數位相機

日本現在推出了一款號稱是「家用型」最高畫素的數位相機。這台相機標榜
拍出來的顏色，和真實顏色幾乎一模一樣，傳統的「膠卷相機」走入歷史。
對於全世界許多專業攝影師來說，目前時下所流行的數位相機拍攝出來的效
果，還是沒有辦法取代傳統膠捲相機，不過領導數位相機潮流的日本，最近新推
出了一款擁有800萬畫素，高畫質多功能的家用型數位相機。

這台數位相機功能媲美傳統膠捲相機，除了體積更小之外，還可以產生最接
近人眼所看到的顏色，沖出來的照片，幾乎和真實的顏色一模一樣。
這台相機不必更換鏡頭，就可以同時擁有廣角、遠距變焦攝影，同時還有夜
視和雷射對焦系統，可以在光線不佳的條件下拍攝到清晰的畫面。未來肯定是數
位攝影的天下，在一些主要的電影製片廠，膠捲正逐漸停止使用，在5 或10年
之內，我們所生活的世界將會是數位的世界。（註）
引註資料
（註）http://www.tvbs.com.tw/news/news_list.asp?no=jean20040108184048

攝影的由來與光的學說

攝影又稱照相，俗稱拍照。日本則是引用中國古代繪畫的術語稱寫真。英文
Photography，是由希臘文Phos與Grapho 的結合字。Phos 是光，Grapho 是描繪，
合字是利用光來描繪的意思。就是任何景物由以有光的反射，而聰明的人類想到
利用針孔或透鏡來攝取其反映過來的影像，再由感光材料作成，可以永久保存的
影像記錄，我們通稱為攝影。

攝影在世界上興起，不過是二、三百年來的歷史。但是研究起來，對於攝影
有關光學的問題，可以追溯甚遠且廣。我們先說「光」的現象。
光，是人類生存活動，生活環境中的一個要素，因為人的視覺資訊要靠它來
傳遞。

依光的波動學說：光是一種波動。發光體發光時，就產生光波。光是以直線
向上下、四周圍作波動射出，光波的波長有長有短，進入我們眼裡，能以視覺得
出不同的顏色。

光依光的電磁波學說：光跟電磁的輻射一樣，不僅速度相同，也能反射，折
射，偏極化。光是電磁波中，僅能引起我們眼睛有視覺的部分。電磁波的波長範
圍很寬。論波長，最長的是交流電，最短如宇宙射線。那麼我們人類眼中可以看
到的僅是電磁波中非常窄小的一部分。大約在390毫微米的紫外線與700毫微米
的紅外線之間，才是我們可以看得到的。紫外線和紅外線，我們看不見，但是在
攝影中可以察覺得到，尤其會影響沖洗、底片、相片的顏色效應。

以光的微粒學說：光是從光源射出來的微粒子所構成。此種微粒子，以每秒
三十萬公里的大速度，自發光體向上下、四方發射。進入人的眼睛，即讓人有生
光之感。此種微粒子是物理學上所謂宇宙基本粒子中之一種，不帶電，有穩定性。
愛因斯坦發表『光的產生和轉變的探討』論文中，就證實有它的存在。他說：
光是由一個個的微粒量子組成的，這光微粒量子有波的性狀，還有微粒子的特性。
光是一種運動不停的能量。光的直射到景物再反射到我們眼裡，讓我們感覺
到有景物的影像。這光的學識研究最早的記錄，在中國春秋戰國時代，墨翟之著
作『墨經』中。其論述：光有直線照射的作用。光照射物體會產生影子。光具有
反射的性能。論述針孔成像的道理。發光體的遠近，決定光的強弱。放大倍數概
念。分別敘述了平面、凸面、凹面鏡的，物體和影像的關係。光的折射現象等等。
可見中國的古代，已對光有了相當的研究與認識。

