攝影篇 硬體章 相機節--照相機 前章

======================== 【概 念】

照相機簡稱相機,是一種利用光學成像原理形成影像並使用底片記錄影像的設備。

是用於攝影的光學器械。

======================== 【歷 史】---------------------發展 第一階段 1924年以前

1. 在公元前400年前 ,墨子所著《墨經》中已有針孔成像的記載;

2. 13世紀,在歐洲出現了利用針孔成像原理製成的映像暗箱,人走進暗箱觀賞映像或描畫景物;

3. 1550年,義大利的卡爾達諾將雙凸透鏡置於原來的針孔位置上,映像的效果比暗箱更為明亮清晰 ;

4. 1558年,義大利的巴爾巴羅又在卡爾達諾的裝置上加上光圈,使成像清晰度大為提高;

5. 1665年,德國僧侶約翰章設計製作了一種小型的可攜帶的單鏡頭反光映像暗箱,因為當時沒有感光材料,這種暗箱只能用於繪畫。

6. 1822年,法國的涅普斯在感光材料上制出了世界上第一張照片,但成像不太清晰,而且需要 八個小時的曝光。

7. 1826年,他又在塗有感光性瀝青的錫基底版上,通過暗箱拍攝了一張照片。   ---------------------發展 第二階段 1839年---1924年

8. 1839年,法國的達蓋爾製成了第一台實用的銀版照相機,它是由兩個木箱組成,把一個木箱插入另一個木箱中進行調焦,用鏡頭蓋作為快門,來控制長達三十分鐘的曝光時間,能拍攝出清晰的圖像。   

9. 1841年光學家沃哥蘭德發明了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。   

10. 1845年德國人馮·馬騰斯發明了世界上第一台可搖攝150°的轉機。

11. 1849年戴維·布魯司特發明了立體照相機和雙鏡頭的立體觀片鏡。

12. 1861年物理學家馬克斯威發明了世界上第一張彩色照片。   

13. 1860年,英國的薩頓設計出帶有可轉動的反光鏡取景器的原始的單鏡頭反光照相機;

14. 1862年,法國的德特里把兩隻照相機疊在一起,一隻取景,一隻照相,構成了雙鏡頭照相機的原始形式;

15. 1880年,英國的貝克製成了雙鏡頭的反光照相機。   

16. 1866年德國化學家肖特與光學家阿具在蔡司公司發明了鋇冕光學玻璃,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。

17. 1888年美國柯達公司生產出了新型感光材料--柔軟、可卷繞的「膠捲」。

這是感光材料的一個飛躍。同年,柯達公司發明了世界上第一台安裝膠捲的可攜式方箱照相機隨著感光材料的發展

18. 1871年,出現了用溴化銀感光材料塗制的干版,

19. 1884年,又出現了用硝酸纖維(賽璐珞)做基片的膠捲。   

20. 1902年,德國的魯道夫利用賽得爾於1855年建立的三級像差理論,和1881年阿貝研究成功的高折射率低色散光學玻璃 ,製成了著名的「天塞」鏡頭,由於各種像差的降低,使得成像質量大為提高。

21. 1906年美國人喬治·希拉斯首次使用了閃光燈。

22. 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。製作了使用底片上打有小孔的 、35毫米膠捲的小型萊卡照相機。   

不過這一時期的35毫米照相機均採用不帶測距器的透視式取景器。 

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。 ---------------------發展 第三階段 1925年---1938年

23. 1930年製成彩色膠捲;

