字照相機不光是像素有了大幅度的提高，綜合性能指標也達到了一個空前的水準，而售價持續走低。尼康D3X、D7000、佳能EOS5D MARKII和索尼α 900等就是目前最新型、最具專業水準和高性價比的1000萬級~2000萬級像素的單鏡頭反光數字照相機。採用高科技數字技術為核心的數字照相機徹底拋棄了傳統的感光膠捲，取而代之的是一種叫做「CCD」或「CMOS」的光電晶元作少光電耦合器件，運用光電信號轉接算理，將電子數據存儲在存儲卡上，通過相機或電腦等設備打開後就成為數字圖像。 數字圖像不需膠捲及沖洗工藝，但它可直接通過數字彩擴機或印表機來輸出照片。攝影由此進入了一個新的時代——光電數字時代。

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