代鈺洪

英國(guó)著名科技史學(xué)家李約瑟博士曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，“如果想要充分了解一個(gè)事物，就必須知道這個(gè)事物的過(guò)去?！睂?duì)影像的認(rèn)識(shí)無(wú)疑也是同樣的道理。毫無(wú)疑問(wèn)，攝影術(shù)是人類文明史上最重要的發(fā)明之一，它真正改變了人們認(rèn)知世界的方式。現(xiàn)在，我們可以生動(dòng)直觀地看到無(wú)數(shù)在時(shí)間及空間上距離我們非常遙遠(yuǎn)的事物，這些都?xì)w功于攝影術(shù)的功勞。已經(jīng)擁有一百多年歷史的電影，它構(gòu)成了一個(gè)完整而龐大的體系，而這個(gè)體系的基礎(chǔ)，就是光影成像。在傳統(tǒng)電影制作流程中，拍攝、剪輯、制作和發(fā)行都是以膠片為物質(zhì)載體完成的，正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，化學(xué)感光膠片在過(guò)去的一百年里經(jīng)歷了翻天覆地的變化。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代影像所能達(dá)到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在二十年前是無(wú)法想象的，正是有了這種技術(shù)上的飛躍，現(xiàn)代影像制作才會(huì)發(fā)生眾多意義深遠(yuǎn)的變革，而我們才能欣賞到無(wú)與倫比的攝影照片、觀看到銀幕上各種非凡的影像奇觀。

一、膠片成像的基本原理

人類對(duì)光的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而又曲折的過(guò)程。在整個(gè)十八世紀(jì)中，人們普遍認(rèn)為光是微小的粒子組成的，從光源點(diǎn)發(fā)出并以直線向四面八方輻射。如今對(duì)光的本性認(rèn)識(shí)是：光和實(shí)物一樣，是物質(zhì)的一種，它同時(shí)具有波的性質(zhì)。光影成像的原理可以追溯到公元十世紀(jì)，一個(gè)阿拉伯人經(jīng)過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)減小小孔直徑得到暗淡但更加精確的影像。但是這個(gè)影像是可見(jiàn)不可留的，光線沒(méi)有了，影像也跟著消逝，什么也沒(méi)有留下，只有在有了照相機(jī)、感光材料、顯影和定影等一系列設(shè)備、器材和化學(xué)處理加工方法之后，才能夠把足夠清晰的景物影像永久性地留在載體上，人類這時(shí)才真正進(jìn)入到影像的時(shí)代。

光影成像的基本技術(shù)是應(yīng)用光學(xué)成像原理，通過(guò)照相鏡頭將被攝物體成像在感光材料上，常見(jiàn)的感光材料就是膠片。光線通過(guò)相機(jī)的鏡頭射到膠片的乳劑層上，當(dāng)光線到達(dá)鹵化銀晶體時(shí)，晶體發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化，并與鄰近也受到光線照射的鹵化銀晶體相互聚結(jié)起來(lái)。乳劑層接受到的光量愈多，就有更多的晶體聚結(jié)在一起，光量愈少，晶體的變化和聚結(jié)也愈少，沒(méi)有光落到的乳劑上也就沒(méi)有晶體的變化和聚結(jié)。不同強(qiáng)度的光照射到膠片上，膠片乳劑層的微觀領(lǐng)域就有不同數(shù)量的晶體發(fā)生結(jié)構(gòu)變化和相互聚結(jié)。膠片一經(jīng)曝光，立即產(chǎn)生潛影（一種看不見(jiàn)的影像）。必須將膠片進(jìn)行顯影操作才能使?jié)撚稗D(zhuǎn)化為可見(jiàn)的牢固影像。當(dāng)膠片顯影，結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化的鹵化銀晶體便轉(zhuǎn)化為黑色金屬銀顆粒的聚結(jié)體，從而產(chǎn)生負(fù)影像。這是黑白膠片記錄影像的基本過(guò)程。

彩色膠片有三層感光乳劑層，在這些乳劑層里分別含有不同的能夠生成染料的有機(jī)化合物，叫做彩色耦合劑（成色劑）。它們本身是無(wú)色的，但在彩色顯影時(shí)能與彩色顯影劑的氧化物偶合成為有色的染料。通過(guò)擴(kuò)印或放大再把影像投射到照相紙上或者是反轉(zhuǎn)片的反轉(zhuǎn)沖洗，膠片上層的黃色轉(zhuǎn)變?yōu)樗难a(bǔ)色藍(lán)色，中間一層轉(zhuǎn)為綠色，下層則轉(zhuǎn)為紅色，我們就得到了與自然狀態(tài)一樣的彩色影像作品。

二、數(shù)字影像的誕生

隨著計(jì)算機(jī)科技的進(jìn)步與發(fā)展，數(shù)字影像應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)膠片的成像過(guò)程是基于光化學(xué)理論，數(shù)字影像的成像過(guò)程則是基于光電子學(xué)理論。數(shù)碼相機(jī)跟傳統(tǒng)相機(jī)在影像攝取部分大致相同，主要有拍攝鏡頭、取景鏡頭、閃光燈、感光器和自拍指示燈等。所以只看相機(jī)的前面外形，兩者可以說(shuō)是沒(méi)多大分別的，但在成像及記錄方面，兩者的存在著本質(zhì)的區(qū)別。傳統(tǒng)相機(jī)是利用膠片成像，而數(shù)碼相機(jī)主要靠感光芯片及記憶卡。

