相機的未來……

余寧

我們對于相機的傳統(tǒng)概念可能很快就會過時，接下來登場的是擁有很多鏡頭或根本一個鏡頭也沒有的裝置。徹底改造照片的競賽已經(jīng)開始，相機會最終堅持下來嗎？

對于很多專業(yè)人士來講，他們對于現(xiàn)代相機并不是很狂熱。盡管這些攝影師的口袋中可能也揣著一部iPhone，以備時不時地抓拍幾張快照。然而，他們真正最喜愛的還是拿出那個久經(jīng)風霜的名牌老相機，如哈蘇相機（Hasselblad，20世紀40年代誕生于瑞典的相機品牌），聽那令人心曠神怡的機械快門的“啪-咔嚓”聲。作為藝術家和攝影師，他們雖然也喜歡接觸新媒體，但實際上，他們可能對老相機更情有獨鐘。

兩者的發(fā)明創(chuàng)新也就僅僅相隔了數(shù)十年

盡管如此，說某某相機老了也只是相對的。iPhone拍照手機和哈蘇相機，兩者的發(fā)明創(chuàng)新也就僅僅相隔了數(shù)十年。其實，除了日新月異的這樣那樣的小部件，它們倒是擁有更多的相同點：兩者都是用一組玻璃鏡頭將光線聚焦到一幅圖像上。不管這圖像接下來是儲存到膠片上，還是像最新的智能手機那樣，將圖像交給數(shù)字傳感器。追根溯源，兩者都是源自19世紀30年代的同一創(chuàng)新發(fā)明，它們與市場上任何其他的相機其實并無二致。

自相機問世后，相機就一直是每個時代的見證者。它記錄著每一件事情，大到如尼爾·阿姆斯特朗登月，小到如地鐵格子板上的瑪麗蓮·夢露，或許還有你在新年夜晚為自己拍下的自拍照——你裝扮成一只猩猩，正把一只香蕉往你朋友的耳朵里面塞。

但所有這一切，可能僅僅只是個開始，因為我們所拍攝的影像以及我們處置這些影像的方式，正在發(fā)生著戲劇性的改變。精細地打磨毛玻璃片的工作，已經(jīng)被精細的計算機運算工作所取代。既然計算機已奪下了主陣地，那么，占據(jù)了180年統(tǒng)治地位的鏡頭或許便過時了。曾經(jīng)被大家所熟知的已上了年紀的“寶麗來”，本是世界上第一款同時也是最著名的“即時成像”相機。曾幾何時，卻憂傷地淡出，其存在感漸行漸遠。說起這些，一些人不免傷感，好似對老派攝影的憂傷追思。

未來攝影的真正戰(zhàn)斗就會發(fā)生在我們口袋里的手機里

是的，數(shù)字攝影已經(jīng)進入了一個鼎盛的時代。這里有十億像素的相機，它捕捉的圖像是超高分辨率的。也有所謂的單像素相機，它只用一個相對便宜的低功率檢測器，就可以通過多次拍攝構建一張圖像。但是，未來攝影的真正戰(zhàn)斗，卻是發(fā)生在此刻我們口袋里的手機里。盡管智能手機制造商近年來大幅推動了相機技術，但他們卻發(fā)現(xiàn)，越來越難將一堆鏡頭塞進一只超薄的機身里了。當蘋果公司發(fā)布iPhone 6的宣傳片時，它粉飾了突出的鏡頭——唯一不能被充分小型化的組件。然而，當鏡頭已經(jīng)到達自身極限的時候，數(shù)碼攝影才剛剛開始啟程。

大多數(shù)智能手機都為我們提供拍攝一個全景的能力，大致為一個超廣角圖像。當你在拍攝時沿軸線轉動，手機的計算芯片記錄下數(shù)個圖像，然后將它們拼接在一起，對曝光、視差和諸如此類的東西做細微調(diào)節(jié)后，接縫便看不見了。

