相机的未来……

余宁

我们对于相机的传统概念可能很快就会过时，接下来登场的是拥有很多镜头或根本一个镜头也没有的装置。彻底改造照片的竞赛已经开始，相机会最终坚持下来吗？

对于很多专业人士来讲，他们对于现代相机并不是很狂热。尽管这些摄影师的口袋中可能也揣着一部iPhone，以备时不时地抓拍几张快照。然而，他们真正最喜爱的还是拿出那个久经风霜的名牌老相机，如哈苏相机（Hasselblad，20世纪40年代诞生于瑞典的相机品牌），听那令人心旷神怡的机械快门的“啪-咔嚓”声。作为艺术家和摄影师，他们虽然也喜欢接触新媒体，但实际上，他们可能对老相机更情有独钟。

两者的发明创新也就仅仅相隔了数十年

尽管如此，说某某相机老了也只是相對的。iPhone拍照手机和哈苏相机，两者的发明创新也就仅仅相隔了数十年。其实，除了日新月异的这样那样的小部件，它们倒是拥有更多的相同点：两者都是用一组玻璃镜头将光线聚焦到一幅图像上。不管这图像接下来是储存到胶片上，还是像最新的智能手机那样，将图像交给数字传感器。追根溯源，两者都是源自19世纪30年代的同一创新发明，它们与市场上任何其他的相机其实并无二致。

自相机问世后，相机就一直是每个时代的见证者。它记录着每一件事情，大到如尼尔·阿姆斯特朗登月，小到如地铁格子板上的玛丽莲·梦露，或许还有你在新年夜晚为自己拍下的自拍照——你装扮成一只猩猩，正把一只香蕉往你朋友的耳朵里面塞。

但所有这一切，可能仅仅只是个开始，因为我们所拍摄的影像以及我们处置这些影像的方式，正在发生着戏剧性的改变。精细地打磨毛玻璃片的工作，已经被精细的计算机运算工作所取代。既然计算机已夺下了主阵地，那么，占据了180年统治地位的镜头或许便过时了。曾经被大家所熟知的已上了年纪的“宝丽来”，本是世界上第一款同时也是最著名的“即时成像”相机。曾几何时，却忧伤地淡出，其存在感渐行渐远。说起这些，一些人不免伤感，好似对老派摄影的忧伤追思。

未来摄影的真正战斗就会发生在我们口袋里的手机里

是的，数字摄影已经进入了一个鼎盛的时代。这里有十亿像素的相机，它捕捉的图像是超高分辨率的。也有所谓的单像素相机，它只用一个相对便宜的低功率检测器，就可以通过多次拍摄构建一张图像。但是，未来摄影的真正战斗，却是发生在此刻我们口袋里的手机里。尽管智能手机制造商近年来大幅推动了相机技术，但他们却发现，越来越难将一堆镜头塞进一只超薄的机身里了。当苹果公司发布iPhone 6的宣传片时，它粉饰了突出的镜头——唯一不能被充分小型化的组件。然而，当镜头已经到达自身极限的时候，数码摄影才刚刚开始启程。

大多数智能手机都为我们提供拍摄一个全景的能力，大致为一个超广角图像。当你在拍摄时沿轴线转动，手机的计算芯片记录下数个图像，然后将它们拼接在一起，对曝光、视差和诸如此类的东西做细微调节后，接缝便看不见了。

另一种常见的手机功能是高动态范围成像（HDR），它可以让你拍摄一个对比度非常高的场景（比如一个人背向阳光站立，太阳从他背后直射过来）却还能看清他脸上的细节，而不是像以前老相机那样拍到的只是一个剪影。高动态范围功能通过将数个图像融合在同一场景中来实现：至少一张长曝光的图像以捕捉阴影细节，另外的短曝光图像以保持高光细节。很多类似的计算成像技术已经成熟。

计算机芯片的花样层出不穷。接下来，它又努力修补这些创新的重大瑕疵。比如，智能手机的一个缺点就是拍摄的图像边缘模糊，这是低廉和小型化光学部件的自然产物。传统相机没有这一问题，因为它们通常使用的是能容纳很多独立元素的更大镜头。这显然是智能手机绝对无法做到的。因此，就有人针对这一瑕疵，开发了一种计算成像技术，以校正光学像差。由于一个质量较差的镜头通常会影响不同的原色，这个计算成像可以查找红、绿以及蓝色层中造成图像偏离的区域，再调节图像，直到它们排列整齐，出现尖锐的尖角。又如，相机抖动会造成图像模糊，这对于用手臂举着一部手机来说真是再普遍不过了。对此，美国加利福尼亚的开发者又开发出一种启动光学防抖摄影技术的算法，能够帮助保持成像稳定。它从智能手机的内置陀螺仪中读取飞行读数，应用它们调节动作模糊、同时并不丢失掉场景中的真正运动。

