二進(jìn)制的攝影

聶景

1數(shù)字制式感光材料的規(guī)格

照相機(jī)電子化最關(guān)鍵的一步是感光材料的電子化。2000年前后的圖像傳感器成像素質(zhì)還達(dá)不到膠片的水平，而且造價(jià)高昂，同時(shí)因?yàn)橐褂媚z片相機(jī)的光學(xué)鏡頭，所以早期的數(shù)字單反相機(jī)的圖像傳感器制式規(guī)格基本沿用了膠片的規(guī)格。使用膠片相機(jī)鏡頭的數(shù)字單反相機(jī)，經(jīng)常存在不兼容的問題，比如色散嚴(yán)重，因?yàn)椴噬z片是三層感光乳劑接收光線，圖像傳感器只有一層像素接收光線。面對諸如此類的問題，各廠商在幾年間有條不紊為數(shù)字相機(jī)優(yōu)化更新鏡頭。

至2008年前后，2000萬像素的圖像傳感器開始普及，圖像傳感器的成像素質(zhì)已經(jīng)不成問題，常用鏡頭也基本適配。至今，數(shù)字相機(jī)中也只是135系統(tǒng)的產(chǎn)品比較豐富，120系統(tǒng)雖然一直更新，不過普及度一直不如膠片時(shí)代，至于大畫幅系統(tǒng)的電子化幾乎陷入停滯。許多攝影師夢寐以求的6×6厘米中畫幅數(shù)字相機(jī)、4×5英寸大畫幅數(shù)字相機(jī)，似乎已經(jīng)沒有設(shè)計(jì)生產(chǎn)的可能性。這涉及到一個(gè)問題，照相機(jī)電子化是將膠片相機(jī)電子化嗎？顯然不是。早期數(shù)字相機(jī)采用與膠片規(guī)格相同的圖像傳感器，是為了在已有的系統(tǒng)中以最小的代價(jià)完成電子化，方便使用現(xiàn)成的機(jī)身、光學(xué)鏡頭以及其他附件，所以其中適合的部件會(huì)保留下來，不適合的將會(huì)淘汰，比如前文所述的反光板、五棱鏡以及膠片相機(jī)的鏡頭等。

年度國際園藝攝影師大賽組委會(huì)推薦

獨(dú)特視角獎(jiǎng)

1.《夏夜》

David Nicholas（英國）

器材：佳能Power Shot G11

（1/1.7″畫幅）

第七屆Hamdan國際攝影獎(jiǎng)普通黑白組 第一名

2.無題

Mahdi Pourebadi（伊朗）

器材：尼康D7200（APS-C畫幅）/圖麗11-16mm鏡頭

膠片的各種規(guī)格是在攝影技術(shù)發(fā)展過程中應(yīng)對各種需求設(shè)計(jì)的，常見的大畫幅、中畫幅與35毫米畫幅只從感光材料上看，皆是在膠片成像素質(zhì)相對固定的情況下，通過不同膠片尺寸獲得不同畫質(zhì)的解決方案。數(shù)字相機(jī)早期也遵循了圖像傳感器尺寸越大，成像素質(zhì)越好的規(guī)律，但是隨著技術(shù)的更迭，在同樣大小的圖像傳感器上可以提升畫質(zhì)，因此追求更大尺寸的圖像傳感器與照相機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本相比，對各廠商而言還是規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)更重要。目前應(yīng)用到專業(yè)數(shù)字相機(jī)圖像傳感器上的膠片尺寸，最常見的有35毫米全畫幅與APS-C畫幅，以及645中畫幅。其他沒有電子化的膠片規(guī)格，基本屬于不適合或者沒必要的情況。時(shí)至今日，圖像傳感器的成像質(zhì)量配合更新的光學(xué)鏡頭，拍出的照片比膠片時(shí)代有過之而無不及，甚至更小尺寸的圖像傳感器可以獲得超過更大尺寸膠片的成像素質(zhì)。加上手機(jī)對照相機(jī)市場的沖擊，自2010年以來，照相機(jī)的銷量一直處于下滑的趨勢，照相機(jī)對于普通消費(fèi)者而言越來越?jīng)]有吸引力，因此對于各廠商來說，推出成本高市場小的產(chǎn)品是非常具有風(fēng)險(xiǎn)的。另外一個(gè)原因是數(shù)字照相機(jī)的結(jié)構(gòu)與機(jī)械照相機(jī)并不完全相同，圖像傳感器尺寸需要與機(jī)身設(shè)計(jì)相匹配，所以膠片的規(guī)格未必適合數(shù)字相機(jī)，當(dāng)下的照相機(jī)基本都加入了視頻功能，高端機(jī)型還會(huì)為此配備圖像傳感器防抖功能，這在一定程度上也會(huì)影響圖像傳感器的尺寸。

