漫谈照相

漫谈照相
照相技术的出现，使图象信息的传递突破了时间的界限，珍贵的历史照片能够永久保存，给后人以历史的证明．
照相技术的发展日新月异，新技术、新产品令我们目不接暇，让我们纵观照相技术的花丛，并摘取几朵奇葩共赏．
1．飞速发展的照相术
1839年法国画家达盖尔发明了银版摄影法．他用磨光的涂银铜版，经碘蒸气处理后作感光材料，用乌拉斯顿透镜拍摄，曝光后经汞蒸气处理，再用食盐溶液定影，从而获得了可永久保存的正像．至此，世界上出现了安装乌拉斯顿新月型透镜和达盖尔感光银版的第一架可携式伸缩木箱照相机．
早期的照相不是享受，而是受罪．1840年，照相馆的鼻祖华尔柯特应用刚发明的照相术在纽约创办了世界上最早的照相馆．照相者在那个原始的照相馆里拍照要一动不动地静坐20分钟左右，而现在一张照片只需一瞬间就可以拍成．早期的照相机很笨重，1900年曾用于巴黎万国博览会为汽车拍照的巨型照相机需要15个男人才能搬得动．而近年德国西门子公司研制成的一种微型电子照相机，仅为一枚普通戒指那么小．它性能优良，照片图象清晰度很高，其成像原理与一般照相机相同，不同的是它需使用灵敏度很高的特种相纸．早期照相机的快门系统是由较落后的光学玻璃和机械结构组成，而现代照相机则是由光敏电阻测光，微电脑信息处理，自动控制感光的快门结构组成，它重量轻、体积小、误差小．早期照相机均采用传统感光材料，而现在电磁录像系统、光盘记录等大有取而代之之势．有一种不用胶卷的录像照相机，利用视像的电磁原理，采用录像磁盘代替普通胶卷．视像在通过录像照相机镜头后，在机内被转化为电信号，记录在一块9.4克的磁盘上，每块磁盘可储存50幅彩色照片，它又可以随时从录像照相机上取出或重新插入，不会影响已拍摄的影像．录下的影像可在电视屏幕上放映，也可通过晒相机印成彩色照片． 自本世纪六十年代以来，现代科技的发展应用促成具有各种奇特功能的新型照相机不断出现，如能记忆、会说话、液晶显示数据、磁片摄影、与计算机联姻的数码照相等，均先后问世，等待人们选购使用． 随着照相机的进步与发展，照相术的应用范围也随之扩大，不仅用于日常生活、文化艺术，还用于科研生产（立体照相、翻拍照相、高速照相）、新闻出版（制版照相）、医疗卫生（胃镜照相、眼底照相、牙科照相、Ｘ光照相）、测量勘探（航空照相、红外摇感照相）等方面，而且扩大到宇宙航行（卫星用超远距离照相）、海洋探测（水下照相）、原子物理（乳胶照相、显微照相）等尖端科学领域．照相不仅为人们留下了永不磨灭的记录，而且扩展了人眼的观察视野．例如，用高速摄影机拍摄高速运动的物体，再用普通电影放映速度重现，就可观察物体运动的细节与全过程，起“时间放大术”的作用，仿佛将极短瞬间的时间凝固起来，让人们从容地看清所发生的一切．还有一种热摄影机，它不受滚滚浓烟的影响，可由机内热光导摄像管把红外线辐射热转换成可视信号，在火灾现场拍摄大火燃烧的图象，协助指挥人员迅速判断失火原因和观察燃烧现场的真实情况．
日益发展的照相术已成为科学技术现代化的有效研究手段．
2．立等可取的静电摄影
静电摄影又称电子摄影或电感摄影．拍摄照片只消“喀嚓”一声，随即就可取得照片．
静电摄影是将光敏半导体涂沫于片基上作为感光片，利用光敏半导体在暗处有较大电阻的特点，如果加以充电，充电电荷就会停留在它的表面．当受光线照射时，光敏半导体导电性增高，会放出电子，这时充电时停留在表面上的正电荷就与此电子中和而消失，像普通摄影一样，把被拍摄物的影像投在感光片上进行曝光．比如拍摄文件，无字迹部分光线很强，感光片表面电荷就消失；有字迹部分光线很弱，感光片表面则仍带有电荷，于是在半导体感光膜上就形成了一个看不见的静电潜影，然后再经显影、定影即可获得照片．
静电摄影的整个过程分为以下几个阶段．
充电一般采用电晕放电方法进行，使感光膜带上正电荷．
曝光与普通摄影方法一样，在感光膜上留下静电潜影．
显影是使有色粉末物质先带上和感光膜相反的电荷，在静电吸引下吸附在潜影上．电荷多的部分吸附力强，吸住的粉末就多，反之则少，在感光片上就显现出由有色粉末构成的正片影像．此法为带粉显影法．此外还有电极显影法、喷粉显影法、磁刷显影法、加热显影法等．
定影常用的方法有红外辐射定影、热压定影、有机溶液蒸发定影．定影的目的是使粉末溶化固结在照相纸上．
静电摄影具有简便、迅速、价廉等优点，它在印刷工业中可用于胶印版的制造，也用于人像和风景照．如果将静电摄影和光学放样结合起来，便成为静电划线，用于造船、桥梁和车辆等工业中．