假如我们可以简单地按下快门……

上述开发者的想法都是致力于提高智能手机的图像质量，但是，在弥补我们不专业的失误上面，他们却难有建树。毕竟，正如法国摄影先驱亨利·卡蒂埃·布勒松所说：摄影，全部是关于“决定性时刻”的活动，是你按下快门的那关键性的一瞬间的活动。出色的照片并不仅仅是好质量的图像，它还包含更多的东西。当然，其创造性就包裹在风险里面，美其名曰：“美丽的错误”。找对了，就是捕捉到香蕉刚好碰到你朋友耳朵的那一时刻他脸上的表情；找错了，那么，就是你意外地聚焦在背景上面。

这里便是凸显拍摄照片手法上最大转变的地方。假如我们可以简单地按下快门，稍后再来决定照片的构图和焦点，那摄影会是什么样子呢？尽管很难想象这种情况，但计算摄影已经为我们展现了它是如何实现这点的。

2011年，总部位于加利福尼亚的立特罗（Lytro）公司推出了第一款消费“光场相机”。它仍旧是将光通过一个主要镜头聚焦到一个传感器上，就如同在一部常规的相机中那样。不过，立特罗相机还包含额外的一组微型镜头阵列，它们会捕捉成束的光线，将其聚焦到独立的像素上面。其结果就是生成了这样一种装置，能同时捕捉到入射光的方向以及强度——称作“光场”。

利用这些信息，计算成像可以做到根据主镜头聚焦的不同来决定光线如何表现。这就形成了“光场相机”的关键优势——拍摄之后重新聚焦照片的能力。假如你的朋友失焦了，你可以在屏幕上点击他们所在的位置，然后，就仿佛你做了一个瞬时白内障切除一样，他们的脸就变得异常清晰。更妙的是，它还可以计算出假如进入镜头的光線稍微改变角度，那么场景看上去会是怎样的，并提供出不止一种视角的场景观看选项。举个例子，假如你正在拍摄一个足球运动员铲球，你就能通过调节图像来显示出两名球员之间的接触点。

类似的技术被引入智能手机。PiCam取代了一部智能手机中只有单一镜头的做法，改为一组16个微小镜头的阵列。它们之间有细小的距离，所以也可以记录深度信息。从某种角度上来说，这有点儿像是模仿人类的眼睛。

相机将在若干年后死亡？

下一代的自拍将进军3D技术，并准备好实现打印。

最近，PiCam将推出一款开发套件给智能手机制造商。可以期待，光场摄影将很快广泛面市。不过，并不是每一个参与计算摄影的人都相信立特罗或PiCam的想法是正确的神来之笔。有人指出，用一组微镜阵列占用传感器空间，这就扼杀了最后拍摄的分辨率，除非再利用更多算法混合低分辨率图像，你要用低分辨率买单，就得花费大力气再试图把它找回来。

即便如此，还是有其他利用光场的方法，以保证出色的效果。比如加拿大多伦多大学的一位计算机科学家说：“补充照明就是这种方法，它具有为一个场景强加上原本并不存在于那里的光线的能力。”传统的摄影师不得不在他们的相机以外辛苦地安装一个独立的闪光灯单元，以补充照明，从而达到某种照明条件。而光场相机则能够自动添加一个探照灯的效果。它的深度信息相当于场景的一幅3D地图，能够精确计算出自然阴影会在何处落下。

有人开发出另一个技术：把因表面角度及结构不同而造成的在对象上直接反射和间接反射的两种光区分开来。这项技术包括将一个电子的狭缝形蒙罩置于一部相机的内置闪光灯单元中，将外部光线限制在一个平面上；另一个蒙罩则遮挡相机的传感器。当蒙罩匹配于同一平面时，只有直接光线能够到达传感器。

相机以及我们的眼睛通常感知的是直接光线和间接光线的混合体。然而，假如直接光线被允许占据主导地位的话，那么，事物看上去将很不相同：透明的玻璃变成黑色，黄色的泡沫变得灰暗，一副乳胶手套几乎变得看不见……所以这一技巧还需进一步完善。

当你用直接光线拍摄面部的时候，有一些特别有趣的事情就会发生：它们看上去鲜明而憔悴，这是由于皮肤下面间接分散的光线全部都被屏蔽掉的结果。从另一方面来讲，间接光线会完美地揭示出平滑的面部特征，以及白亮的牙齿。但你不会想要用这样的照片作为你的证件照的，因为它偏红。不过开发此技术的专家相信，一个间接光渠道的增加能够为任何人提供一种瞬间上妆的效果。更为重要的是，假如你能够在一个场景中区别直接以及间接的自然光线的话，你就能在更好装备的条件下处理图像。例如应用一些Photoshop风格的编辑。这可谓在控制水平上的又一新图景，可看到计算摄影正在取代传统技术。有人预料：相机将在若干年后死亡。

