新闻背景:小孔成像

2017-01-05
当代摄影术的发展首先是从照相机的发明开始的,而照相机的发明又与人类对小孔成像的研究密不可分。小孔成像是古典光学中一种重要成像现象。如果在烛焰与光屏之间放一个带有小孔的遮光板,就可以在光屏上得到一个倒立的烛焰的像,这一现象被称为小孔成像。小孔成像是说明光沿直线传播的典型例证。
齐鲁大地历史文化悠久,人杰地灵。早在2300多年前的战国时代,中国伟大的古代科学家墨子进行了世界上最早的小孔成倒像的实验,发现了小孔成像的光学原理,并给予了精辟的解释。《墨经》中有“景倒,在午有端”的记载,意思是说,发光体发出的光线在隔屏的小孔处交聚成一点,由此给出的影是倒立的。这是对小孔成像现象的最早描述,也是对光沿直线传播的第一次科学解释。西方称墨子为“摄影光学理论和实践的开创者,是探索光学成像原理的第一人”。墨子故里山东滕州也因此成为小孔成像的发源地。
此后,人们对小孔成像的现象和机理进行了更多的研究,其中被提及较多的是所谓“倒塔影”。唐代段成式《酉阳杂俎》、宋代陆游《老学庵笔记》、元代杨瑀《山居新话》,均曾提及此现象。在沈括所著的《梦溪笔谈》一书中,详细叙述了“小孔成像匣”的原理,对小孔成像理论作了进一步分析和解释。延至明清,记述者更为多见,甚至还有人专门搜集各地“倒塔影”的实例,这表明小孔成像现象已经受到人们的普遍注意。
在西方关于小孔成像的记载,最早见于古希腊著名哲学家、美学家亚里士多德的著作中。公元1000年阿尔哈赞开始利用小孔成像研究黑盒子。1267年英国哲学家R·培根因描写了利用小孔观看日食的现象被教会以施巫惑众罪名处死。1490年意大利画家达·芬奇再一次利用小孔镜头做了黑盒子实验。在16世纪文艺复兴时期,欧洲出现了供绘画用的“成像暗箱”。
小孔暗箱虽能成像并得到应用,但是不能解决影像亮度和清晰度的矛盾,于是出现了有透镜的暗箱形成的照相机的雏形。带透镜的暗箱虽然能观察景物,但却不能把看到的景物永久保存,后来的人们开始对影像如何复制的问题进行了思考。19世纪30年代法国发明家达盖尔发明了世界上第一台根据小孔成像原理制造的可携式木箱照相机并于1839年8月19日正式 公布了“达盖尔银版摄影法”,这一天被世界公认为摄影术的诞生日。由此小孔成像技术在摄影领域开始了广泛的应用,使人们的摄影梦想成为现实。
随着现代科技水平的日新月异,微电脑和激光技术对摄影术产生了不可估量的影响。从黑白摄影、彩色摄影到全息照相术,摄影技术已完全进入光学、精密机械、电子技术紧密结合的时代,逐步实现了高度系列化、机械化和自动化。这些条件的具备简化了影像的还原过程,免去人们繁杂的技术处理。在可以预见的将来,摄影术必将成为人们认识世界和改造世界的有力工具。
面对摄影事业的蓬勃发展的广阔前景,我们不能忘记古人在古典光学领域进行的执着探索,更应该学习他们在科学道路上追求真理的无畏精神,让小孔成像这一科学原理在摄影领域和其他领域发挥更多更好的作用。

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