1/2.3″、1/1.7″、1″、4/3″、APS-C與4433畫幅的圖像傳感器均不是沿用自膠片規(guī)格的尺寸，這也反映了照相機(jī)設(shè)計(jì)中的傳承與舍棄，最適合整體系統(tǒng)的會(huì)被傳承，比如35毫米膠片尺寸就被數(shù)字相機(jī)傳承至今，其他圖像傳感器尺寸基本都是為適配數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。2008年之后的數(shù)字相機(jī)技術(shù)發(fā)展，逐漸在脫離膠片相機(jī)的影響，形成適合自身屬性的制式規(guī)格。

2019 CEWE攝影大賽入圍

《色彩》

Mojcacvim（斯洛文尼亞）

器材：佳能EOS 7D Mark Ⅱ

（APS-C畫幅）/佳能EF 24-105mm F4L IS USM

2數(shù)字?jǐn)z影的核心革命：算法

數(shù)字?jǐn)z影不只是把膠片換成圖像傳感器，這只是技術(shù)的鋪墊，猶如計(jì)算器取代算盤?？梢酝ㄟ^算法編程實(shí)現(xiàn)各種功能，猶如現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一樣，才是技術(shù)革命成果的初步顯現(xiàn)。如果說在電腦上調(diào)整FAW文件，還是一種模擬傳統(tǒng)暗房的后期流程，那么計(jì)算攝影（Computational Photography）真的是顛覆了對傳統(tǒng)攝影技術(shù)的認(rèn)知。目前計(jì)算攝影的應(yīng)用領(lǐng)域主要在手機(jī)上，功能主要以提升手機(jī)拍照體驗(yàn)為主，其中有些技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了專業(yè)照相機(jī)所無法企及的能力。

計(jì)算攝影為手機(jī)拍照所優(yōu)化的功能包括：動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)、低照度拍攝、景深計(jì)算、算法數(shù)字變焦、算法FAW文件（Computational RAW）等。這幾項(xiàng)功能優(yōu)化建立在手機(jī)圖像傳感器與光學(xué)鏡頭尺寸受限，因而導(dǎo)致寬容度低、高感畫質(zhì)差、景深范圍大、畫質(zhì)分辨率低等問題。照相機(jī)面對這些問題，所能采取的解決方法是：增強(qiáng)圖像傳感器的硬件屬性，提升寬容度和高感畫質(zhì)，使用大光圈或長焦鏡頭獲得小景深，增強(qiáng)鏡頭的光學(xué)素質(zhì)，提升畫質(zhì)分辨率。但是因?yàn)橛布拗疲@些方法都不適合解決手機(jī)拍照的問題。

Tips

Deepfake是“deep leaming”（深度學(xué)習(xí)）和“fake”（偽造）的組合詞，一種基于人工智能的圖像合成技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以將現(xiàn)成的圖像或視頻疊加到目標(biāo)圖像或視頻上，意味著AI合成影像實(shí)用化。2017年因?yàn)槭褂迷摷夹g(shù)偽造名人視頻而被廣泛關(guān)注，由此引發(fā)對AI合成影像的擔(dān)憂。