另一種常見的手機功能是高動態(tài)范圍成像（HDR），它可以讓你拍攝一個對比度非常高的場景（比如一個人背向陽光站立，太陽從他背后直射過來）卻還能看清他臉上的細節(jié)，而不是像以前老相機那樣拍到的只是一個剪影。高動態(tài)范圍功能通過將數(shù)個圖像融合在同一場景中來實現(xiàn)：至少一張長曝光的圖像以捕捉陰影細節(jié)，另外的短曝光圖像以保持高光細節(jié)。很多類似的計算成像技術已經(jīng)成熟。

計算機芯片的花樣層出不窮。接下來，它又努力修補這些創(chuàng)新的重大瑕疵。比如，智能手機的一個缺點就是拍攝的圖像邊緣模糊，這是低廉和小型化光學部件的自然產(chǎn)物。傳統(tǒng)相機沒有這一問題，因為它們通常使用的是能容納很多獨立元素的更大鏡頭。這顯然是智能手機絕對無法做到的。因此，就有人針對這一瑕疵，開發(fā)了一種計算成像技術，以校正光學像差。由于一個質(zhì)量較差的鏡頭通常會影響不同的原色，這個計算成像可以查找紅、綠以及藍色層中造成圖像偏離的區(qū)域，再調(diào)節(jié)圖像，直到它們排列整齊，出現(xiàn)尖銳的尖角。又如，相機抖動會造成圖像模糊，這對于用手臂舉著一部手機來說真是再普遍不過了。對此，美國加利福尼亞的開發(fā)者又開發(fā)出一種啟動光學防抖攝影技術的算法，能夠幫助保持成像穩(wěn)定。它從智能手機的內(nèi)置陀螺儀中讀取飛行讀數(shù)，應用它們調(diào)節(jié)動作模糊、同時并不丟失掉場景中的真正運動。

假如我們可以簡單地按下快門……

上述開發(fā)者的想法都是致力于提高智能手機的圖像質(zhì)量，但是，在彌補我們不專業(yè)的失誤上面，他們卻難有建樹。畢竟，正如法國攝影先驅亨利·卡蒂?！げ祭账伤f：攝影，全部是關于“決定性時刻”的活動，是你按下快門的那關鍵性的一瞬間的活動。出色的照片并不僅僅是好質(zhì)量的圖像，它還包含更多的東西。當然，其創(chuàng)造性就包裹在風險里面，美其名曰：“美麗的錯誤”。找對了，就是捕捉到香蕉剛好碰到你朋友耳朵的那一時刻他臉上的表情；找錯了，那么，就是你意外地聚焦在背景上面。

這里便是凸顯拍攝照片手法上最大轉變的地方。假如我們可以簡單地按下快門，稍后再來決定照片的構圖和焦點，那攝影會是什么樣子呢？盡管很難想象這種情況，但計算攝影已經(jīng)為我們展現(xiàn)了它是如何實現(xiàn)這點的。

2011年，總部位于加利福尼亞的立特羅（Lytro）公司推出了第一款消費“光場相機”。它仍舊是將光通過一個主要鏡頭聚焦到一個傳感器上，就如同在一部常規(guī)的相機中那樣。不過，立特羅相機還包含額外的一組微型鏡頭陣列，它們會捕捉成束的光線，將其聚焦到獨立的像素上面。其結果就是生成了這樣一種裝置，能同時捕捉到入射光的方向以及強度——稱作“光場”。

利用這些信息，計算成像可以做到根據(jù)主鏡頭聚焦的不同來決定光線如何表現(xiàn)。這就形成了“光場相機”的關鍵優(yōu)勢——拍攝之后重新聚焦照片的能力。假如你的朋友失焦了，你可以在屏幕上點擊他們所在的位置，然后，就仿佛你做了一個瞬時白內(nèi)障切除一樣，他們的臉就變得異常清晰。更妙的是，它還可以計算出假如進入鏡頭的光線稍微改變角度，那么場景看上去會是怎樣的，并提供出不止一種視角的場景觀看選項。舉個例子，假如你正在拍攝一個足球運動員鏟球，你就能通過調(diào)節(jié)圖像來顯示出兩名球員之間的接觸點。

類似的技術被引入智能手機。PiCam取代了一部智能手機中只有單一鏡頭的做法，改為一組16個微小鏡頭的陣列。它們之間有細小的距離，所以也可以記錄深度信息。從某種角度上來說，這有點兒像是模仿人類的眼睛。

