多媒体相机系列:认识相机
这篇文章收录在相机系列文章:相机基础知识大纲
前言
这篇文章为入门相机的同学简单介绍了相机的发展过程以及基本原理,这些基础知识其实很重要,可以帮助我们更好的理解相机拍摄出图的过程。
1 小孔成像
小孔成像,我国的学者—墨翟(墨子)和他的学生,做了世界上第一个小孔成倒像的实验,解释了小孔成倒像的原因,指出了光沿直线进行的性质,早于牛顿2000多年就已经总结出相似的理论 。这是对光沿直线传播的第一次科学解释。
用一个带有小孔的板遮挡在墙体与物之间,墙体上就会形成物的倒影,我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,墙体上像的大小也会随之发生变化,这种现象说明了光沿直线传播的性质。
小孔成像就是相机最基础的原理。
2 暗箱作画
既然小孔可以成像,那将所呈现的映像临摹出来,不就可以将风景留在画布上了吗?
霍克尼是当今艺术领域最具影响力的大师之一,一生创作了大量腐蚀板画。这位大师在2012年出版的《隐秘的知识》一书中告诉读者,文艺复兴时代,像达芬奇,拉斐尔等一众艺术宗师们作画时都会利用小孔成像原理,通过透视镜装置来暗箱临摹。这种暗箱作画的方式,为相机得以发展做了重要铺垫。
3 凸透镜
小孔成像的效果其实一直不理想,由于无法很好的聚光,所呈现的映像并不清晰。
凸透镜具有屈光性,可以汇聚光线, 照相机运用凸透镜的成像规律可以使成像更清晰。1550年意大利的卡尔达诺就将双凸透镜置于原来的针孔位置上,得到了更好的映像效果。凸透镜也是如今相机必不可少的重要组成器件。
4 感光材料
暗箱作画虽然帮助画家大大提升了作画效率,但是依旧难以满足科学家和商人们对快速纪录影像的极致追求。既然光可以将物体的影像呈现在画板上,那有什么办法可以让“光照记录”可以永久保存下来呢?显然,要找到答案,就必须找到什么物质可以对光照产生某种化学反应就好了。
1825年,法国人将感光材料放进暗箱,拍摄了现存最早的照片。下面的照片名为《窗外景色》,话说曝光了8小时。
1888年,美国柯达公司生产了新型感光材料胶卷。胶卷用到的主要化学材料是卤化银, 卤化银感光材料的感光度比非银感光材料的高很多,加以它的感色范围宽,易于得到彩色图像,所以被作为相机感光的重要化学材料。
5 数码相机
数码相机和普通相机最主要的区别就在于感光材料进化成了感光元件,感光元件将光学影像转换成电子数据,两种最广泛应用的感光元件:CCD和CMOS。感光元件也就camera sensor,负责感光并转换输出最初的元数据文件,再经过DSP,ISP等图像数据处理单元,生成对用户友好可视的图像。
结语
现在,我们已经明白了,拍照过程实际上是相机对物体反射光线的记录过程,实际上物体本身的颜色并不是我们对其所感知的颜色,比如芒果是黄色的,并不是芒果本身是黄色,而恰恰因为芒果可以吸收其他光线,而反射了更多的黄色光,因此我们看到的芒果是黄色。
要深入学习多媒体知识,我们需要对更多的关于光与颜色基础知识进行学习。
参考文档:
2 维基百科_照相机