2020 IPPA攝影大賽年度攝影大獎(jiǎng)

《飛舞男孩》

Dimpy Bhalotia（英國）

器材：iPhone X

當(dāng)下2020年的手機(jī)圖像傳感器已經(jīng)在硬件上做了諸多提升，但是在5年甚至更早之前，計(jì)算攝影卻是從軟件層面開始改善手機(jī)拍攝的體驗(yàn)。最早實(shí)裝計(jì)算攝影技術(shù)的Google Pixel系列手機(jī)，首先采用了HDR+技術(shù)改善動(dòng)態(tài)范圍。HDR+技術(shù)通過快速連拍（Burst Shoot）多重欠曝照片，然后像素對齊合并獲得高質(zhì)量高動(dòng)態(tài)范圍的照片。這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步拓展，將多重欠曝照片通過像素對齊、合并和AI色彩校正后，Google Pixel系列手機(jī)實(shí)現(xiàn)了夜間手持拍攝的夜視功能（Night Sight），從而實(shí)現(xiàn)在低照度環(huán)境中拍攝照片，最新的版本中甚至加入天文攝影的功能。這一系列過程中有一個(gè)很重要的步驟就是像素對齊，手持拍攝多重照片時(shí)難免會(huì)遇到抖動(dòng)，照片之間會(huì)存在像素錯(cuò)位，所以需要一張照片作為參考幀，然后基于該幀進(jìn)行像素對齊;后來Google開發(fā)了超分辨率變焦（Super Res Zoom）技術(shù)，通過收集每個(gè)像素的抖動(dòng)數(shù)據(jù)（即便是手機(jī)在靜止的狀態(tài)也會(huì)驅(qū)動(dòng)防抖組件運(yùn)動(dòng)）進(jìn)行像素對齊，同時(shí)該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)接近2倍光學(xué)變焦的畫質(zhì)，真正提升了數(shù)字變焦的水準(zhǔn)。

使手機(jī)獲得照相機(jī)一般的淺景深效果也是計(jì)算攝影的功勞。借助圖像傳感器的相位自動(dòng)對焦技術(shù)，從雙像素圖像傳感器的兩個(gè)角度拍攝同一畫面獲得景深數(shù)據(jù)，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及深度學(xué)習(xí)，人像模式中便能合成淺景深的效果。因?yàn)橛?jì)算攝影基于算法，所以其中很多功能是可以集成在RAW文件中，但是這種被算法改變過的RAW文件已經(jīng)不再“原始”，因此被稱為“Computational RAW”，Google Pixel系列手機(jī)的RAW文件即是此格式。2020年發(fā)布的iPhone 12 Pro系列中，也加入了對算法RAW的支持，其被命名為AppleProRAW，基于DNG文件格式。

計(jì)算攝影的第一代技術(shù)革命目前已經(jīng)處于尾聲，下一代將不再依賴程序員編程的算法，而是依靠人工智能技術(shù)的發(fā)展。計(jì)算攝影也帶來了爭議，有人認(rèn)為通過算法計(jì)算出的照片是對真實(shí)的篡改，是對攝影真實(shí)性的褻瀆。首先需要確定的一點(diǎn)是任何攝影術(shù)對真實(shí)的再現(xiàn)都是相對的，另外真實(shí)也不限于人眼的可視范圍，比如醫(yī)學(xué)影像中常用X射線拍攝的診斷圖像，非人眼可見卻是真實(shí)的。所以Google Pixel系列手機(jī)將漆黑的夜晚拍出豐富的細(xì)節(jié)，這并非不真實(shí)，而是新的攝影技術(shù)超出了我們傳統(tǒng)的認(rèn)知范圍，如同1839年攝影術(shù)誕生時(shí)有人認(rèn)為這是妖術(shù)。目前，計(jì)算攝影的主要技術(shù)集中在軟件層面，HDR+技術(shù)的基本原理是通過欠曝的方式堆棧出一張合適的照片，但是如果圖像傳感器硬件的每個(gè)像素都可以單獨(dú)測光曝光，不必通過像素對齊與合并便能完成拍攝，是不是就不存在真實(shí)性的質(zhì)疑了呢？歸根結(jié)底，令人質(zhì)疑的是計(jì)算攝影對像素的修改，這正是目前紀(jì)實(shí)攝影所禁止的。相信未來如果將軟硬件技術(shù)整合在一起，計(jì)算攝影將會(huì)打消大眾對真實(shí)性的質(zhì)疑。