西方世界到西元前350年，首位「科學大師」亞裏斯多德（Aristotle384－
322B.C.）在著作中才提到光學法則。他說到一個現象：每逢有日蝕，從篩孔或
樹葉空隙中，投射到地面的光，是呈月彎形狀，尤其是孔越小，光的影像，越明
晰清楚。從此，西方人們亦知，光線通過了小孔，會形成影像的光學道理。
我國韓非（280－233 BC）著作書中也有說及：築牆，鑿牖，日出加畫筴，
髹上而觀，望見龍、蛇、車、馬、萬物之狀備具。髹是漆器，利用反光，加上畫
筴才有更清楚影子。而這畫筴有如一個透孔，如此針孔影像技藝，我國很早就有
了。

西元前208 年，古希臘物理、數學及大發明家阿基米德為國禦敵，曾發明著
名的「火鏡」。他利用許多放大透鏡連在一塊，使太陽光集中焦點，投照在敵船
上，引火抗敵。

西元前139 年，西漢淮南王劉安編著『淮南萬畢術』，提到用冰製作『透鏡』，
說：削冰令圓，舉以向日，以艾承其影則火生。
說到漢武帝時代，有人用白色琉璃，使日光穿過再折射到暗室，如此引光入
室，明亮異常。
北宋大科學家沈括著作『夢溪筆談』裡，有針孔成像論說，凹面鏡的分析。
他發現『墨經』中，針孔成像可與凹面鏡作結合，且說明成像是由光束造成。光
線成束，從凹面鏡反射出後聚成焦點，此點因陽光熱能被會聚後，產生高溫就能
起火。

在西元1100年，阿拉伯學者阿爾哈森就利用一暗箱，箱壁上開個小針孔，
讓日蝕的陽光透過小針孔，倒映在箱壁上，觀察日蝕情況與過程。
中國元朝科學家趙友欽，設計一室，作光學實驗。他結論：針孔太大，不能
成像。針孔適當的小，就會形成影像，而且會與光源形狀相同，但方向相反。照
明度與距離成反比。

照相機的發展簡史

在16世紀文藝復興時期，歐洲出現了供繪畫用的“成像暗箱”。
1839年8月19 日法國畫家達蓋爾公佈了他發明的“達蓋爾銀版攝影術”，於是
世界上誕生了第一台可攜式木箱照相機。

1841年光學家沃哥蘭德發明瞭第一台全金屬機身的照相機。該相機安裝了
世界上第一隻由數學計算設計出的、最大相孔徑為1：3.4的攝影鏡頭。
1845年德國人馮·馬騰斯發明瞭世界上第一台可搖攝150°的轉機。 1849年大
衛·布魯司特發明瞭立體照相機和雙鏡頭的立體觀片鏡。1861年物理學家馬克斯
威發明瞭世界上第一張彩色照片。

1866年德國化學家肖特與光學家阿具在蔡司公司發明瞭鋇冕光學玻璃，產
生了正光攝影鏡頭，使攝影鏡頭的設計製造，得到迅速發展。1888年美國柯達
公司生產出了新型感光材料－－柔軟、可捲繞的“膠捲”。這是感光材料的一個
飛躍。同年，柯達公司發明瞭世界上第一台安裝膠捲的可攜式方箱照相機。
1906年美國人喬治·希拉斯首次使用了閃光燈。1913年德國人奧斯卡·巴納克
研製出了世界上第一台135照相機。

從1839年至1924年這個照相機發展的第一階段中，同時還出現了一些新穎
的鈕扣形、手槍形等照相機。

從1925年至1938年為照相機發展的第二階段。這段時間內，德國的萊茲、
羅萊、蔡司等公司研製生產出了小體積、鋁合金機身等雙鏡頭及單鏡頭反光照相
機。

在此階段，照相機的性能逐步提高和完善，光學式取景器、測距器、自拍機
等被廣泛採用，機械快門的調節範圍不斷擴大。各國照相機製造廠紛紛仿製萊卡
型和羅萊弗萊型照相機。黑白感光膠片的感光度、解析度和寬容度不斷提高；
彩色感光片開始推廣，從而使攝影隊伍迅速擴大並走向專業化。