24. 1931年,德國的康泰克斯照相機已裝有運用三角測距原理的雙像重合測距器,提高了調焦準確度,並首先採用了鋁合金壓鑄的機身和金屬幕簾快門。   

25. 1935年,德國出現了埃克薩克圖單鏡頭反光照相機,使調焦和更換鏡頭更加方便。為了使照相機曝光準確

26. 1938年柯達照相機開始裝用硒光電池曝光表。

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。   

隨著放大技術和微粒膠捲的出現,鏡頭的質量也相應地提高了。

---------------------發展 第四階段 1939年---2004年

27. 1947年,德國開始生產康泰克斯S型屋脊五稜鏡單鏡頭反光照相機,使取景器的像左右不再顛倒,並將俯視改為平視調焦和取景,使攝影更為方便。   

28. 1956年,聯邦德國首先製成自動控制曝光量的電眼照相機;

29. 1960年以後,照相機開始採用了電子技術,出現了多種自動曝光形式和電子程序快門;

30. 1969年10月17日,美國貝爾研究所的鮑爾和史密斯宣布發明「CCD」(電荷耦合元件)。

31. 1975年以後,照相機的操作開始實現自動化。

32. 1981年索尼公司推出了全球第一台不用感光膠片的電子相機——靜態視頻「馬維卡(MABIKA)」。該相機使用了10mm×12mm的CCD薄片,解析度僅為570×490(27.9)像素,首次將光信號改為了電子信號傳輸。這就是當今數碼相機的雛形。

33. 1984-1986年,松下、COPAL、富士、佳能、尼康等公司也紛紛開始了電子相機的研製工作,相繼推出了自己的原型電子相機。

34. 1987~1989年富士、東芝、奧林巴斯、柯尼卡、佳能等相繼發表了數字相機的試製品:如佳能RC-701、卡西歐VS-101、富士DS-X、東芝MC2000等。

35. 1990年,柯達推出了DCS100電子相機,首次在世界上確立了數碼相機的一般模式,確立了業內標準。DCS100應用在了當時名氣頗大的尼康F3機身上,內部功能除了對焦屏和卷片馬達作了較大改動,所有功能均與F3一般無二,並且兼容大多數尼康鏡頭。

36. 1994年柯達推出了全球第一款商用數碼相機DC40,成為了數碼相機歷史上一個非常重要的標誌。

37. 1995年2月,卡西歐公司發布轟動的數碼相機QV-10。這款相機具有25萬像素,解析度為320*240像素,售價僅6.5萬日元。有不少人認為卡西歐QV-10才是真正意義上的全球首款商用數碼相機。

38. 1996年柯達公司與尼康聯合推出DCS-460和DCS-620X型數碼相機,與佳能合作推出DCS-420數碼相機(專業級),這幾款數碼相機採用了600萬像素圖像感測器。

39. 1999年6月,尼康終於推出了該公司首部自行研製的數碼單反-D1,憑藉遠低於柯達DCS系列相機的售價開創了數碼單反民用化的新時代。

40. 2003年8月,佳能推出了採用塑料機身的EOS 300D,它整合了前輩EOS-10D慣用的CMOS感光器件,售價首次低於1000美元,從而徹底改變了數碼相機市場原有的競爭格局。

41. 2004年隨著尼康F6膠片機「收山之作」推出後,膠片時代徐徐落幕,雖然我們仍有理由相信「膠片機」還會存在許多年,但是它只能成為少數專業人士的「奢侈品」了。

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,出現了成像質量高,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。

---------------------發展 第五階段 2004年---

======================== 【基本組成】----------------1. [鏡 頭]

  鏡頭使景物成倒象聚焦在膠片上。

為使不同位置的被攝物體成象清晰,除鏡頭本身需要校正好象差外,還應使物距、象距保持共軛關係。

為此,鏡頭應該能前後移動進行調焦,因此較好的照相機一般都應該具有調焦機構。

----------------2. [取景器]

  為了確定被攝景物的範圍和便於進行拍攝構圖,照相機都應裝有取景器。現代照相機的取景器還帶有測距、對焦功能。

----------------3. [快門和光圈]

  控制曝光的機構——快門和光圈

為了適應亮暗不同的拍攝對象,以期在膠片上獲得正確的感光量,必須控制曝光時間的長短和進入鏡頭光線的強弱。

於是照相機必須設置快門以控制曝光時間的長短,並設置光圈通過光孔大小的調節來控制光量。

----------------4. [輸片計數機構]