用數(shù)字信號(hào)代替化學(xué)材料只是數(shù)字?jǐn)z影的初級(jí)階段，算法將會(huì)釋放數(shù)字?jǐn)z影更多的潛力。至于為何目前的照相機(jī)未采用計(jì)算攝影技術(shù)，有幾個(gè)原因，首先目前的計(jì)算攝影技術(shù)主要是為改善手機(jī)拍攝體驗(yàn)，這些問題對數(shù)字照相機(jī)影響不大，而且照相機(jī)的照片數(shù)據(jù)量比手機(jī)大很多，如果加入算法，圖像處理器恐怕難以應(yīng)付。其次，數(shù)字照相機(jī)的后期流程往往需要依賴電腦，所以算法可以集成到電腦軟件中，會(huì)比在照相機(jī)中集成更有效率。目前的照片與視頻處理軟件都在加入人工智能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度算法，所以計(jì)算攝影技術(shù)雖然沒有在照相機(jī)硬件中廣泛應(yīng)用，但是已經(jīng)影響到電腦軟件的開發(fā)。最后就是數(shù)字照相機(jī)的專業(yè)用戶，并不需要依靠算法，便能處理專業(yè)的照片。盡管如此，計(jì)算攝影在手機(jī)上展現(xiàn)出的強(qiáng)大實(shí)力，讓人有理由相信，在未來將會(huì)更深刻地改變攝影技術(shù)。

3數(shù)字?jǐn)z影的保存、分享與傳播

家庭相冊曾是大眾保存照片的常見方式，不過社交網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)改變了這種狀態(tài)，在公域或私域的社交平臺(tái)上發(fā)布個(gè)人照片，已經(jīng)成為當(dāng)代照片最典型的“存在”狀態(tài)。21世紀(jì)初期，網(wǎng)絡(luò)中圖像的應(yīng)用場景主要是門戶網(wǎng)站一類的公共網(wǎng)絡(luò)媒體，個(gè)人網(wǎng)站搭建成本高，并不是主流的網(wǎng)絡(luò)圖像展示方式。隨著博客（Blog）的出現(xiàn)，由門戶網(wǎng)站為個(gè)人設(shè)計(jì)的私域網(wǎng)絡(luò)空間，為網(wǎng)絡(luò)個(gè)人照片的發(fā)布提供了平臺(tái)，各類社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)如MySpace、Facebook、Twitter、QQ空間、微博、Instagram、微信……成為網(wǎng)民“網(wǎng)上沖浪”的必備。社交網(wǎng)絡(luò)上，照片開始取代家庭相冊，成為照片“存在”的主流方式。

不過在2010年以前，智能手機(jī)的普及度不高，手機(jī)拍攝的照片質(zhì)量不佳，在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布個(gè)人照片需要通過“數(shù)字相機(jī)-電腦-網(wǎng)絡(luò)”或“膠片-掃描-電腦-網(wǎng)絡(luò)”的流程，步驟相對繁瑣。這一時(shí)期，雖然個(gè)人照片在社交媒體上已有星星之火，但是尚未形成燎原之勢。隨著iPhone和安卓手機(jī)的普及，手機(jī)攝影的質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍。社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)也隨之適配，網(wǎng)站之外推出手機(jī)客戶端，對圖片與文字的支持更加友好，照片成為社交網(wǎng)絡(luò)上分享最廣泛的內(nèi)容之一。