相機將在若干年后死亡？

下一代的自拍將進軍3D技術，并準備好實現(xiàn)打印。

最近，PiCam將推出一款開發(fā)套件給智能手機制造商?？梢云诖鈭鰯z影將很快廣泛面市。不過，并不是每一個參與計算攝影的人都相信立特羅或PiCam的想法是正確的神來之筆。有人指出，用一組微鏡陣列占用傳感器空間，這就扼殺了最后拍攝的分辨率，除非再利用更多算法混合低分辨率圖像，你要用低分辨率買單，就得花費大力氣再試圖把它找回來。

即便如此，還是有其他利用光場的方法，以保證出色的效果。比如加拿大多倫多大學的一位計算機科學家說：“補充照明就是這種方法，它具有為一個場景強加上原本并不存在于那里的光線的能力。”傳統(tǒng)的攝影師不得不在他們的相機以外辛苦地安裝一個獨立的閃光燈單元，以補充照明，從而達到某種照明條件。而光場相機則能夠自動添加一個探照燈的效果。它的深度信息相當于場景的一幅3D地圖，能夠精確計算出自然陰影會在何處落下。

有人開發(fā)出另一個技術：把因表面角度及結構不同而造成的在對象上直接反射和間接反射的兩種光區(qū)分開來。這項技術包括將一個電子的狹縫形蒙罩置于一部相機的內(nèi)置閃光燈單元中，將外部光線限制在一個平面上；另一個蒙罩則遮擋相機的傳感器。當蒙罩匹配于同一平面時，只有直接光線能夠到達傳感器。

相機以及我們的眼睛通常感知的是直接光線和間接光線的混合體。然而，假如直接光線被允許占據(jù)主導地位的話，那么，事物看上去將很不相同：透明的玻璃變成黑色，黃色的泡沫變得灰暗，一副乳膠手套幾乎變得看不見……所以這一技巧還需進一步完善。

當你用直接光線拍攝面部的時候，有一些特別有趣的事情就會發(fā)生：它們看上去鮮明而憔悴，這是由于皮膚下面間接分散的光線全部都被屏蔽掉的結果。從另一方面來講，間接光線會完美地揭示出平滑的面部特征，以及白亮的牙齒。但你不會想要用這樣的照片作為你的證件照的，因為它偏紅。不過開發(fā)此技術的專家相信，一個間接光渠道的增加能夠為任何人提供一種瞬間上妝的效果。更為重要的是，假如你能夠在一個場景中區(qū)別直接以及間接的自然光線的話，你就能在更好裝備的條件下處理圖像。例如應用一些Photoshop風格的編輯。這可謂在控制水平上的又一新圖景，可看到計算攝影正在取代傳統(tǒng)技術。有人預料：相機將在若干年后死亡。

放棄鏡頭……

相機死亡？確實可能會發(fā)生。假如說鏡頭是傳統(tǒng)攝影的本質(zhì)，那么成像技術就是棺木上并不必要的最后一根釘。這樣的裝置已經(jīng)被科學家設計出來。它放棄鏡頭，而采用了一個單一的螺旋形光圈，使入射光發(fā)生衍射，進而成為大量的小螺旋“像素”，每一個都如同一朵雪花一樣獨一無二。盡管這些小螺旋到達傳感器時已形成模糊的一團，但它們獨立的形狀卻能令計算成像將它們解壓出來。那么，接下來只需像一臺數(shù)碼相機處理常規(guī)像素那樣，記錄它們的強度，然后重建原始場景。

目前，無鏡頭技術還處于起步階段?？茖W家展示了一張用一種裝置捕捉到的油畫蒙娜麗莎的圖像。盡管那神秘莫測的微笑就在那里，油畫卻顯得灰暗和污跡斑斑。雖然如此，這還是充分說明了計算攝影的力量。說明要及時留下一個時刻，相機的中心識別部分——鏡頭甚至不是必要的?，F(xiàn)在的這款比一片面包屑大不了多少，而且制造成本出乎意料的低廉。這種無鏡頭相機或者說“無鏡頭智能傳感器”，能夠優(yōu)雅地拍下幾乎任何物體的表面，并把已經(jīng)無所不在的攝影再度拓展。這就產(chǎn)生了問題，無休止的攝影拓展影響了我們對過去“相機”的概念，同時也影響到那些在特定時間、特定地點、以此為生的人的未來。假如相機變得無處不在，并且捕捉?jīng)Q定性的時刻變得只是像從一堆永無止境的照片流中收回漁網(wǎng)那么簡單，那么，專業(yè)人士又該置身何處呢？

