19 世紀以來，攝影曝光時間的縮短是怎樣做到的？

在日光下的常規攝影，從 1826 年 Niepce 的日光蝕刻法的八小時，到 1839 年 Daguerre 的銀版法半小時，再到 19 世紀末似乎只需一秒，現在的電子快門據稱可達 1/12000 秒。能否從工藝發展的角度介紹一下這些是如何實現的？

ps: 之所以說「常規攝影」，是因為還存在用銀版法 1/60 秒就拍太陽的實例，這種不常規的例子如果納入考量就無法對「必要」的快門時間進行比較了，所以指代更精確一些。

自答，五天前的提問，期間自己看了幾本攝影與藝術相關的書和紀錄片，以下回答總結於：

1.世界攝影史-內奧米?羅森布拉姆 (豆瓣)

2.世界攝影史-李文方 (豆瓣)

3.視覺工廠-Monique Sicard (豆瓣)

4.《攝影術演變》系列紀錄片，英文無字幕，up主Mountain·Zhou，bilibili.tv

---------

前攝影時代的影像雛形是發源於繪畫技巧的，畫家們通過原始的透鏡實現廣角，或者以類似單鏡頭反光的設備在一塊板上成像，然後把成像內容畫下來。與之相比更進步的是，攝影意味著把像本身保留下來。

攝影術的發明者是法國的 Joseph Nicephoce Niepce，他為印刷業的目的鑽研如何將影像固定，並在 1825 年拍攝了《牽馬的孩子》。Niepce 的工藝核心是：以日光作用於感光柏油，從而將影像永久固定在玻璃或金屬板上。這種方法叫 Heliography，即「日光刻蝕法。」 該方法需要約 8 個小時的曝光以完全成像。

有了最初的成功，很快其他人的興趣與動力也被激發出來。一位法國藝術家對攝影術的熱情被 Niepce 注意到，並在1927年邀請他共同合作研究攝影術，這位藝術家是 Louis Jacques Mande Daguerre。Heliography 剛剛產生，所需曝光時間過長、影像模糊等不足等問題非常顯著，他們致力於更快捷精美的方法探索。1933 年 Niepce 去世，Daguerre 繼續探索，並於 1837 年創立了「銀版攝影法」，並以自己冠名它為 Daguerreotype。這一新工藝大大縮短了成像的曝光時間，約 15-30 分鐘即可完成曝光，1842 年縮短到只需幾秒，更重要的是，它的成像素質非常優異，直到今天仍然可以令人驚訝。1838 年，經過法國議員、巴黎天文台台長 Fran?ois Arago 的推薦，法國政府出面分別購買了 Niepce 和 Daguerre 的發明。1839 年 8 月 17 日，法蘭西學術院正式認定 Daguerre 創立了攝影術，並將這發明公諸於世，唯一的例外是英格蘭如果要使用此方法需要額外的付費。Arago 作為代表宣告：「法國已接受了這項發明，並且，一開始就表示為能夠慷慨地把它奉獻給全世界而自豪。」 三天後，Daguerre 的《銀版攝影術與透視畫的演進實錄》一書出版發行，迅速傳遍歐美，攝影術的奧秘也就為世界所知。以 Daguerreotype 為標誌的攝影術的誕生，意義是顯而易見的，它使人類第一次掌握了即時捕捉並永久固定、長期保存外界影像的能力，它開創了人類直接採取視覺溝通達到交流信息的一個新紀錄，為以後視覺信息時代的來臨奠定了第一塊基石。同時它也開闢了人類藝術的又一個領域，為建立一種超越語言、超越文化、超越民族的全球化藝術邁出了重要一步。

Daguerreotype 固然是完全成型的攝影術，成像非常優異，每幅作品都是一件精妙藝術品。但是它的缺陷也很明顯，那就是製造成本過於昂貴，而且無法複製。在藝術還屬於私人珍藏的時代，這倒不構成什麼問題，但是從更長遠的工業化未來及攝影術自身的潛力來看，廉價且可複製的補充是非常必要的。英國的 William Henry Fox Talbot 是這一條路線的開啟者。

Talbot 幾乎與 Daguerre 在同一時間涉足攝影術的研究，但兩個人從未獲知過彼此的研究。Talbot 是一位傑出而博學的體面人士，唯一的缺憾在於手繪才能缺乏，而且並沒有顯示出這方面的天賦，所以他試圖尋找一種無須手繪即可成像的方法。1835 年，Talbot 製造了面積有 2.5 厘米大的相紙負相，可謂是相機膠捲的前身，這已經是一項全新的技術。1839 年，他得知 Daguerre 即將公布一項「攝影術」，大感驚訝的同時也加速進度，同年也申報了自己創立的負像-正像攝影系統，但因其成像質量遠遠無法與 Daguerre的 成就相比，未獲得承認。1841 年，經過進一步的改進完善，Talbot 的負正系統攝影才在英國正式獲得專利權，他為其取名Calotype，借希臘語 Kalos（美麗）一詞。Calotype 由於使用紙纖維成像，顆粒粗，清晰度低，反差大，改進版仍然無法與 Daguerreotype 那完美的細節相媲美，這是物理特性上無法逾越的天然差距。但它的優勢在於成本低廉，使用紙基、一次負片可反覆印製多張正片，曝光時間約5分鐘，這些優勢使它開創的負正系統成為接下來一個半世紀攝影發展的主流。1851年，倫敦雕塑家 Fredrick Scott Archer 改進了 Calotype 的工藝，將硝化棉溶於乙醚和酒精的火棉膠，再把碘化鉀溶於火棉膠後馬上塗布在乾淨的玻璃上，裝入照相機曝光，經顯影、定影后得到一張玻璃底片。火棉膠調製後須立刻使用，幹了以後就不再感光，所以這種攝影方法稱為「濕版法」。濕版法操作雖然麻煩，但成本低，僅為銀版法的十二分之一，曝光比銀版法快，影像清晰度也高，玻璃底片又可以大量印製照片。