與家庭相冊相比，社交網(wǎng)絡(luò)中的照片具有更廣泛的傳播率，尤其是發(fā)布在公域社交網(wǎng)絡(luò)中的照片，幾乎是人人可見的狀態(tài)。社交網(wǎng)絡(luò)的存在滿足了個(gè)人分享照片、分享生活、分享觀點(diǎn)的需求，更加直觀迅捷的傳播方式，催生了新的媒體類型——自媒體，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，個(gè)人也具有了媒體的屬性。曾經(jīng)，攝影與新聞媒體的結(jié)合，使照片成為傳播現(xiàn)實(shí)最有效的手段之一。如今，在自媒體的屬性下，攝影傳播現(xiàn)實(shí)的觸角深入到每個(gè)人的生活中。從攝影技術(shù)的角度來看，手機(jī)打通了攝影器材與網(wǎng)絡(luò)的物理隔閡，這正是其對社會(huì)文化層面最廣泛且深刻的影響，因此手機(jī)可能是最能代表當(dāng)下時(shí)代特征的攝影器材。

英國2017年度風(fēng)光攝影師大賽home of amazing moments獎(jiǎng)

《俯拍布萊頓碼頭》

Matt Cooper

器材：大疆Phantom 4 Pro

4日?；V鏡化與視頻化的社交影像

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟、社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的興起與手機(jī)攝影技術(shù)的進(jìn)步，使2010年后的照片拍攝數(shù)量陡增。小型化照相機(jī)比如傻瓜相機(jī)，在20世紀(jì)起到普及攝影的作用。由于膠片作為消耗品，所以還不能與數(shù)字時(shí)代的照片拍攝數(shù)量相提并論。在手機(jī)作為照相機(jī)的時(shí)代，拍照真正成為無限制的日常行為，傻瓜相機(jī)更像紀(jì)念行為。

拍照技術(shù)曾經(jīng)有較高的專業(yè)門檻，拍攝“好看”的照片需要經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練。攝影大眾化需要幾個(gè)方面的共同影響，器材廉價(jià)與操作簡便同樣重要，手機(jī)如傻瓜相機(jī)一樣廉價(jià)且易用，按下快門即可拍出合適的照片，并更進(jìn)一步通過濾鏡使后期處理傻瓜化。手機(jī)濾鏡的準(zhǔn)確描述應(yīng)該是效果預(yù)設(shè)，而非照相機(jī)光學(xué)鏡頭上使用的濾鏡，當(dāng)然有些效果預(yù)設(shè)就是模擬某些光學(xué)濾鏡的效果。數(shù)字照相機(jī)與后期軟件中也集成了濾鏡。濾鏡將畫面效果打包，省略其中復(fù)雜的處理過程，在手機(jī)App中用戶可以傻瓜化一鍵操作，獲得需要的照片效果。濾鏡在手機(jī)攝影中的應(yīng)用廣泛性幾乎到了無濾鏡不攝影的程度，甚至濾鏡還成為了社交攝影文化的一部分，不同濾鏡代表著影像流行文化的演變。

近幾年影像日常化的趨勢之一，是視頻拍攝日?；Ｅc傻瓜相機(jī)類似，在數(shù)字時(shí)代之前，使用磁帶的家用攝像機(jī)也承擔(dān)了大眾記錄日常的需求，只是分享和傳播效率與當(dāng)下使用手機(jī)拍攝、社交網(wǎng)絡(luò)分享完全不可同日而語。拍攝視頻雖然門檻比照片高，但是在手機(jī)App的簡化和視頻濾鏡的加持下，拍攝、分享、發(fā)布視頻也不再是遙不可及。社交網(wǎng)絡(luò)從blog（web log）到plog（photo log）再到vlog（video log），三者既獨(dú)立又混合，表達(dá)方式多元化。

