数码时代旅游摄影快速指南

by 长沙杨飞

第一章,摄影的过去、现在与未来

本章目录

 

  第一节,摄影的过去(器材史的简单回顾)

 

  第二节,现在的数码相机(公元2017)

 

  第三节,未来的照相机

 

  第四节,超未来的相机

 

  第五节,没有什么能改变摄影的本质

 

 

 

第一节,摄影的过去

(器材史的简单回顾)

 

很多人现在把摄影称为一门艺术了,但从摄影术发明的初衷来看,拍照就是为了记录 – 不管能否永垂,是人都想不朽啊。和结绳记事不同,照相机记录的是光线 – 它所刻画的实际场景。

从几百万年前猿猴的一个分支开始直立行走一直到公元1826年,我们要记录一个实际的场景没有别的办法,只有拿笔画。画画有两个很大的缺点:

1, 不够真实。10个人来画像,有5位把我画成了猪头,另5人把我画成了帅哥。像是画好了,但我到底是猪头还是帅哥的问题依然没有解决;

2, 速度太慢,只有神仙才能在一秒钟之内完成一幅画作。

自然界有着它自己的画笔 – 光线。但由于知识和技术的局限,几百万年来人类无法捉住这枝自然的画笔。

今天市场所见的数码相机绝大部分是日本货,国学精英分子们可能会情不自禁引用中国公元前400多年春秋时期《墨经》提到的小孔成像, 貌似此洞可证明中华民族是照相机(原理)的发明者。说实话这不能完全算是意淫,因为不管是一百多年前的笨重箱机,前几十年的各种胶卷相机,或今天的数码相机,其成像原理和老祖宗所记述的小孔成像是完全相同的:拿一个密封箱子,在任何一面钻个小圆孔,然后把有孔的这面对着窗外,窗外的景象比如一棵树什么的,就会在圆孔对面的箱壁上生成此树的倒影。
 

 小孔成像示意图

理论上来说,任何一个开了小孔的密封盒子都是一台原始的相机。但这个原始相机最多只能算是半个, 当太阳下山一切重归黑暗,我们依然一无所有。这是一台没胶卷的相机 - 无法记录。

1826年的一天,法国人尼埃普斯( Joseph Nièpce,1765~1833)终于找到了一种胶卷 – 沥青。他把感光后能变硬的白沥青涂在锡合金板上,装进暗箱里对着窗外曝光了8小时,得到了人类历史上第一张照片,内容是天空下一个农村房子局部。由于感光时间太长且影像模糊,他的发明未能得以推广。

 

1826年,人类历史上第一张照片,一个农村房子局部

看来沥青不是好的感光材料,模模糊糊的拍一张还要8个小时。到1839年,法国人达盖尔发明了一种银版摄影术,用碘化银替代白沥青,用镀有碘化银的钢板在暗箱里进行曝光,以水银蒸汽进行显影,再以海波溶液定影,最后得到了十分清晰的金属照片。银版摄影曝光大约需要10到30分钟。

达盖尔银版摄影作品,《巴黎寺院街》1838

达盖尔的银版摄影是没有底片的,拍一次得一张,和现在旅游景点四处可见的宝丽来一次成像照片相似, 拍一次得一张,不可复制。不可复制那还传播个啥?所以和达盖尔几乎同时,英国人塔尔博特(William Henry Fox Talbot,British, 1800–1877)发明的“卡罗法” (Colotype)摄影术具有更大的意义,虽然卡罗法在初期清晰度比不上 达盖尔银版法,但它是有底片的,可以无限复制。所以在我看来,英国人塔尔博特才是摄影术的真正发明人。1844年,塔尔博特在伦敦出版了人类历史上第一本摄影画册《The Pencil of Nature》,大自然的笔,印数150册。至此我们终于能够基本捉住光线这枝自然的画笔了。

The Open Door, 打开的门,画册《The Pencil of Nature》大自然的笔,图片之一

 

特别值得一提的是卡罗法曝光时间只要3到5分钟,比需要至少10分钟的达盖尔银版法进步显著。我之所以强调曝光时间是因为感光度是底片最重要的指标之一,如果拍一张照片的曝光时间需要十分钟以上,这种摄影术就不很实用,只能用来拍摄自然风光,无法(或者很难)拍摄人像 – 死的东西还好说,一个活人很难在相机前保持一个姿势十分钟纹丝不动,更别谈街头抓拍以及运动摄影了。

