為了固定眼前的圖像，人類都幹了什麼？

“相機”的預言

“那扇窗户，那廣闊的地平線，那烏雲密佈，那波濤洶湧的大海，只不過是一個畫面……從不同的物體反射過來的光線形成了這個畫面，並‘繪製’在所有拋光的表面上。例如，眼睛的視網膜，水和玻璃上。靈魂精神試圖留住這些短暫的畫面。它們構成了一個微妙的物質，非常黏稠，並且很快變硬、變幹。通過它，眨眼間就形成了圖像。 因此他們製作了一塊畫布，然後將其放在要繪製的對象之前。該畫布的第一個效果類似於鏡子。可以看到遠處和近處所有物體的光反射而來的圖像。鏡子忠實地呈現物體，但不保留物體。我們的畫布以相同的精確度顯示它們，並將它們全部保留。這種複製下來的圖像是瞬間產生的，畫布立即被帶到暗處。一小時後，複製的圖像變得乾燥，這樣您所擁有的圖像更有價值，因為它無法被藝術模仿或被時間所破壞……繪畫的正確性，表達的真實性，筆觸的強弱，漸變陰影，透視規則，所有這些我們交給大自然，大自然用堅定不移的雙手在我們的畫布上繪製欺騙眼睛的圖像。”

上面這段文字來自法國作家查爾斯-弗朗索瓦·蒂帕涅·德拉羅什於1760年創作的科幻小説《格拉羅什》（Giphantie）。他在書中提到了對攝影技術，電視以及合成食品的憧憬與幻想。作者還在書中第十七章的第一部分預言了利用光的特性來固定自然界中瞬態圖像的可能性。這一作品是歷史上第一部對攝影術進行“預言”的文學作品。

德拉羅什的文字中提到了畫布，黏稠的、類似顏料的物質，在現實生活中是有跡可循的：這一推測是以繪畫對現實的複製為基礎進行的。他在此基礎上尋求更快速和精確的“令大自然自己進行繪畫的方式”，並且推測未來將有一種“攝影術”可以像人眼一樣在眨眼間來固定住影像。

基於小孔成像原理的實驗

雖然影像首次被真正固定住是100多年之後的事了（詳見北京日報客户端文章《世界上第一張照片誰拍的，他在哪一年拍攝，又拍了什麼？》），但在這百餘年的時間裏，甚至是未來200年的時間裏，人們都在追求一種更精確、更快速的影像固定技法。

刨除德拉羅什文中關於固定圖像的預言部分，他文中提到的“通過光來固定自然界的瞬態圖像”“人眼根據光的直線傳播來確定物體的位置”“所有的景象都是由光折射到人眼裏”等光學知識，最早是在公元前由中國學者墨子發現的。墨子和學生進行了歷史上第一個小孔成像的實驗，並指出光沿直線傳播的性質，同時還解釋了物和影的關係：“光之人，煦若射。下者之人也高，高者之入也下。足蔽下光，故成景於上；首蔽上光，故成景於下。在遠近有端與於光故景庫內也。”

光線照到人，人體所反射的光線好比箭射那樣直線前進。這樣，人的下部在屏之高處成像；人的上部在屏之下面成像，即所成之人像為倒轉。這是因為來自足部的光線，其下面一部分被遮蔽了；來自頭部的光線，其上面一部分被遮蔽了。但正因為在光路上或遠或近存在着小孔，可讓光線透入，故暗匣內所成之象是個明亮的影像。

▌ 小孔成像示意圖

此處提到的這個“暗匣”就是直到1604年才出現的所謂照相機前身“暗箱”（camera obscura）。

德國數學家、天文學家和天文學家約翰內斯·開普勒是最意識到人眼視網膜成像原理的，他在研究天文望遠鏡的透鏡的過程中發現人的視覺與透鏡有相同的原理。並且在1604年出版的《天文光學》一書中指出，圖像在眼睛的視網膜上被“畫”出了顛倒的像，書中還認為大腦可以通過某種方式對其進行矯正。

▌ 開普勒

在那個人們都認為視覺是由眼睛發出的光的年代，這一發現打破了幾千年來人類對自身視覺的認識。

同時他還寫道“人的眼睛就像一個黑盒子，瞳孔就在黑盒子裏來了一個小孔一樣”。基於人眼的成像原理，開普勒創造了“暗箱”這個詞，由此，人眼就和照相機就產生了微妙的關係。如果説暗箱是照相機的前身，那個人眼就是暗箱的模本。

