最近小編組里的大師姐畢業啦，即便冒著太陽也要和師姐各種拍拍拍，將身影留在物理所的每個角落里，看著師姐各種各樣的相機，小編突然意識到，相機這種可以留存記憶的機器簡直極大的推動了文明的發展，所以小編馬不停蹄，決定來一探相片進化史。

最早的一臺相機應該是1816年約瑟夫·尼塞福爾·涅普斯用自己定名為“人工魔眼”的透鏡裝配成的第一架照相機，它第一次把窗外的光釘在了涂有感光鹽的紙上，可惜太陽曬8個小時就會消失。照相機的原理是小孔成像，如何把成的像展示出來就要借助感光材料在光線照射下出現的化學反應。涅普斯用照相暗箱和氯化銀感光紙成功的記錄下一個非永久性的“負像”影響。但是涅普斯則希望能夠拍下正像，于是1826年，涅普斯委托別人幫他的照相暗盒制作了光學鏡片，然后在鉛錫合金板上涂上白蠟和瀝青的混合物制成了感光金屬板。把它放進照相機內，對著窗外曝光了8個小時，然后涅普斯用薰衣草油把沒有曝光硬化的白色瀝青混合物洗掉，露出金屬板的深黑色，得到了窗外景物的正像：左側是鴿子籠，中間是倉庫屋頂，右側是另一座房子的一角。

《窗外》

由于長時間曝光，兩側都留下了陽光照射的痕跡，這就是被認定為世界上的第一幅照片《窗外》，目前被保存在法國博物館。尼埃普斯把他的方法稱作“日光蝕刻法”。

這塊“白蠟＋瀝青＋鉛錫合金”的感光板，其實是 19 世紀中葉流行的 “濕版火棉膠（Ambrotype/Tintype）工藝” 的一個“土法”預涂版本。瀝青與白蠟按照1：2~1：3熱熔混合，瀝青中的多環芳烴與樹脂分子在紫外-藍光區有吸收峰，相當于光敏劑。白蠟能夠降低整體的脆性，填補瀝青干裂之后的裂紋，同時在后續顯影時充當“隔氧膜”，防止瀝青被整體溶解。

曝光的過程就是照相機通過光學鏡頭把影像透射到金屬板，然后被光照到的地方瀝青會發生光交聯與氧化聚合，分子量增大，變成難溶的“硬化膜”。(說實話，實驗人真的就把他當作光刻膠來看，原理幾乎一樣，只不過與光刻膠反應的時電子束，只不過被電子束照到的地方變得易溶)，瀝青未受光的地方仍然保持低分子量，處于易溶狀態。之后用松節油或者薰衣草油等溶劑輕輕擦拭版面，就可以將未曝光的地方擦掉，得到凹凸圖像。

那是何時，才從這種板正的感光板進化成小小的膠卷的呢？那就要說到1886年喬治·伊斯曼（George Eastman）把自己公司生產的感光乳劑第一次涂布到柔韌、透明的賽璐珞片基上，制成了可以卷曲的感光材料——這就是現代意義的膠卷。徹底結束了用濕漉漉的、笨重易碎的玻璃片做照相底片的歷史。

用壓成薄片的塑料片取代玻璃成為片基，然后在上面涂上感光乳劑層。這種乳劑是由對光敏感的微細顆粒懸浮在明膠介質中而成。在明膠中懸浮著的光敏物質就是鹵化銀顆粒（AgBr、AgCl、AgI），當光線到達鹵化銀晶體時，這些晶體發生結構性變化，并與鄰近也受到光線照射的鹵化銀晶體相互聚結起來。 這種因鹵化銀晶體聚結而形成的團塊仍然是極其微細的。乳劑層接受到的光量愈多，就有更多的晶體聚結在一起，光量愈少，晶體的變化和聚結也愈少。膠片一經曝光，立即產生潛影—一種看不見的影像。將膠片進行顯影之后才能使潛影變成可見的牢固影像。當膠片顯影，結構已發生變化的鹵化銀晶體便轉化為黑色金屬銀顆粒的聚結體，從而產生影像—負像。

膠片上那些沒有感光的，也就是沒有發生結構變化的晶體即被一種稱作定影劑的化學品洗去，使這些部分呈現淺灰或透明。結果是負像上黑暗（厚的）部分就是曝光較多部分；明亮（薄的）部分就是曝光較少部分；全透明部分就是沒有受到光照射的部分。這就是黑白膠片記錄影像的基本過程。

醫學膠片就是這種黑白膠片

彩色膠片和黑白膠片的不同就在于，它有三層感光乳劑層，分別含有不同的能生成染料的有機化合物，叫彩色耦合劑。上層：只感藍光，含黃色染料成色劑。中層：感綠光＋黃濾光層，含洋紅染料成色劑。下層：感紅光，含青色染料成色劑。在曝光的時候，不同顏色光只照對應層，紅光只照紅層，綠光只照綠層，藍光只照藍層。每層留下“黑白潛影”，先進行第一次顯影把三層乳化劑中見光的鹵化銀還原成金屬銀，此時還是黑白的負像，之后利用彩色顯影，除了把剩下的鹵化銀還原成銀，還要把每層自帶的成色劑給氧化上色，顏色的深淺對應曝光量，色彩與亮度同步。最后利用漂白液和定影液把銀鹽洗掉只保留三層染料，最終就可以得到一張“染料負像”，在印相時再重復一次同樣的流程就可以得到彩色的照片啦。

至此相機的發展已經進展到了膠卷可便攜的程度，1972年柯達公司(沒錯，還是上面那個伊斯曼柯達公司)推出了小的像一包香煙似的新型照相機，袖珍攝影的時代來到了。

柯達能夠把相機塞進衣服里靠的可不是整體縮小，而是一場從膠卷-機身-快門三位一體的減法革命，最先要做出改變的就是膠卷，1912年柯達率先推出了127號小膠卷，寬為46mm,畫幅大小為41.3X63.5mm，直接就給膠卷減了1/3。之后就輪到相機機身，它能夠把鏡頭、皮腔、取景器像手風琴一樣層層收攏，展開后又能像大畫幅一樣調焦、換頭。

折疊相機

然后就是快門微型化，利用滾珠軸承葉片快門使它比之前的大快門薄40%，它把滾珠軸承與傳統葉片快門合二為一，用滾動摩擦代替滑動摩擦。從圖中可以看到中心葉片由3-5片極薄的銅質或鋼制葉片圍成光圈狀，然后外加一個驅動環帶滾珠軸承跑道，鋼珠就放在內外跑道之間，由黃銅保持架固定。彈簧連著快門，這樣當我們按下快門，彈簧將驅動外圈帶動滾珠滾動，從而控制內圈葉片的開合。最后機身用鋁合金骨架和皮革蒙皮替代原本木質結構，減輕了質量。

滾珠軸承葉片快門示意圖圖源：Camera Collecting and Restoration

受限于篇幅，我們基本把相機從最初的原理，到膠片的進化以及相機的小型化的歷史進程給解釋清楚了，不得不說，相機作為一個十分常見的工具對我們簡直太重要了，沒有相機怎么存死對頭的丑圖，互聯網的記憶該如何翻出來呢？不過筆者現在要趕緊給師姐拍照片去啦~讓師姐可以美美畢業，順便督促自己更加努力啦~

PS：師姐的富士拍出來真的太好看啦！！大家都覺得哪種相機拍出來最漂亮？

編輯：藍多多