接下来的几十年,摄影底片不断地在原材料和感光度两方面取得进展。1851年伦敦人阿切尔(Frederick Scott Archer,1813 -1857)发明了(碘化银混合的)火棉胶(Collodion)摄影法,又称湿板摄影法(Wet Plate Process)。湿板法进一步降低了底片成本,而且曝光时间减少到了一分钟之内。

到了1871年,干版法替代了湿板,并将曝光时间进一步缩短为1/25秒(室外光线下)。 这是一个巨大的进步,1/25秒意味着可以手持相机了。在这之前,所有的拍摄都必须用三角架。至此我们终于能够(快速 有效地)捉住光线这枝自然的画笔了。

但胶片板子还是麻烦,能不能把它卷起来?1888年,伊斯曼正式开始出售赛璐璐片基的卷装柯达胶片。当时这种胶卷感光度为ISO12. 没多久,感光度ISO100以上的胶卷也研制出来 了。至此摄影底片的问题被彻底解决,接下来一百年胶卷就没再有什么大变化了。也许后来彩色胶卷算是一大发展,但鄙人认为色彩是摄影最后考虑的因素,我本人对黑白图片一直比较喜欢。

科技的发展不但解决了胶卷材料和感光度的问题,也解决了照相机本身的问题。早期旅游摄影在采用湿版法的时候,一个摄影师得雇好几个人扛箱子和底片,那叫一个重!美国南北战争的 战地摄影记者都驾着大型马车扛器材,叫车子叫 photographic van。因为底片都是一块块涂了感光材料的大型板子,尺寸为8X10寸或更大。那时候的相机都跟小箱子一样大 – 你总不可能造一台比底片还小的相机吧?

不管是旅游摄影还是报导摄影都迫切需要更便携的照相机,1888年卷装柯达胶卷上市后,照相机和底片尺寸都越做越小。1890年左右的时候出现了6X6厘米尺寸的胶卷,也就是今天我们常用的120胶卷。据说是爱迪生把当时伊斯曼柯达公司最新的70毫米胶卷从中间裁开,并在两边打上易于卷片的小孔,就成了我们今天常用的35毫米胶片,它的实际尺寸是每张24X36毫米。

1914年,在德国莱兹显微镜厂工作的工程师巴纳克(Oskar Barnack)制造了世界第一台使用35毫米胶卷的135相机,这就是大名鼎鼎的莱卡原型机Ur–Leica。从此那些笨重的木头箱子开始被抛弃,精密机械和光学的产物135相机开始一统天下。刚开始是以莱卡为代表的旁轴取景135相机,到1948年,东德蔡司(Zeiss)公司生产出一种取景和拍摄可以共用一个镜头的135相机,这就是我们现在常用的单镜头反光照相机,简称单反相机(Single Lens Reflex,SLR)。

莱卡原型机Ur – Leica。1914年

120和135相机开始了大规模工业化生产,胶卷和相机卖成了白菜价,人人都能用得起。胶卷的感光速度也飞快了,ISO800甚至1600的胶片都出来了,相机本身也小得能随手塞进口袋里,走到哪拍到哪,怎一个爽字了得!

正当全世界都觉得135相机和柯达胶卷已经完美无缺并将永垂史册的时候,1969年,有一样发明真的没过多久就让传统135胶卷永垂不朽了。这一年,美国贝尔实验室的两位科学家波义尔博士和史密斯博士发现有一种半导体对光线非常敏感,一照它就会产生电子信号。这种光敏半导体被取名叫做CCD,Charge Coupled Device,中文叫做电荷耦合器。听起来怪绕口的,CCD这东西其实就是一种电子感光器,我们叫它电子胶卷吧。光敏半导体(电子感光器)有多种,CCD是其中一种,其他常见的还有CMOS,Foveon的X3等等。本书后文以CCD泛指所有数码相机的心脏 - 电子感光芯片。

今天我写下“不要胶卷也能拍照”这几个字并不难,但若在1969年之前四处涂鸦这句话,估计我很快就会被送进疯人院。电子感光器CCD的发明意味着不要胶卷也能拍照,从此开始了纪录光线的数码时代,传统胶卷被革了命,到现在几乎每个人手里都有一两个CCD,不信请把你的手机拆开看。