在探索人眼成像原理的過程中，並不是所有的科學研究都像開普勒的那樣温和。在《透視法》一書中，法國哲學家、數學家和科學家勒內·笛卡爾建議將一個剛死去的人的眼睛（如果沒有死者，則用一隻牛的眼睛）放在黑暗房間的開口處，並颳去其肉。直到看到一個在視網膜上形成的倒像。後來，這一研究思路還被英國電視劇《黑鏡》作為劇本創意使用，在該劇的某集故事中，女主角為了逃避責任殺害所有的人，而唯一倖存的倉鼠所看到的影像記憶被作為指認女主的“取證器”——這一故事實際上從反面證明了，在科技發達的今天人們可以確認，人在死亡之後，其眼中並不會留存任何影像。

比利時耶穌會的數學家、物理學家和建築師弗朗索瓦·達吉隆於1613年在《六光學》（Opticorum Libri Sex）中描述了一些騙子如何通過暗箱的成像原理來騙取人們的錢財的事情。這些騙子聲稱自己知道“死靈法術”，並會從地獄中召喚魔鬼、幽靈來到黑暗的房間裏，觀眾可以看到這些“魔鬼”，但卻觸不到他們。實際上，所謂“魔鬼”是騙子戴着惡魔面具的手下，手下在黑暗房間的外面，通過光的投射穿過牆壁的洞進入到黑暗的房間裏形成影像。這種伎倆嚇壞了沒有受過教育的觀眾。看起來有點像是利用人的視覺成像原理來欺騙眼睛，實際上，確實利用這一原理欺騙了人的感知。

▌ 死靈法術騙術

小體積暗箱的出現

雖然開普勒認為大腦可以對圖像進行自動矯正，但是達芬奇一直無法理解這個運作原理。因此，達芬奇對人眼的結構及其視神經還有大腦之間的聯繫產生了極大的興趣。他實踐了笛卡爾的想法，對人眼進行了解剖，並意識到虹膜是調節進入人眼睛光量的構造。他系統地試驗了各種形狀和大小的多個光圈。並在筆記本上繪製了大約270張“暗箱”圖，但是直到1797年才被髮表。達芬奇還在《大西洋手稿》中留下了暗箱的草圖。

對暗箱做出最全面的書面描述是那不勒斯（今意大利）科學家吉安巴蒂斯塔·德拉·波爾塔，他於1558年發表在《自然的魔法》的文章首次推薦暗箱作為輔助繪畫的工具。

佛羅倫薩數學家和天文學家伊尼亞齊奧·丹蒂，在1573年的《歐幾里得透視法》中發表了著名的通過添加凹面鏡來矯正暗箱倒像呈現的方法，這才完成了暗箱對人眼第一次真正意義上的完成模仿。

德國發明家丹尼爾·施文特基於前任對人眼的研究成果，模仿人的眼球於1636年開發了一種“內窺鏡球”的系統鏡頭，把這個球放到暗箱的小孔部位，可以獲得360度的景觀，相當於一個活動的人眼。施文特還提到畫家漢斯·豪爾曾用這種方式來出色地輔助他繪製紐倫堡的全景。

▌ 繪畫用暗箱

1657年，加斯帕·肖特提到一位從西班牙旅行回來的人告訴他暗箱可以做到很小，在腋下攜帶。於是他改進暗箱的結構，把暗箱做成一大一小兩個盒子，小的可以滑進大的裏面來進行聚焦。將兩個凸透鏡安裝在可調節的管中，並獲得正像。

18世紀，隨着羅伯特·博伊爾和羅伯特·胡克對前人成果的研發，更易於攜帶的箱內模型問世。這類暗箱具有對焦機制：利用一塊反光鏡，鏡上又有一塊磨砂玻璃可作對焦屏，對焦後把半透明的紙張放在玻璃上繪圖。這一儀器被業餘藝術家在旅行中廣泛使用，但也被專業繪圖人士使用。暗箱一直朝着成像更清晰、攜帶更方便的方向探索。至此終於可以和人眼一樣被隨時“攜帶”，並且記錄下與人眼相同的景色。

對於記錄影像來説，成像是一方面，固定影像、留住影像同樣重要。所以，直到約瑟夫·尼埃普斯、路易·達蓋爾和威廉·福克斯·塔爾伯特對上述的相機進行改裝，通過化學方式留住了光學影像，才製成了攝影史上的第一批照片。

▌ 尼埃普斯拍攝的世界上第一張照片。右為現代技術上色之後的成像。

至此，像人眼一樣在眨眼間來固定住影像的第一階段探索才告一段落。

來源：北京晚報·五色土|作者 李嶽

編輯：袁新雨

流程編輯：吳越