生活中有多少动人的情景,给人留下深刻的印象。然而,随着岁月的流逝,脑海中的影象也会渐渐淡薄起来,甚至完全消失。但是,照相机却能够为我们留下珍贵的记忆。
一张孩提时期的顽皮小照,一张学生时代的学友合影,都会唤起无限美好的回忆;一张重要的史料照片,能再现历史进程中的真实事件;一张健美的艺术摄影,给人以强烈的美的享受……这一切,都是照相机为人类生活作出的贡献。
照相机问世至今,已有百余年历史。但其原理的发现,却可追溯到更远的古代。前面已经介绍过,最早发现成象原理的是我国古代学者墨子。其《墨经》中有8条文字是讲光学的,阐明的光、影、象的关系,包括针孔成象的内容,同现代照相光学原理是一致的,实际上这就是照相光学研究的开端。
小孔能够成象,人们利用这个原理制作了一种绘画工具—映绘暗箱。它是画家们的得力助手,曾为绘画艺术作出了贡献。在十五世纪,画家们为了积累绘画素材,常常需要把眼前的景物迅速地描绘下来,以便生动地反映到作品中去,因而利用小孔成象原理制作了映绘暗箱。它是一个不透光的箱子,前壁上有一个很小的孔,后壁上镶一块毛玻璃。把它对准所要画的景物,其影象就呈现在毛玻璃上,画家们可以仔细地进行观察、研究。若换上一块透明玻璃,将一张半透明纸覆在其上,就可以把景物的影象描绘下来。到了十九世纪,玻璃熔炼的进展和光学工业的萌芽,为映绘暗箱的改进提供了条件,画家用凸透镜或凸凹透镜组代替了针孔,呈现出来的影象的明亮度和清晰度都大大地改善了。经过不断改进,映绘暗箱的结构形式已经同现代照相机很相似了。但是,由于那时还没有保留影象的感光材料和处理方法,因而“照相机”迟迟未能降生。
1839年,法国科学家达盖尔首次作了照相实验。他的“照相机”就是一个映绘暗箱,前壁装一组成象透镜,后边装一块倾斜的反射镜,而暗箱顶部是一块毛玻璃屏。取景后,拿去毛玻璃,将照相底板放在此处曝光。他采用了一种新感光底板,利用这台“照相机”成功地获取了世界第一张照片。他的照片,轰动一时,受到人们的称赞。
从达盖尔的“照相机”诞生到现在,经过140多年的变迁,照相机的结构和性能都有了很大变化。其间,1860年美国首先制成大型单镜头反光照相机;1888年美国柯达公司生产了第一台小型照相机;1913年德国莱茨厂制成135莱卡照相机;1939年德国罗莱厂生产双镜头反光照相机;1956年西德发明了自动光圈;1963年美国柯达公司制成第一台电子快门照相机;19b6年日本生产了焦平面电子快门和中心电子快门;1971年内测光电子快门照相机得到较快发展。这是照相机发展的概貌。
目前,照相机在结构和性能方面,都已相当完善,其发展特点是优质、精密、自动化。照相机的镜头采用的是优质多层加膜镜头,最短调焦距离可达十几英寸,光圈一般在f/22~f/1.4的范围。快门是采用电子钢片中心快门或电子控制帘布焦平面快门,速度为8~1/1000秒无级变速,有b门和mx闪光同步,并带电子自拍机构。取景通常采用固定平视棱镜、中心微棱镜、精密聚焦环、中心裂象测距、微棱镜环、全视场聚焦屏等。有的在取景目镜两边装有硅光电二极管、硫化镉光敏元件或硅光敏元件,在全光圈下对全视场聚焦屏作中央重点测光,实行全自动曝光。此外,有的还带有曝光过度或不足警告信号装置、直接接触式闪光同步装置、景深预测杆或按钮、两次或多次曝光装置、快门上弦显示器、电子卷片机构、自动与手控转换手柄等。
照相机的典型构造,一般包括这样几个组成部分:
1.镜头。是由一片或多片透镜组成的,如“海鸥4a”型照相机镜头是由4片3组透镜组成的。它的作用同一片凸透镜一样,就是造成景物的实象。它的结构,多镜片组合是为了得到良好的成象质量。
2.机身。是个不透光的暗箱,有折叠式的,也有方匣式的,还有拉管式的。它的作用,是为了保障成象不受其它光线的干扰。
3.暗盒。是装照相底片的盒子,在常见的小型照相机中,暗盒同机身合为一体。