1975年,柯达公司的赛尚先生 (Steven Sasson)研制出了第一台数码相机。这台相机的CCD只有一万像素(想想今天千万像素满天飞),电源是16节五号电池,存储卡是普通录音磁带,相机重约四公斤。1975那时要生产一台千万像素的数码相机当然也是可能的,但我估计那个CCD可能和你家客厅面积相当。

赛尚先生和他的第一台数码相机

感谢主,1975年以来电脑和数码相机都受益于一日千里的半导体加工以及大规模集成电路技术。到1986年,柯达开发出100万像素的CCD,露出了数码接管胶片的第一线曙光。

 

 

第二节,现在的数码相机(公元2017)

 

接下来的故事大家都知道了。这个匪夷所思的CCD从此就慢慢革了胶片的命。1998年是家用数码照相机的百万像素元年,从此以后每年数码相机的CCD都增加上百万像素,每年价格下降10%(同类型机)。

到2008年,已经很少有人用胶卷拍照了,人手一台小数码,至少都是 八百万像素的,价钱也差不多是白菜价(很多千万像素的小数码价格在人民币1000元以下)。中高档的小数码已经是1200万像素 以上的了,价格有的不到人民币两千。数码单反DSLR也卖成了地摊价,千万像素 以上的套机(机身加标准变焦镜头)只要不到人民币四千元。顶级数码后背达到了6500万像素(Phase1 P65+)。我没玩过这家伙但据说6500万像素的数码相机比4X5寸底片滚筒电分扫瞄的效果还好,不过它的价钱也比一辆TOYOTA Corolla还贵。不管怎么说, 到了2014年,胶卷基本可以进博物馆了。

1998到2014的这十多年陆续面市的数码相机有几十个品牌几千种型号。鄙人认为以下五个型号是划时代的产品:

Nikon Coolpix 950, 两百万像素家用DC,发售价890美元, 1999年2月。此机意味着普通家庭能买得起优质旅游数码相机了。两百万像素是一个重要标杆,因为200万像素可以精细打印5X7寸的照片,大部分家庭照就是这个尺寸。

 Nikon Coolpix 950, 两百万像素家用DC, 1999年2月

 

尼康Nikon D1, 260万像素专业数码单反,发售价5000美元, 1999年6月。此机一出,数码单反开始迅速占领媒体和出版行业。D1也意味着柯达DCS系列专业数码单反的抢钱时代结束,在D1之前,柯达的DCS系列从来没有低于每台一万美元。尼康D1之后,柯达在数码相机市场上再也没翻过身来,一直到破产。这就叫乱拳打死老师傅。

佳能Canon D30, 三百万像素数码单反,发售价2800美元, 2000年5月。D30意味着摄影爱好者也能买得起数码单反了。在此之前买一台数码单反要下的决心和买辆车类似。

佳能Canon 300D, 六百万像素数码单反,发售价900美元, 2003年8月。一千美元是电子产品能否普及的分水岭。发售价900美元的300D意味着数码单反从此走入千家万户,传统胶卷单反基本可以进博物馆了。

松下G1,发布时间2008年9月,1200万像素。这是世界第一台没有反光板的可换镜头数码相机,叫做单电(单镜头电子取景器数码相机),或者叫微单。取消反光板是一个革命性的的设计,减小了相机的成本和体积。

数码相机CCD的像素会无限增长下去吗?比如再过几年弄个一两亿像素什么的?鄙人私下认为不会。因为现在主流数码相机已经完全达到了传统135胶卷的解像度,继续增加像素已经没有必要了。

这些年来很多人为135胶卷到底相当于多少像素争来吵去,最后也没个定论,问题没解决还伤了感情。摄影是为了得到照片,出片才是硬道理。根据我的经验,不论使用多好的相机和镜头,135胶片精细出图到20寸已经是极限,800万像素数码相机精细出图的极限也是20寸左右。鄙人认为135胶片大致相当于800万像素。

解释一下精细出图。所谓精细就是照片印好后要经得起拿在手上(近距离)仔细端详。一张底片到底能放多大的照片?这要看你站多远看了。如果你需要,我可以用135底片放一 整面墙那么大的图片给你。电影院正是这么干的。这种巨型图片只可远观不可近玩,因为颗粒太粗了。这是废话了,谁也不会凑到银幕跟前看电影。

