针孔相机的原理与使用研究

何文亮

（长沙民政职业技术学院，湖南 长沙 410004）

针孔相机的原理与使用研究

何文亮

（长沙民政职业技术学院，湖南 长沙 410004）

摄影已经进入到数字时代，数字拍摄、存储后期制作等模式越来越方便，数码相机虽一直在追求成像质量，但一直未能达到胶片和传统感光材料所具有的颗粒感、真实感，而针孔相机这一原始的摄影工具却能够直接以特殊的效果展示出来，需要将针孔相机这种传统的艺术形式传承下去。

小孔成像；负片；焦平面

1.针孔相机成像原理

我国远古时期的墨子在书籍中记载了光通过小孔成像这一现象，而学院派的历史学家把发现小孔成像的荣誉给了亚里士多德，因为他发现了光透过不透明物体的小孔时会发生聚焦现象，还有光通过小孔后发散并与前面的影像相同—都是直线传播的现象。亚里士多德还证明了小孔的形状大小与最终在投影面所形成的影像具有直接的联系，而这一发现并没有实际的影像记录，一些艺术家将这一现象运用在绘画创作中（代表人物有莱昂.巴斯蒂特.阿尔伯特、达芬奇等）。

图1 针孔相机拍摄（何文亮）

图2 针孔相机拍摄（何文亮）

现代摄影术的发明也是在这一原理的基础上发展而来的。针孔相机可以拍摄出许多不同视角的照片，原因在于小孔与成像平面（感光材料或胶片等）的距离越近，则成像角度越大（即广角照片效果），反之，小孔与成像平面越远，成像越小（即长焦镜头效果）。小孔中心与成像平面中心的距离即为焦距。针孔相机的焦距值与光学镜头相机相同：25mm=1’’。针孔的尺寸越小，所得到的影像越清晰，但要注意不能超过小孔的衍射效应值，否则清晰度又会降低，一般情况下直径为1/64”的针孔在焦距为6”的针孔相机上都是可以正常使用的。曝光时间的掌握是针孔相机使用上的难题，在这里有一套公式可以作为参考（至少有10种以上的不同的公式计算出准确的曝光时间），曝光时间即F值=焦距除以小孔直径。然而有些自己制作的相机针孔的大小圆润度不相同，还有感光材料性质不同，这些都决定了曝光时间的不一定。建议在使用同一感光材料的基础上多次试验获取准确的曝光值。

2.针孔相机制作方法

制作针孔相机所需基本原料：不透光的容器或暗盒（作为机身）、金属薄片（黄铜片或易拉罐外壁）钢针一枚、黑色胶带、细纱布、一只手表或计时器感光胶片或感光相、显影药剂。首先确定相机的视角。在成像平面中间位置标记向前面板左右两角的延伸线即为视角范围，在机身内部喷涂黑色无光漆，避免内部反光影响曝光效果，然后在机身后壁位置找到中心点（十字交叉线交点），在前壁中心用刀挖一个小洞用来安装金属薄片，在金属片中心用刀小心地钻出一个小孔，注意小孔内壁的光滑度影响最后的成像质量。如果边缘粗糙，成像以及照片都是模糊的。将钻好小孔的铜片用胶粘在机身外壁的小洞上，注意避免漏光，铜片装好后在外面用黑色胶布盖住，用作快门，在机身后壁上按照内部边缘尺寸制作一个底片槽，以便安装底片或感光相纸。在制作完针孔相机后要经过漏光试验，在相机内部放置几张不同方向的感光相纸，因为相纸感光效果更好、感光速度快，然后放置在强光下或阳光下一段时间，检查相机是否漏光。检查过后就可以进行拍摄了，一般情况下选择拍摄对象最好为静止的物体或站立不动的人物等，因为针孔相机的曝光时间比较长，避免景物模糊，当然追求特殊效果除外。曝光时间的计算在时间、光线、温度等环节的影响下各不相同，最好在拍摄之前多曝光几次作为试验，以达到最佳效果，第一次大概估计时间为十几秒钟，然后在时间长短上调整（显影时间药水温度以定），每次曝光时间做好记录以便总结。

例如：一架针孔相机的孔径为f150，测光表设置光圈为f8，测得的曝光时间为1/60秒，则曝光时间为

曝光时间为6秒左右

例子：以孔径f150为例曝光时间对照表

（仅供参考）

曝光后要在暗房或暗袋内处理感光相纸或感光胶片，在无光的情况下放入显影药水中，显影时间参考显影药水厂家标示，如果你选用的是感光相纸作为底片，那么得到的影像为负片即相反的景物，这时就需要用接触法转印过来。具体方法用一张未曝光的相纸将涂有感光乳剂的一面紧贴在曝光的相纸上，调低两档曝光值一起曝光，在显影液中显影得到最终的影像。

3.针孔相机的优点与缺点

（1）优点

①针孔相机的成像具有最原始的真实感。

②制作简单成本低廉。

③具有一定的摄影知识的人都可以掌握。

④景深大。

（2）缺点

①针孔相机制作简陋，难免会有漏光，造成曝光不准确。

②曝光时间具有不准确性。虽然有成功的曝光时间计算表，但随着环境气温等客观因素的影响而变化。

4.结论

自1839年现代摄影术发展至今，一大批的摄影流派层出不穷，各种风格的优秀摄影作品源源不断地被一些艺术家创作出来。但是随着相机器材的发展，这种制作简陋、成像质量难以控制、技术要求较高的摄影形式渐渐淡出了人们的视线。摄影已经进入到数字时代，数字拍摄、存储后期制作等模式越来越方便，数码相机虽一直在追求成像质量，但一直未能达到胶片和传统感光材料所具有的颗粒感、真实感，而针孔相机这一原始的摄影工具却能够直接以特殊的效果展示出来。

现今，对这一传统摄影术情有独钟的摄影师有很多，也创作了很有影响力的针孔摄影作品，比如国内的摄影师史国瑞利用烽火台作为针孔相机拍摄的长城系列，还有国外的克里斯潘贝克利用拖车作为针孔相机拍摄的巨幅风景照片，都具有跨时代的影响力。因此，我们需要将针孔相机这种传统的艺术形式传承下去。

［1］美国纽约摄影学院.美国纽约摄影学院教材［M］.中国摄影出版社,2008.

［2］詹姆斯著,陆加佳译.美国摄影图片制作工艺教程［M］.上海人民出版社,2006.

［3］（英国）Michael Langford,Efthimia Bilissi著,杨健，全权，孙滢译.英国皇家摄影学院教程［M］.人民邮电出版社，2006.

J406 < class="emphasis_bold">［文章标识码］ A

A

1671-5136（2011） 04-0139-02

2011-12-16

何文亮（1982-），男，辽宁营口人，长沙民政职业技术学院艺术学院助教、中南林业科技大学家具与艺术设计学院家具设计专业2011级在读硕士研究生。