針孔相機的原理與使用研究

何文亮

（長沙民政職業技術學院，湖南 長沙 410004）

針孔相機的原理與使用研究

何文亮

（長沙民政職業技術學院，湖南 長沙 410004）

攝影已經進入到數字時代，數字拍攝、存儲后期制作等模式越來越方便，數碼相機雖一直在追求成像質量，但一直未能達到膠片和傳統感光材料所具有的顆粒感、真實感，而針孔相機這一原始的攝影工具卻能夠直接以特殊的效果展示出來，需要將針孔相機這種傳統的藝術形式傳承下去。

小孔成像；負片；焦平面

1.針孔相機成像原理

我國遠古時期的墨子在書籍中記載了光通過小孔成像這一現象，而學院派的歷史學家把發現小孔成像的榮譽給了亞里士多德，因為他發現了光透過不透明物體的小孔時會發生聚焦現象，還有光通過小孔后發散并與前面的影像相同—都是直線傳播的現象。亞里士多德還證明了小孔的形狀大小與最終在投影面所形成的影像具有直接的聯系，而這一發現并沒有實際的影像記錄，一些藝術家將這一現象運用在繪畫創作中（代表人物有萊昂.巴斯蒂特.阿爾伯特、達芬奇等）。

圖1 針孔相機拍攝（何文亮）

圖2 針孔相機拍攝（何文亮）

現代攝影術的發明也是在這一原理的基礎上發展而來的。針孔相機可以拍攝出許多不同視角的照片，原因在于小孔與成像平面（感光材料或膠片等）的距離越近，則成像角度越大（即廣角照片效果），反之，小孔與成像平面越遠，成像越小（即長焦鏡頭效果）。小孔中心與成像平面中心的距離即為焦距。針孔相機的焦距值與光學鏡頭相機相同：25mm=1’’。針孔的尺寸越小，所得到的影像越清晰，但要注意不能超過小孔的衍射效應值，否則清晰度又會降低，一般情況下直徑為1/64”的針孔在焦距為6”的針孔相機上都是可以正常使用的。曝光時間的掌握是針孔相機使用上的難題，在這里有一套公式可以作為參考（至少有10種以上的不同的公式計算出準確的曝光時間），曝光時間即F值=焦距除以小孔直徑。然而有些自己制作的相機針孔的大小圓潤度不相同，還有感光材料性質不同，這些都決定了曝光時間的不一定。建議在使用同一感光材料的基礎上多次試驗獲取準確的曝光值。

2.針孔相機制作方法

制作針孔相機所需基本原料：不透光的容器或暗盒（作為機身）、金屬薄片（黃銅片或易拉罐外壁）鋼針一枚、黑色膠帶、細紗布、一只手表或計時器感光膠片或感光相、顯影藥劑。首先確定相機的視角。在成像平面中間位置標記向前面板左右兩角的延伸線即為視角范圍，在機身內部噴涂黑色無光漆，避免內部反光影響曝光效果，然后在機身后壁位置找到中心點（十字交叉線交點），在前壁中心用刀挖一個小洞用來安裝金屬薄片，在金屬片中心用刀小心地鉆出一個小孔，注意小孔內壁的光滑度影響最后的成像質量。如果邊緣粗糙，成像以及照片都是模糊的。將鉆好小孔的銅片用膠粘在機身外壁的小洞上，注意避免漏光，銅片裝好后在外面用黑色膠布蓋住，用作快門，在機身后壁上按照內部邊緣尺寸制作一個底片槽，以便安裝底片或感光相紙。在制作完針孔相機后要經過漏光試驗，在相機內部放置幾張不同方向的感光相紙，因為相紙感光效果更好、感光速度快，然后放置在強光下或陽光下一段時間，檢查相機是否漏光。檢查過后就可以進行拍攝了，一般情況下選擇拍攝對象最好為靜止的物體或站立不動的人物等，因為針孔相機的曝光時間比較長，避免景物模糊，當然追求特殊效果除外。曝光時間的計算在時間、光線、溫度等環節的影響下各不相同，最好在拍攝之前多曝光幾次作為試驗，以達到最佳效果，第一次大概估計時間為十幾秒鐘，然后在時間長短上調整（顯影時間藥水溫度以定），每次曝光時間做好記錄以便總結。

例如：一架針孔相機的孔徑為f150，測光表設置光圈為f8，測得的曝光時間為1/60秒，則曝光時間為

曝光時間為6秒左右

例子：以孔徑f150為例曝光時間對照表

（僅供參考）

曝光后要在暗房或暗袋內處理感光相紙或感光膠片，在無光的情況下放入顯影藥水中，顯影時間參考顯影藥水廠家標示，如果你選用的是感光相紙作為底片，那么得到的影像為負片即相反的景物，這時就需要用接觸法轉印過來。具體方法用一張未曝光的相紙將涂有感光乳劑的一面緊貼在曝光的相紙上，調低兩檔曝光值一起曝光，在顯影液中顯影得到最終的影像。

3.針孔相機的優點與缺點

（1）優點

①針孔相機的成像具有最原始的真實感。

②制作簡單成本低廉。

③具有一定的攝影知識的人都可以掌握。

④景深大。

（2）缺點

①針孔相機制作簡陋，難免會有漏光，造成曝光不準確。

②曝光時間具有不準確性。雖然有成功的曝光時間計算表，但隨著環境氣溫等客觀因素的影響而變化。

4.結論

自1839年現代攝影術發展至今，一大批的攝影流派層出不窮，各種風格的優秀攝影作品源源不斷地被一些藝術家創作出來。但是隨著相機器材的發展，這種制作簡陋、成像質量難以控制、技術要求較高的攝影形式漸漸淡出了人們的視線。攝影已經進入到數字時代，數字拍攝、存儲后期制作等模式越來越方便，數碼相機雖一直在追求成像質量，但一直未能達到膠片和傳統感光材料所具有的顆粒感、真實感，而針孔相機這一原始的攝影工具卻能夠直接以特殊的效果展示出來。

現今，對這一傳統攝影術情有獨鐘的攝影師有很多，也創作了很有影響力的針孔攝影作品，比如國內的攝影師史國瑞利用烽火臺作為針孔相機拍攝的長城系列，還有國外的克里斯潘貝克利用拖車作為針孔相機拍攝的巨幅風景照片，都具有跨時代的影響力。因此，我們需要將針孔相機這種傳統的藝術形式傳承下去。

［1］美國紐約攝影學院.美國紐約攝影學院教材［M］.中國攝影出版社,2008.

［2］詹姆斯著,陸加佳譯.美國攝影圖片制作工藝教程［M］.上海人民出版社,2006.

［3］（英國）Michael Langford,Efthimia Bilissi著,楊健，全權，孫瀅譯.英國皇家攝影學院教程［M］.人民郵電出版社，2006.

J406 < class="emphasis_bold">［文章標識碼］ A

A

1671-5136（2011） 04-0139-02

2011-12-16

何文亮（1982-），男，遼寧營口人，長沙民政職業技術學院藝術學院助教、中南林業科技大學家具與藝術設計學院家具設計專業2011級在讀碩士研究生。