既然一千万像素完全可以胜任20寸精细出图,CCD继续增加像素就失去了意义 (对大多数家庭消费者来说)。除了婚纱,有谁把家里的图片放大到20寸以上了?婚纱也不需要自己拍啊,就算你想自己拍婚纱,一辈子也就一两次的事,完全可以去租高档相机,没有必要破费。

2014年市场上小数码有很多 已经是1600万像素甚至更多的。这个市场正在被误导,很多人认为像素越多照片越好,这完全是误会。在CCD面积一定的情况下,里面增加更多的像素反而会造成图像质量的下降(此问题我后文会专门解释)。

广大的数码相机营销人员迎合了大众的误解,不断敦促研发部门制造更高像素的CCD,这实在是以讹化讹之悲哀。我认为现在数码相机不应该在1000万像素以上再简单增加几百万像素,而应该在提高CCD质量上下功夫。降低高感光度(高ISO)噪音水平以及增大曝光宽容度才是当务之急。

 

 

第三节,未来的照相机

 

1975年,柯达应用电子研究中心的塞尚(Steven J.Sasson)在世界第一台数码相机的原型机技术报告里展望了数码相机的未来(原文摘抄):

“未来的相机可以想象成是一种能在光照条件极差的情况下拍摄出彩色照片的小型设备。那时的照片将存储在一种磁介质内,一种非易失性、稳定性极佳的存储器,可从相机内取下以进行播放。这种照片的分辨率将至少相当于现在的110胶卷。声音也可同影像一并录下,以增加照片的诠释性。电子形式的照片经稍作修改或不作修改便可通过现有的通信信道发送出去。照片将保存在胶卷、磁带或视频光盘上,并且相机存储介质将可重复使用。”

不得不佩服塞尚先生,他1975年的预测是基本准确的。牛人啊。我琢磨着塞尚有没有炒点股票,电子类的,不然太可惜了。

在可预见的未来,一台理想的数码相机应该有以下特点(纯属我个人预测):

1, 三千万像素(我是职业摄影师,展出或需要42寸图片,一般家庭用1000万像素足够)

2, 感光度ISO3200时图片质量和2014年ISO100的一样好。

3, 镜头焦距相当于17-400mm,恒定光圈F1.8,图像无畸变和紫边,中心和边缘解像度一致 ,此变焦镜各焦段解像度都达到50mm定焦镜头水平。

4, 电池一次充满可拍一万张。

5, 存储卡容量100G(购机赠送)

6, 体积不超过一包香烟大小

7, 每台售价人民币三千元以下(2014年人民币,扣除通货膨胀因素)

以上各项中第三和第四是比较难实现的,除非现有的光学科技也发生革命性变化,否则一个完美的17-400mm变焦镜头极难实现。第四项,什么电池这么强啊?搞一个氢核聚变的超微型核动力电池?这已经是另外一个学科的领域了,这个学科的突破不但将解决数码相机的电池问题,还将解决地球人的能源问题。

 

 

第四节,超未来的相机

未来的未来,我们将不再需要照相机。

上面我们说的都是使用各种胶卷底片的相机,不论是传统的胶卷还是现在的电子胶卷CCD。其实最伟大的数码相机是免费赠送的,且已经人手两台,这就是我们的眼睛 – 生物照相机。

在计算机界有个 “摩尔定律”。英特尔公司创始人之一戈登•摩尔(Gordon Moore)于1965年在总结存储器芯片的增长规律时,发现“微芯片上集成的晶体管数目每12个月翻一番”。1975年,摩尔修正了定律,改为每隔24个月CPU芯片上集成的晶体管数量将翻番。从1971年第一片微处理器Intel4004至今,微处理器发展情况大致符合摩尔定律。

问题是,如果芯片上的晶体管按照摩尔定律持续不断地变小,它们将于2023年变到一个原子那么大。任何传统工艺或纳米管都对这种情况没有办法。届时传统的个人电脑可能会被生物 、量子或光学个人电脑等取代。生物计算机是一场新的革命,由有机分子(DNA)组成的生物化学元件,一平方毫米的面积上可容纳几亿个。也许以后我们不应该叫计算机硬件了,应该叫“湿件”,分子级别的。