攝影與社交網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，是當(dāng)代最重要的影像特征之一。因?yàn)樯缃痪W(wǎng)絡(luò)的作用，照片所代表的話語權(quán)從專業(yè)媒體向自媒體轉(zhuǎn)移，專業(yè)媒體依然發(fā)揮著權(quán)威作用，個(gè)體聲音在當(dāng)代也獲得前所未有的存在感，這便是攝影技術(shù)在當(dāng)代形成的社會(huì)影響力。

Tips

家用數(shù)字相機(jī)是最早設(shè)計(jì)成熟、普及度高的數(shù)字相機(jī)，圖像傳感器往往采用1/2.3″、1/1.7″等尺寸，這些數(shù)字并非是圖像傳感器對角線數(shù)值，而是源于模擬信號(hào)的攝像管成像圈的直徑，所以圖像傳感器真實(shí)尺寸會(huì)比實(shí)際數(shù)字小，1″和4/3″的圖像傳感器尺寸也是同樣。目前手機(jī)的圖像傳感器尺寸已經(jīng)接近1″家用數(shù)字相機(jī)在2010年之后逐漸被手機(jī)取代。目前小尺寸圖像傳感器又在運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)和口袋云臺(tái)楣機(jī)中重獲新生。

4/3″是由奧林巴斯和柯達(dá)在2002年共同推出的針對數(shù)字單反相機(jī)設(shè)計(jì)的圖像傳感器尺寸，因?yàn)?5毫米膠片尺寸的圖像傳感器成本太高，所以設(shè)計(jì)了一個(gè)折中尺寸。但是奧林巴斯似乎低估了圖像傳感器成本下降的速度，僅僅5～6年之后全畫幅圖像傳感器便成為專業(yè)數(shù)字相機(jī)的主流。目前奧林巴斯出售了影像業(yè)務(wù)，松下在加入L卡口陣營后，4/3″也不再是主要業(yè)務(wù)。除了應(yīng)用在Vlog相機(jī)和運(yùn)動(dòng)相機(jī)上，4/3″圖像傳感器的前景并不陰朗。

因?yàn)?5毫米膠片尺寸的圖像傳感器成本過高，24毫米的先進(jìn)攝影系統(tǒng)（APS）膠片規(guī)格也被應(yīng)用到數(shù)字相機(jī)中，除了全景（P）畫幅，標(biāo)準(zhǔn)（C，本意經(jīng)典）和高清（H）畫幅均應(yīng)用到數(shù)字照相機(jī)中。尤其是APS-C畫幅從單反一直沿用到無反數(shù)字相機(jī)。APS-C圖像傳感器早期作為全畫幅的低價(jià)替代品，成像素質(zhì)在專業(yè)攝影師眼中并不算完美，但是在20余年的發(fā)展過程中，畫質(zhì)得到了非常明顯的提升。隨著圖像傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，APS-C圖像傳感器目前仍然是畫質(zhì)和便攜的均衡選擇。相比全畫幅無反相機(jī)的“頭重腳輕”，APS-C畫幅的無反相機(jī)的機(jī)身與鏡頭則相對平衡。

4433中畫幅圖像傳感器也是源于645中畫幅成本過高，最初用于次級(jí)中畫幅數(shù)字相機(jī)中。富士將4433畫幅定義為G格式，為此開發(fā)的中畫幅無反數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)，在降低成本的同時(shí)，又能提供中畫幅級(jí)別的畫質(zhì)，尤其是在無反機(jī)身中，可以獲得更均衡便攜的機(jī)身。以畫質(zhì)的進(jìn)步速度來看，645中畫幅圖像傳感器似乎也不是必不可少的，至于6×6厘米中畫幅甚至更大尺寸的圖像傳感器應(yīng)該難以見到量產(chǎn)照相機(jī)了。