在成本、曝光時間等工藝問題均得到了滿足基本需求的解決後，攝影正式作為一種藝術工具被社會所接受，完成了自己的初創期。從規模分布來看，Calotype的模式最終成為攝影的主流，之後的工藝改進都是以它為模本進行的，Daguerreotype 則因為成本高昂，也因為其已經趨近完美無須改進的特性，極少有工藝層面的改進。

19世紀80年代對於攝影是一個至關重要的時期，攝影術由實驗性的技術探索時期走入了規範標準的工業化時代。

首先是感光乳劑的基本定型，也就是干版的普及。從 Daguerreotype 的銀碘熏蒸，到Talbot的銀、碘溶液塗布，再到火棉膠濕版，感光物質一直是在使用前臨時配置，當場使用。這需要笨重的設備，並且不可能即時使用，極大地限制了攝影的應變反應能力，使攝取變動中的事物特別是突發情景幾乎不可能。早在1855年，就出現了干版技術，1860 年英國率先生產干版銷售，但當時絕大多數攝影師仍偏愛濕版技術。直至1871年英國的 Richard Leach Maddox 發明了明膠溴化銀干版，並從 1878 年起明膠干版在英國正式推上市場，干版才被廣泛採用。明膠干版使攝影擺脫了笨重設備，並可以先期製成隨時使用，使攝影可以迅速應對各種變化，從而使即時攝影成為可能。明膠干版開創了延續百年之久的攝影感光材料基本模式，以後雖然在感光乳劑的組成、感光層的塗布上不斷改進，但基本技術模態始終沒有根本的改變。

片基雖然只是乳劑和影像的承載體，但它涉及到器材的結構、體積，關係到照片的外觀形式和感官形態，對攝影的影像也同樣不可低估。Daguerreotype 的銀板、Talbot 的蠟紙都不同程度地有所不便，前者太沉重且昂貴，後者則影像粗糙。基於 Calotype 的技藝改進後來採用了玻璃板，成像質量雖然提升，但是沉重易碎也成為困擾。一種硝化纖維素 Celluloid 在1861年被發明，它具有透明、柔韌、廉價等諸多特性，但是此時它尚未被攝影產業發現。這一材質的結合是在美國得以實現的，費城的 John Carbutt 於 1888 年生產 Celluloid 負片，這種完全透明、柔韌、耐久的片基開創了攝影負片的基本模式，此後材料運用有所變化，如醋酸纖維、尼龍、滌綸等，但是負片的軟片基本模式沒有改變。

直接承載正像影像的照片紙，在 19 世紀 90 年代之前普遍使用的是蛋白紙，90 年代後逐步被明膠溴化銀曬相紙取代，此後雖有種種改進，但相紙的基本模式也固定下來。

照相感光材料的乳劑、片型、紙型基本形態出現之後，如何利用新材料的優勢普及攝影成為迫切的問題。這個課題，被富於遠見卓識和經營頭腦的伊斯曼干版公司率先攻破。該公司創始人 George Eastman 在 1888 年採用 Calotype 的紙基生產可卷負片，稱為「美國膠捲」，每次可拍 100 張直徑 6 厘米的圓形負片，負片紙基由此以膠捲形態批量出現，這一技術極大地方便了拍攝者，但是由於洗印技術複雜，拍攝者無法自行處理，於是配套出售柯達相機。拍攝者只需對準被攝物按動快門，再將全部拍空的相機交回伊斯曼公司，便可得到成品照片。1889 年，伊斯曼公司改稱「柯達干版與膠片公司」，膠捲也改用 Celluloid 片基，感光度有明顯提高，從此柯達軟片膠捲風行世界，成為攝影感光材料最有代表性的模式，「膠捲」一詞幾乎成為感光負片的代名詞。當然，作為散頁負片的干版軟片並沒有因膠捲的廣泛使用而立即消失，由於頁片的層次豐富，影紋細膩，且底片尺寸較大，容許高倍率的放大，因而在人像、靜物、風光、廣告攝影上仍廣為使用，直至 20 世紀中期仍是這些領域中專業攝影師所偏愛的負片。換句話說，膠捲形態的負片主要是面向大眾市場。

照相機的改進也同樣令人矚目。體積較小和可在亮室裝膠捲的袖珍相機以及協助攝影師計算光強的感光計、曝光表在19世紀90年代出現，控制曝光的核心部件快門得到重大改進，出現了焦點平面快門，速度範圍擴展到 1/10 秒到 1/1200 秒，達九十餘級。1900 年光闌光圈系統投入使用，變化範圍達到從 f1 到 f64。照相機的形制也開始多樣化，座機、手持機、袖珍機、異形機等等不一而足，攝影史上最大的一步照相機「猛獁照相機」就出現在這時，這架照相機 1900年 製成於美國，需15人同時操作，採用 1.4m*2.4m 的巨大攝影底片。雙透鏡和反射式單透鏡兩種照相機模式也於此時基本定型。至此，攝影技術感光材料三大主流技術即：干板、安全片基、膠捲；照相機的三大核心技術焦點：平面快門、光闌光圈、單鏡與雙鏡取景成像均已完成。現代攝影也由此基本成型，此後的重要補充主要是 George Adams 的區域曝光理論與數字攝影的興起，由於已經無關本題所以就截至到此。

いじょう