從1939年之後為照相機發展的第三個階段。六十年代之前，黑白、彩色膠
片的品質有了進一步的提高，光學工業製成了含有稀有元素的新型光學玻璃，如
鑭、鈦、鎘等玻璃。從而更好地校正了攝影鏡頭的像差，使鏡頭向大孔徑和多種
焦距的方向迅速發展。因而，出現了變焦、徽距、折反射式、廣角等多種攝影鏡
頭。鏡頭單層鍍膜得到普遍推廣。照相機出現了計數器自動複零、反光鏡自動復
位、半自動和全自動收縮光圈等結構。

從本世紀六十年代初至今為第三階段的後期。這期間，日本的小西六攝影公
司生產出世界上第一台自支調焦照相機－－柯尼卡C35A型135照相機.接著日本
又生產出世界上第一台雙優先式自動曝光照相機--美能達XDG型135單鏡頭反光
照相機。開創了一台相機具有多種曝光功能的先例。

這期間，光學傳遞函數理論進入了光學設計領域，出現了成像品質高，色彩
還原好，大孔徑，低畸變的攝影鏡頭。同時，鏡頭向系列化發展，由焦距幾毫米
的魚眼鏡頭到焦距長達2米的超攝遠鏡頭，並有了透視調整、 變焦徽距、夜視
等攝影鏡頭。電子技術逐漸深入到照相機內部，多種測光、高精度的電子鏡間快
門、電子焦平面快門以及易於控制的電子自拍機等都紛紛出現。曝光補償、存儲
記憶、多紀錄功能、電動上弦卷片、自動調焦等各種功能得到愈益精美的應用，
高度自動化、小型、輕便達到了前所未有的高度。

攝影的誕生

如果從明亮景物上反射來的光線,通過一個小孔進入一個暗室,便可在對面牆
壁上,形成一個暗淡的景物影像,圖中的影像是上下顛倒的,因為從物體上部來的
光線,只能照射到牆壁的下部,從下部來的光線,只能照射到牆壁的上部.這種暗室
成像的現象,在古代就已經知道了。

1558年,G·波兒塔(Giovanni Porta)就曾對暗室成像加以清楚的敍述.在那時,人
們就發現,將牆壁上的小孔挖大,裝上一個望遠鏡的鏡頭,便可以形成一個更明
亮、更清楚的影像.這些作為暗室用的房子,主要是設在公共建築裏,或公園裏,以供
人們觀賞。

到17世紀,一些小的便於攜帶的暗箱(camera obscura),將四面封閉的暗箱裝在
一個轎子上,以便於短途運送,暗箱的頂上裝有鏡頭及反光鏡.反光鏡將光線反射
在暗箱內的畫板上,形成直立的影像.有的是反光式暗箱,可以放在桌子上.有的甚
至可以放在手上.在這些暗箱中,影像可以直接描在紙上.這種發明,對準確地描繪
風景建築的透視與比例,是極為有用的. 暗室的基本原理.由於光是走直線的,所以,
一個小孔能將陽光照耀下的景物在暗室中形成一個粗略的影像。

相機科技之探討

一個不透光的盒子，這就是照相機。照相機是用感光膠片反景物拍攝下來的
攝影器材。它的發明經歷了漫長的歲月。我國對光和影像的研究，有著十分悠久
的歷史。早在西元前四百多年，我國的《墨經》一書就詳細記載了光的直線前進、
光的反射，以及平面鏡、凹面鏡、凸面鏡的成像現象。到了宋代，在沈括所著的
《夢溪筆談》一書中，還詳細敍述了“小孔成像匣”的原理。（註）

引註資料
（註）http://www.china-fpa.org/course/sheying/sheying1.htm