一、针孔成（chéng）像的（de）起源

我们对针孔成像的认识可追（zhuī）溯到我国春秋战（zhàn）国时期，墨翟所著（zhe）《墨经》就已记（jì）载了针（zhēn）孔成像的现象（xiàng），并（bìng）作了精辟的解（jiě）释，这是世界上对（duì）针孔（kǒng）成像（xiàng）的最早论述。北宋时期，沈括在前人研究针孔成像的基础上，做了许多实（shí）验，所著《梦溪笔（bǐ）谈》对针（zhēn）孔（kǒng）成像有详尽的记载。他在纸（zhǐ）窗（chuāng）上（shàng）开一个小孔，使窗外飞鸢和塔（tǎ）楼影子（zǐ）成像于室内的纸屏上面。他指出: “若（ruò）鸢飞（fēi）空（kōng）中，其影随鸢而（ér）移，或中（zhōng）间为窗（chuāng）所束，则鸢与影相连， 鸢东则影西，鸢西（xī）则影东。又如窗隙是楼塔之影，中间为（wéi）窗所束（shù），亦（yì）皆（jiē）倒垂（chuí）.....”

图1.1 装（zhuāng）有透视镜的镜箱成像示意图

二、透镜与镜箱的诞生（shēng）

1620年（nián），奥地利人开普勒(J. Kepler)制作了便携式暗箱。18世（shì）纪（jì），暗箱装上了透镜，成了镜箱(图（tú）1.1)，这即是照相机的（de）雏形（xíng）。1812年，英（yīng）国威廉。海德。渥拉斯顿(William Hyde Wallaston) 的（de）新（xīn）月形透镜，使镜箱提高了光通量。1816年，由尼埃普斯发明（míng）了世界上第一个可（kě）控（kòng）光圈的照相机镜头“人工魔（mó）眼”，从此进（jìn）入了光学镜头成像的时（shí）代。1839年，达盖尔发（fā）明了银版摄影术，所用的照相机（jī）为（wéi）双（shuāng）重木结（jié）构，长10. 5英寸，高12. 5英（yīng）寸，重11磅。镜头由两片（piàn）渥拉斯顿新月形（xíng）透镜组成，镜箱可前后聚焦。

三、摄影史（shǐ）上的三（sān）个时（shí）代

(一)湿板（bǎn）感（gǎn）光时代

摄影的初期，拍照（zhào）都要现拍现做感光板，并必须在（zài）它还湿的状态（tài）下拍摄才（cái）能（néng）感光。1824年（nián），

法国人（rén）N.尼埃（āi）普斯拍摄了世（shì）界上第一张（zhāng）正像照（zhào）片《餐桌》。 1826年（nián），他又拍（pāi）摄（shè）了现今世界上爆粗暗（àn）下来的最早的（de）照片《阳光顶层》，他用白色沥青制作的感光材料（liào），在阳光下曝光（guāng）了8个小时。1839年，由法国人达盖尔发布了“银版（bǎn）摄影（yǐng）术”（把景物直（zhí）接排程（chéng）正（zhèng）像，曝（pù）光时间需要15分钟），此时又由英（yīng）国人H.塔尔博特发（fā）明了“卡罗式（shì）摄影法（fǎ）”（先把景物拍摄（shè）成负（fù）像，再印成正像）。1851年（nián），由F.S.阿切尔发明了火棉胶硝（xiāo）酸银（yín）湿板，把曝（pù）光时间缩短为1-2分钟。

(二)干（gàn）板感（gǎn）光时（shí）代

进入这一时期之后（hòu），在拍照时使用的（de）感光光材料都是（shì）事先做（zuò）好的干燥的感（gǎn）光材（cái）料。1871年（nián），英国医（yī）生（shēng）R.马克（kè）多斯（sī）发明了明胶溴化银干板，取代（dài）了（le）火（huǒ）棉胶湿（shī）板，并把曝光时间缩短到了（le）1/25秒。1880年，美国人伊斯（sī）曼（màn）在纽约开设了“伊斯曼干板公司”（柯达公司的（de）前身)，于1891年生产出了世界上最早的（de）以赛璐珞为片基的胶卷。20世纪（jì）初叶起，随着感光材料的改进，促进了（le）摄影科技（jì）水平的快速提高和照相器（qì）材向（xiàng）现代化方向（xiàng）的迅（xùn）猛发展。到（dào）20世纪80年（nián）代之后，感光胶卷成像的照相（xiàng）机已经（jīng）具备了（le）自动（dòng）曝（pù）光、自动（dòng）调焦和自动卷片（piàn）等先进功能，黑白（bái）、彩（cǎi）色的高感光度和（hé）细颗粒感光胶片（piàn）都发展到了一个（gè）极高的水平。

(三)光电数字时代（dài）

20世纪末期（qī）进入了（le）数字影像（xiàng）时代（dài），数字照相机（jī）开始正式流行（háng）。用今天的眼光（guāng）来看，数字照相（xiàng）机在其诞生初期因（yīn）像素偏低等问（wèn）题几乎很少有实际使用价值。1995年， 佳（jiā）能公司推出的第一款主要面向（xiàng）专业摄影者的单镜头反光数字照（zhào）相机DCS3就很有（yǒu）代表性，该（gāi）相（xiàng）机采用一块（kuài）像素仅为（wéi）130万的CCD光电芯片，所摄照片的尺寸（cùn）也非常之小（xiǎo），但在当时已经是一个非常了不（bú）起（qǐ）的重大突破（pò）了。今天，1200多（duō）万像素~1800多（duō）万像素的单镜头（tóu）反（fǎn）光数字照相（xiàng）机已比比皆是，这些数字照相机不光是像（xiàng）素有了大幅度（dù）的提高，综（zōng）合性（xìng）能指标（biāo）也达到了一个（gè）空前的水准，而售价（jià）持续走低（dī）。尼康D3X、D7000、佳能EOS5D MARKII和索尼α 900等就是目前最新型、最具专业水准和高性（xìng）价比的1000万级（jí）~2000万级像素（sù）的单（dān）镜头反光（guāng）数字照相机。采用高科技数字技术为核心的数（shù）字照相机彻底抛弃（qì）了传统（tǒng）的感光胶卷，取而代之的是（shì）一种叫做“CCD”或（huò）“CMOS”的光电芯片作少光电耦合器件，运用光电信号（hào）转接算理，将电子（zǐ）数据存储在存储（chǔ）卡上，通（tōng）过（guò）相机（jī）或电脑等（děng）设备打开后就成为数字图像。 数（shù）字图像不需胶卷及（jí）冲（chōng）洗工艺，但它（tā）可直接通过数字彩扩机或打印机来（lái）输出照片。摄影由此进（jìn）入（rù）了一个新（xīn）的时代——光电数字（zì）时代。