當(dāng)按下快門(mén)時(shí)，鏡頭將光線聚集到感光器件CCD或CMOS上，感光器件代替了普通相機(jī)中膠片的位置，其功能是把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。光線透過(guò)鏡頭射入半導(dǎo)體，光子被半導(dǎo)體吸收，這樣光學(xué)圖像在感光單元上轉(zhuǎn)換成為與光學(xué)圖像中各相應(yīng)像素上光照成正比的電荷包，每個(gè)電荷包就是圖像的亮度信息，最后通過(guò)暫存區(qū)和信號(hào)讀出寄存器把信號(hào)通過(guò)中央處理器進(jìn)行信號(hào)處理后傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器。這樣，我們就得到了對(duì)應(yīng)于拍攝景物的電子圖像，但是它還不能馬上被送去計(jì)算機(jī)處理，還需要按照計(jì)算機(jī)的要求進(jìn)行從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）器件用來(lái)執(zhí)行這項(xiàng)工作。接下來(lái)MPU（微處理器）對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓縮并轉(zhuǎn)化為特定的圖像格式，例如JPEG格式，最后，圖像文件被存儲(chǔ)在內(nèi)置存儲(chǔ)器中。至此，數(shù)碼相機(jī)的主要工作已經(jīng)完成，剩下要做的是通過(guò)LCD（液晶顯示器）查看拍攝到的照片。

影視領(lǐng)域的數(shù)字高清制作工藝流程，跟拍攝照片沒(méi)有太大的區(qū)別，關(guān)鍵在于后期。最大的不同就在于將來(lái)要不要做成膠片來(lái)放映。從拍攝的程序上來(lái)說(shuō)，要根據(jù)每一個(gè)制作組自己的要求來(lái)決定。追求電影感、膠片感效果的，在燈光方面就不能像拍電視的方法一樣簡(jiǎn)單，而是跟傳統(tǒng)的膠片拍攝基本差不多。以燈光為例，如果一個(gè)電影攝影師在處理一個(gè)場(chǎng)景時(shí)要用20個(gè)燈，那么他在拍高清時(shí)也要18、19個(gè)燈。但是由于高清的敏感度、靈敏度，對(duì)暗部的反應(yīng)比較好，用的燈在功率上可以小些，而不需要同樣大小的燈光來(lái)做補(bǔ)光。另外，由于高清攝像機(jī)的成像器件對(duì)某種顏色的燈光，對(duì)某種角度照過(guò)來(lái)的燈的反應(yīng)跟膠片不一樣，所以型號(hào)上也可以用小一些的燈。不過(guò)如果要作出和膠片同樣的效果，就要在同一個(gè)地方放燈。這樣雖然燈光的總功率會(huì)少一些，但燈具的數(shù)量不會(huì)減少，不會(huì)因?yàn)橛昧烁咔蹇梢陨俅蛞话氲臒?，否則這樣出來(lái)的效果不一樣。

三、CCD與CMOS之感光元件特征分析

在數(shù)字影像領(lǐng)域里，目前數(shù)碼感光器件分為CCD和CMOS兩大類。CCD 在影像品質(zhì)等各方面均優(yōu)于CMOS，但不可否認(rèn)的CMOS具有低成本、低耗電以及高整合度的特性。由于數(shù)碼影像的需求熱烈，CMOS的低成本和穩(wěn)定供貨，成為廠商的最愛(ài)，也因此其制造技術(shù)不斷地改良更新，使得 CCD 與 CMOS 兩者的差異逐漸縮小。新一代的CCD朝向低耗電量作為改進(jìn)目標(biāo)，以期進(jìn)入照相手機(jī)的行動(dòng)通訊市場(chǎng)；CMOS系列，則開(kāi)始朝向大尺寸面積與高速影像處理晶片統(tǒng)合，未來(lái)跨足高階的影像市場(chǎng)產(chǎn)品，前景可期。

盡管數(shù)碼影像已經(jīng)在各領(lǐng)域普及多年，數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)使用非常方便，即拍即可看，拍的不好可以立即刪了重來(lái)；而且雖然目前數(shù)碼器材的價(jià)格依然昂貴，和其本身的品質(zhì)不符；但由于拍攝成本低廉，對(duì)喜歡大量隨意拍攝的朋友來(lái)說(shuō)仍然有巨大的吸引力。那么，是否傳統(tǒng)的膠片就一無(wú)是處了？實(shí)際上膠片在色彩和圖像層次的傳達(dá)上仍然是要?jiǎng)儆跀?shù)碼的。而影像的色彩和層次，對(duì)印刷高檔畫(huà)冊(cè)、拍攝高清晰度的影視作品來(lái)說(shuō)是最重要的。所以，膠片依然處于不敗之地。但是，膠片也有短處，膠片要做到出色的效果，在從膠片型號(hào)選擇，攝影時(shí)的正確曝光，到最后的沖洗，掃描或電子分色，每一步都要求嚴(yán)格完成，如此算下來(lái)使用成本自然很高。不過(guò)，當(dāng)你仔細(xì)的觀看著一幅幅色彩飽和、豐富、影調(diào)層次分明的幻燈片或在電影院里觀看幕布上清晰的影像時(shí)，那種影像呼之欲出的視覺(jué)感受卻就讓人覺(jué)得物有所值。在電影一百多年的歷史里，絕大多數(shù)時(shí)間的影像都是建立在化學(xué)感光材料的基礎(chǔ)之上，雖然這種方式有諸多麻煩和不便之處，但迄今為止仍然沒(méi)有人可以發(fā)明出更好的替代方法來(lái)。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，作為影像基礎(chǔ)的膠片攝影已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)了革命曙光，我們期待著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，給明日的影像世界增添更多色彩。

［1］［法］巴贊著.崔君衍譯.電影是什么［M］.文化藝術(shù)出版社，2008.

［2］薛立范.對(duì)光的本性的討論［M］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010.

［3］王琦，樂(lè)進(jìn)和.數(shù)碼攝影事事通［M］.四川美術(shù)出版社，2007.