  為了準備第二次拍攝,曝光後的膠片需要拉走,未曝光的膠片要拉過來,因此現代照相機需要有輸片機構。

為了指示膠片已拍攝的張數,就需要有計數機構。

----------------5. [機 身]

  它既是照相機的暗箱,又是照相機各組成部分的結合體。可用框圖表示照相機的最基本組成部分。   

其實,就照相機這個基本功能而言,無論是早期的「銀版照相機」,還是已經高度電子化、自動化、電腦化的照相機,其基本原理都沒有多大區別。

======================== 【工作原理】

1. 照相機利用光的直線傳播性質和光的折射與反射規律,以光子為載體,把某一瞬間的被攝景物的光信息量,以能量方式經照相鏡頭傳遞給感光材料,最終成為可視的影像。照相機的光學成像系統是按照幾何光學原理設計的,並通過鏡頭,把景物影像通過光線的直線傳播、折射或反射準確地聚焦在像平面上。

2. 攝影時,必須控制合適的曝光量,也就是控制到達感光材料上的合適的光子量。

因為銀鹽感光材料接收光子量的多少有一限定範圍,光子量過少形不成潛影核,光子量過多形成過曝,圖像又不能分辨。

照相機是用光圈改變鏡頭通光口徑大小,來控制單位時間到達感光材料的光子量,同時用改變快門的開閉時間來控制曝光時間的長短。

3. 從完成攝影的功能來說,照相機大致要具備

成像、曝光、輔助 三大結構系統。

成像系統包括成像鏡頭、測距調焦、取景系統、附加透鏡、濾光鏡、效果鏡等;

曝光系統包括快門機構、光圈機構、測光系統、閃光系統、自拍機構等;

輔助系統包括卷片機構、計數機構、倒片機構等。   

4. 鏡頭是用以成像的光學系統,由一系列光學鏡片和鏡筒所組成,每個鏡頭都有焦距和相對口徑兩個特徵數據;

5. 取景器是用來選取景物和構圖的裝置,通過取景器看到的景物,凡能落在畫面框內的部分,均能拍攝在膠片上 ;

6. 測距器可以測量出景物的距離,它常與取景器組合在一起,通過連動機構可將測距和鏡頭調焦聯繫起來,在測距的同時完成調焦。

7. 光學透視或單鏡頭反光式取景測距器都須手動操作,並用肉眼判斷。

8. 此外還有光電測距、聲納測距、紅外線測距等方法,可免除手動操作,又能避免肉眼判斷帶來的誤差,以實現自動測距。   

9. 快門是控制曝光量的主要部件,最常見的快門有 鏡頭快門和焦平面快門 兩類。

鏡頭快門是由一組很薄的金屬葉片組成,在主彈簧的作用下,連桿和撥圈的動作使葉片迅速地開啟和關閉 ;

焦平面快門是由兩組部分重疊的簾幕(前簾和後簾)構成,裝在焦平面前方附近。兩簾幕按先後次序啟動,以便形成一個縫隙。縫隙在膠片前方掃過,以實現曝光。   

10. 光圈又叫光闌,是限制光束通過的機構,裝在鏡頭中間或後方。

光圈能改變光路口徑,並與快門一起控制曝光量。常見的光圈有連續可變式和非連續可變式兩種。   

11. 自拍機構是在攝影過程中起延時作用,以供攝影者自拍的裝置。

使用自拍機構時,首先釋放延時器,經延時後再自動釋放快門。自拍機構有機械式和電子式兩種,機械式自拍機構是一種齒輪傳動的延時機構,一般可延時8~12秒 ;電子式自拍機構利用一個電子延時線路控制快門釋放

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【本文摘自:百度百科】【網路轉載/僅供參考】


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