3．与电视联姻的电子合成照相
电子合成照相，使用的是小型彩色摄像机，它的心脏部分是一个感光器件，称为电荷耦合器．在电子显微镜下，电荷耦合器上排列有若干组电极和几十万个发光二极管，一旦有入射光投射到发光二极管上，发光二极管就会产生与光的亮暗成比例的电荷，这样就能将人的光信号转换成电信号，然后，电信号被输送到图象存储装置里．图象存储装置对人像信息进行存储，并把它分成两路，一路送到彩色电视机上进行显示，另一路则输送到图象合成装置中．
世界各地的许多风光图片可提供给人们作为拍照背景，所有这些图片统统被存储在视盘上的正反两面，视盘两面录制的画面可达10万幅以上．因此，你只要从电子照相馆张挂出的风光图片中选出自己喜欢的图片，摄影师就可根据该图片在存储器中的地址号码，在几秒钟内从视盘上找出并放映在彩色电视机的屏幕上供你使用．
人们选中的画面，一面在彩色电视机屏幕上显示，一面被送到图象合成装置与彩色摄像机中进行人像信息合成．合成后的图象信息由另一台彩色电视机显示出来，我们便可以在电视屏幕上看到自己仿佛亲临图片中的情景．经过图象处理后的图象信息再送入彩色图象印刷机中，你立刻就可拿到一张形象逼真、对比度适宜、色彩鲜艳的彩色合成照片．电子合成照相确有移花接木、弄假成真之妙．
4．面貌全新的全息照相
我们知道，光是一种波，从被摄物体上各点反射出来的光不仅强度不同，而且位相也不同．全息照相是一种既记录反射光的强度，又记录反射光的位相的全部信息照相术．
全息照相是应用光的干涉来实现的．如图1所示，它用具有良好相干性的激光作光源．激光束被分成两部分：一部分射向被摄物体，另一部分射向反射镜（叫参考光束）．从物体上反射出的光束叫物光束，具有不同的振幅和位相．从反射镜上反射出的参考光束和物光束都射到感光片上，两束光发生干涉，在感光片上产生明暗相间的干涉条纹，感光片就成了全息照片．其中，干涉条纹的明暗记录了干涉后光的强弱，干涉条纹的形状记录了两束光的位相关系．
图1 全息照相原理示意图
全息照片中只有底片，而且从这张底片上看不见所照的景物，必须用相同于原参考光束的激光束去照射全息照片，才能看到所照景物．这时所看到的景物具有立体感，犹如你看现实中的物体一样，换个角度观看还能看见被前面物体挡住的后面的物体．在全息照相过程中，物面和像面之间是点面对应关系，即每个物点所发出的光束直接落在底片的整个平面上，形成的全息照片中每一局部都包含了物体各点的信息．这样，即使全息照片有缺损，也可使像完整重现，不会失真．普通照相一般只能在一张底片上拍摄一张像，而全息照相可以在一张感光片上重迭记录许多像，这些像能互不干扰地单独显示出来．这些优点是
普通照相无法比拟的．
目前，全息照相在科研、生产、医学等诸多方面得到了广泛应用．
在资料存储方面，一般的缩微技术（一次性缩微）只是把资料的文字或图案缩小后拍摄到相当于一张135ｍｍ或略小的胶片上；而激光全息超缩微能将一次性缩微好的资料再次缩微，变成一种图谱，存贮在胶片上只有芝麻大小的光斑中．它具有存贮密度高、容量大以及用一只激光器便可读取资料的优点，它可把一座中型图书馆的全部资料装入一只手提包．如果在存贮时采用编码技术，还可以增加保密性．
激光全息照相技术还加入了飞机场的安全警卫行列．人穿着底面干净的鞋在地毯上走动时，所留下的足迹一般无法显示，然而用激光全息照相技术却能把这种“潜足迹”显示出来．一般的Ｘ射线探测器只能探出金属物品，对塑料制品却无能为力，而用激光全息照相技术可探测旅客口袋里所藏的东西，发现隐藏着的塑料手枪．
应用全息照相可对文物进行无损检测．用局域加热和两次曝光方法对青铜器、古陶器等直接摄制全息照片，能清晰地指示文物中存在的裂纹走向和大小，不仅可确定修补的位置，而且无损于被测物体．
科学家们还推出了一种全息新技术——浮雕全息技术．此技术可大量复制全息照，且复制成本低．用它制造全息信用卡、全息电话卡等，可有效防止伪造．
利用全息与计算机辅助设计系统可把普通照片或设计的平面图转换成全息立体照片，这种全息立体图已在工程设计和医学诊断方面显示出魅力．现在国内外有不少设计单位采用此法制得新设计的零部件的全息图，使得设计人员无需用粘土、木料或塑料制作零部件模型，就可把所设计的图纸变成立体图象．在医学诊断上，只要有摄得角度略微不同的同一器官的Ｘ光照片，就能制出器官的立体图，医生们可以像钻到人体内部一样仔细观察内脏的立体图象，从而准确地诊断病情．
可以期望，全息照相技术将在未来的科技、生产、生活中获得进一步的开发和利用．。