放弃镜头……

相机死亡？确实可能会发生。假如说镜头是传统摄影的本质，那么成像技术就是棺木上并不必要的最后一根钉。这样的装置已经被科学家设计出来。它放弃镜头，而采用了一个单一的螺旋形光圈，使入射光发生衍射，进而成为大量的小螺旋“像素”，每一个都如同一朵雪花一样独一无二。尽管这些小螺旋到达传感器时已形成模糊的一团，但它们独立的形状却能令计算成像将它们解压出来。那么，接下来只需像一台数码相机处理常规像素那样，记录它们的强度，然后重建原始场景。

目前，无镜头技术还处于起步阶段。科学家展示了一张用一种装置捕捉到的油画蒙娜丽莎的图像。尽管那神秘莫测的微笑就在那里，油画却显得灰暗和污迹斑斑。虽然如此，这还是充分说明了计算摄影的力量。说明要及时留下一个时刻，相机的中心识别部分——镜头甚至不是必要的。现在的这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。这种无镜头相机或者说“无镜头智能传感器”，能够优雅地拍下几乎任何物体的表面，并把已经无所不在的摄影再度拓展。这就产生了问题，无休止的摄影拓展影响了我们对过去“相机”的概念，同时也影响到那些在特定时间、特定地点、以此为生的人的未来。假如相机变得无处不在，并且捕捉决定性的时刻变得只是像从一堆永无止境的照片流中收回渔网那么简单，那么，专业人士又该置身何处呢？

这有点儿像是在说，假如我们重新发明了画笔，那是不是所有的画家就要失业了呢？NO，因为他们始终需要一只眼睛——他们必须知道，什么可行，什么不可行。

然而，新的技术的确使摄影的发展比以往任何时候都更加迅捷。或许，我们普通人可以开始培养那只专家的眼睛了。

相机历程

1826～1827

现存最古老的照片《在Le Gras的窗外景色》，由摄影发明者尼塞福尔·涅普斯拍摄。

1861

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦制出第一张彩色照片，这是通过将红色、绿色和蓝色的带状格子图像覆盖在一起形成的。

1878

通过把曝光时间从持续数分钟降到几百分之一秒。埃德沃德·迈布里奇捕捉到了一匹马奔驰的全过程。

1947

埃德温·兰德演示了宝丽来的“即时拍照”，它可以使人们在拍照之后不久就得到可觀看的照片。

1957

美国国家标准局的罗素·基尔希将他刚出生的儿子的照片扫描到一部计算机中，开创了第一幅数字图像。

1975

柯达工程师史蒂夫·萨森创造出第一台数码相机，它能花费23秒将一副0.01百万像素的图像记录到盒式磁带上。

1992

CERN网上风格乐队的一张图片，成为第一张网络照片，它是由蒂姆·伯默斯·李上传的。

1997

菲利普·卡恩将即时消息照片介绍给世界，他将相机和手机连接起来，分享了一张她女儿的照片。

2014

美国科技公司伦巴斯的帕特里克·吉尔开发出一种无须使用透镜便能捕捉图像的装置。

铸造记忆

不管是别人还是自己，你都无法忍受那些选择用智能手机相机去见证一切的人们。那些伸出的手臂或者自拍杆已经成为一道普遍的风景。但这个习惯是否正在影响我们记忆的能力呢？

2013年，康涅狄格费尔菲尔德大学的心理学家琳达·亨克尔决心要找出真相。她试图通过监控人们探索一座艺术博物馆的方式来实现。被试者分为三组：第一组不拍摄任何照片；第二组见到什么就拍什么；而第三组则只拍摄特定的细节照片。之后，她测试他们能回忆起来什么。

第二组那些丝毫不加以区分就拍照的人比第一组那些不带相机浏览展览的人记住得更少，这很可能是因为频繁拍照的人依赖相机记录他们所看到的一切。但第三组那些用相机放大细节的人和不使用相机的人回忆起得一样多。专家分析说：“它集中了你的注意力。所有的研究告诉我们，集中注意力会带来更好的记忆。”

这一研究表明，经常使用相机也可以免于不良影响，只要我们是有所选择的，并且对我们所拍下照片的东西付出精力。不过摄影也有可以在另一种方式上歪曲记忆。

在一个2002年的经典实验中，现今已在英国华威大学的金伯利·韦德和她的同事给一组成年人看一些乘坐热气球的伪造照片，并告诉他们，这是在他们还是孩子的时候拍摄的。半数人声称，他们能够回忆起来那些虚构的事件，或者至少能回忆起某些细节。

对亨克尔来说，这显示出某种照片伪造操控的危险，计算摄影会使一切都变得更为容易。