4.光圈。是镜头中间的一组金属薄片,能开大和缩小。它的作用有两个:一是用它来控制进光量;二是用它来调整“景深”(成象范围)。
5.快门。有装在镜头中间的中心快门,有装在照相底片前面的帘布快门。它的作用,是控制拍照的进光时间的长短。
6.取景器。有多种多样的形式:有小窗取景器、有毛玻璃取景器等。
7.测距器。为了使所拍照的景物通过镜头在底片上形成清晰的象,照相的时候都要调整距离,叫做对光。景物通过镜头,在后边一定距离处形成一个象,景物离镜头越远,后边的象离镜头越近。因此,要使所拍照的景物的象形成在照相底片上,拍照前必须进行对光。在照相机中,照相底片的位置是固定的,对光的过程,就是按照景物离开镜头的距离,借助于镜头构件或机身暗箱的伸缩,使镜头前后移动,以保证影象正好落在照相底片所在的位置上。构造简单的照相机,是用镜头上的距离标尺来对距离的;在双镜头反光式照相机和照相馆用的座机中,是用毛玻璃对光屏来对光的;在常见的小型照相机中,都装有自动光学测距器,例如,将取景器中央小方孔内的景物双影对成一个单影,距离就调好了。经过对光,物象距离关系已经调整好,就可以拍照了。快门一开一闭的过程,叫做“曝光”。曝光完了,拍照也就完成了。
拍照,只是照相过程的第一个阶段。拍照完了以后,照相底片还需要进行冲洗,并将底片印放成照片,这就是照相过程的第二个阶段。将冲洗好的底片覆盖在印相纸上,在印相机上加以曝光,然后进行显影定影,就可以得到同实际景物完全一样的照片。
有了照相机和照相技术,就可以将那些有意义、有价值的景象记录下来。为了使更多的人能从中受到启发和教育,人们又研制出了幻灯机。
幻灯机包括光源、反射镜、聚光镜、镜头和机身等几个部分。幻灯片是和照相底片差不多的一种软片,但幻灯片画面上的黑白、深浅程度都跟照相底片相反,而跟实际景物一样。放映的时候,从光源发射出来的光线,被后面的凹面反射镜反射到前面的聚光镜上,而聚光镜将这些光线聚集起来,照亮前面的幻灯片。幻灯机前有一组镜头,将幻灯片的影象放大成正立的实象,投影到银幕上去。这样,观众就看到了同实际景物一样的放大影象。
幻灯片虽好,可惜不会动。科学技术的发展,终于使幻灯动起来——研制出电影摄影机和电影放映机。
电影摄影机相当于照相机,但它转动胶片和曝光都是自动的。电影摄影机的镜头每二十四分之一秒会自动拍摄一次,这样就把一个连续的动作均匀地分解成为24张不连续的画面,依次记录下来,每一幅画面与相邻的下一幅画面,都会有一些差异,不过非常细微,眼睛分辨不出来。
电影放映机相当于幻灯机,但它能够自动地将一幅幅画面传送放映出去。放映时,影片画面以同拍摄一样的速度通过镜头,1秒钟内银幕上就会依次映出24幅放大的实象,生动的景象便重现出来。影片由电机牵动通过镜头,第一幅画面跑到放映部位停下来,同时开闭器将镜头一开一闭,这一幅画面被放映到银幕上,而又立即消失;接着,第二幅画面跑到放映部位停下来……开闭器不停地交替地自动开闭,使每幅图面在银幕上停留约为0.4秒,而更换画面时银幕上黑暗的时间约为0.1秒。但是,我们在看电影的时候,看见银幕上的动作总是连续的,并未感到有一亮一暗的闪动。为什么呢?原来,人的眼睛有一种叫做“视觉暂留”的作用。我们睁开眼睛看见某一物体的时候,眼睛就象照相机一样会在视网膜上形成一幅物体的象,从而视觉神经就会感觉出来;那个物体突然移去之后,视网膜上的象也没有了,但视神经对它的印象并不立即消逝,而要继续保留0.1秒的时间,这就是视觉暂留。由于放映时每秒钟放映出24幅画面,眼睛对第一幅画面的视觉还没有消失,第二幅画面又放映出来,所以就感到电影动作是连续不断的了。
为了要仔细观察某一个动作或过程,我们只需要以每秒钟多于24幅画面的速度拍摄,而仍以每秒24幅画面的速度放映,就会看到这个动作或过程的“慢”镜头。相反的,还可以少于24幅画面的速度拍摄,获得“快”的效果。