听起来如同天方夜谭, 但大规模集成电路技术迟早会发展到尽头这是无疑的,生物电子科技将会取代传统硅电子科技。数码相机的CCD和计算机的CPU同为大规模集成电路科技的产物,它们的命运也将相同。

我们眼睛的视网膜是能感光的一种神经组织,可称之为生物感光芯片。此芯片在感光度、像素以及动态范围等方面比任何CCD都强大。视网膜感光细胞( receptor cell, RC)将光转换成电信号,再将信号传到双极细胞,双极细胞将信号处理后传递到神经节细胞。我们就是这样看见东西的。眼睛就是一台超级照相机,严格的说应该是 照相机加摄像机,因为我们看到的世界不是纯静态的。

本章开篇讲过,理论上来说任何一个开了小孔的密封盒子都是一台原始的相机。但这个原始相机最多只能算是半个,因为我们只是通过小孔触摸了那自然的画笔,当太阳下山一切重归黑暗,我们依然一无所有。这是一台没胶卷的相机。近两个世纪来,人类一直在寻找这记录的媒介,从最开始的白沥青,银版,传统胶卷,一直到电子胶卷CCD.

我们的眼睛也只能算是半个照相机,它也只能看见,不能再现(打印或精确复制某一场景),因为基于生化反应的神经细胞无法与基于物理反应的硅集成电路存储卡沟通,我们看到了东西却无法 精确存储下来,无法再现和复制。随着生物计算机科技的发展,我们有理由相信一种全新的生物存储技术的诞生。到那时候我们的双眼就是一台超机无敌生物相机了,还要买相机干啥?

分子级生物计算机是一种匪夷所思的创新,这东西什么 时候能变成现实谁也不知道。生物照相机、计算机在发展过程中还有无数多的难关要克服,比如人机界面,怎样实现DNA计算和存储的输入输出,这些大问题 不解决就无法应用。生物照相机和计算机是否也意味着计算机模拟神经系统?超级智能机器人?不敢往下想了。但集成电路科技迟早会发展到尽头这是无疑的,人类总不可能从此不再发展吧?

我们的祖先没有相机,然后发明相机,完善相机,一直到N年(世纪)后生物相机又取代所有的相机,绕了一大圈我们又回到了无相机时代。

本来无一物,何处惹尘埃?

 

第五节,没有什么能改变摄影的本质

 

摄影这个东西到底是什么,100个人有108个答案。我认为文字,摄影和电影的本质功能都是一样的,那就是记录。文字记事,摄影记景,电影记录动态的景。摄影图片和文字以及电影一样,除了基本的记录功能,还有艺术创造的功能。文字可以用来写诗歌和小说;摄影图片也可用来表达个人情绪和艺术创造力。电影就更不用说了,已经基本都在拍虚构的东西了。

摄影术从1826年发明到2014年的180多年发生了翻天覆地的变化,但变来变去都是为了怎么更方便纪录。为了方便拍照我们把湿板变成了干板,又把干板变成了胶卷,最近这些年又用电子胶卷CCD替代了传统胶卷,数码相机得以大行其道。随着科技的发展,也许将来还会有生物感光器来替代现有的数码相机CCD,但不管记录的媒介怎么变,摄影的本质是不会改变的。

相比传统胶卷相机,数码相机最大的好处就是图片立即得到(看到)。人类已经变得越来越没有耐心,以前不说恋爱一年半载吧,至少还得找个媒婆月老什么的,现在干什么事都要求立即得到,一夜解决问题。数码相机拍照就是立刻得到,就拍就看。从图片的后期制作来看,数码摄影意味着不再需要传统的化学暗房,图片稍加调整 ,连上打印机就出照片。

180年来技术的发展使摄影的整个过程变得越来越简单,大大降低了这门艺术(手艺)的门槛 。摄影以老百姓喜闻乐见的形式进一步走进了千家万户,这也是现在数码相机(除了环保之外)最值得肯定和表扬的地方。

虽然摄影过程容易了,但要得到好的照片依然不是那么容易。技术上来说,依然需要好的构思,勤奋的练习。俗话说三流的摄影师比相机,二流的摄影师比技术,一流的摄影师比思想,要提高一个人的思想修养更无捷径可走,读万卷书,行万里路,阅万个人,继续埋头苦干吧,几千年来先贤们都是这么干的。

杨飞,

2007年7月初稿,

2014年12月修改,

2017年7月再改


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第一章结束

 

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