這有點兒像是在說，假如我們重新發(fā)明了畫筆，那是不是所有的畫家就要失業(yè)了呢？NO，因為他們始終需要一只眼睛——他們必須知道，什么可行，什么不可行。

然而，新的技術的確使攝影的發(fā)展比以往任何時候都更加迅捷。或許，我們普通人可以開始培養(yǎng)那只專家的眼睛了。

相機歷程

1826～1827

現(xiàn)存最古老的照片《在Le Gras的窗外景色》，由攝影發(fā)明者尼塞福爾·涅普斯拍攝。

1861

詹姆斯·克拉克·麥克斯韋制出第一張彩色照片，這是通過將紅色、綠色和藍色的帶狀格子圖像覆蓋在一起形成的。

1878

通過把曝光時間從持續(xù)數(shù)分鐘降到幾百分之一秒。埃德沃德·邁布里奇捕捉到了一匹馬奔馳的全過程。

1947

埃德溫·蘭德演示了寶麗來的“即時拍照”，它可以使人們在拍照之后不久就得到可觀看的照片。

1957

美國國家標準局的羅素·基爾希將他剛出生的兒子的照片掃描到一部計算機中，開創(chuàng)了第一幅數(shù)字圖像。

1975

柯達工程師史蒂夫·薩森創(chuàng)造出第一臺數(shù)碼相機，它能花費23秒將一副0.01百萬像素的圖像記錄到盒式磁帶上。

1992

CERN網(wǎng)上風格樂隊的一張圖片，成為第一張網(wǎng)絡照片，它是由蒂姆·伯默斯·李上傳的。

1997

菲利普·卡恩將即時消息照片介紹給世界，他將相機和手機連接起來，分享了一張她女兒的照片。

2014

美國科技公司倫巴斯的帕特里克·吉爾開發(fā)出一種無須使用透鏡便能捕捉圖像的裝置。

鑄造記憶

不管是別人還是自己，你都無法忍受那些選擇用智能手機相機去見證一切的人們。那些伸出的手臂或者自拍桿已經(jīng)成為一道普遍的風景。但這個習慣是否正在影響我們記憶的能力呢？

2013年，康涅狄格費爾菲爾德大學的心理學家琳達·亨克爾決心要找出真相。她試圖通過監(jiān)控人們探索一座藝術博物館的方式來實現(xiàn)。被試者分為三組：第一組不拍攝任何照片；第二組見到什么就拍什么；而第三組則只拍攝特定的細節(jié)照片。之后，她測試他們能回憶起來什么。

第二組那些絲毫不加以區(qū)分就拍照的人比第一組那些不帶相機瀏覽展覽的人記住得更少，這很可能是因為頻繁拍照的人依賴相機記錄他們所看到的一切。但第三組那些用相機放大細節(jié)的人和不使用相機的人回憶起得一樣多。專家分析說：“它集中了你的注意力。所有的研究告訴我們，集中注意力會帶來更好的記憶?！?/p>

這一研究表明，經(jīng)常使用相機也可以免于不良影響，只要我們是有所選擇的，并且對我們所拍下照片的東西付出精力。不過攝影也有可以在另一種方式上歪曲記憶。

在一個2002年的經(jīng)典實驗中，現(xiàn)今已在英國華威大學的金伯利·韋德和她的同事給一組成年人看一些乘坐熱氣球的偽造照片，并告訴他們，這是在他們還是孩子的時候拍攝的。半數(shù)人聲稱，他們能夠回憶起來那些虛構的事件，或者至少能回憶起某些細節(jié)。

對亨克爾來說，這顯示出某種照片偽造操控的危險，計算攝影會使一切都變得更為容易。