摄影的史诗:照相机的发展历程与未来展望(二)

上一期,我们聊了传统胶片相机从近两个世纪前诞生到上世纪九十年代进化至巅峰的整个发展过程,相信大家一定对相机这一人类史上伟大发明的“前半生”有了比较深刻的了解!在并不短暂的科技历史长河中,人类终于获得了比绘画更能精确记录现实影像的方法,人类也终于获得了可以留下过去真实样子的能力。

胶片摄影成本(尤其是胶卷和冲印成本)高昂,实时性低(需冲印),使用技术门槛较高等特点,导致它无法被普及,因此,胶片时代的摄影作品(照片)还相对比较“小众”,很多时候只是摄影家们情绪和艺术表达的工具,或者普通家庭用以留存人生美好时刻和精彩瞬间的珍贵机器。

在本世纪初,随着科技的进步,胶卷相机逐渐被数码相机所取代。后者的出现标志着摄影技术进入了一个全新的时代,它改变了传统摄影的很多限制,使得摄影变得更加方便和普及。也真正使得影像在全球范围内实时且爆发式的传播,并永存。从此,普通人也可以不远行即观天下、通古今,这得益于数码摄影和互联网的飞速发展,此后,人类步入栩栩如生的多媒体时代。接下来,就让我们来仔细聊一聊数码相机的发展历史吧(文章有点长,请大家耐心看)。


数码相机

言归正传,数码相机的发展经历了几个关键阶段,从最早的概念到现代高级数码相机的出现,这一过程涉及到许多技术和商业的变革。

上世纪60年代至80年代是数码相机的起点与雏形阶段。最早期的数码相机概念可以追溯到20世纪60年代末和70年代初。那时,科学家们已经开始探索使用数字传感器而非传统的胶片来捕捉图像。1969年10月17日,美国贝尔研究所的鲍尔和史密斯宣布发明“CCD”(电荷耦合元件),这种感光元件在经过进一步完善之后,便开始得到了广泛应用。

世界上第一台数码相机的发明归功于柯达应用电子研究中心的工程师史蒂芬·沙森()和他的团队。他们在1975年开发出了名为“手持电子照相机”的原型机,这是一台采用磁带作为存储介质的数码相机。这款相机宽8.25英寸、厚6英寸、高8.9英寸,重约8.5磅,配备了16节AA电池。它的传感器是基于Fairchild201100型的CCD阵列(0.01百万像素,100x100),只能拍摄黑白静态图像。沙森及其团队的创新之处在于他们设想了一个没有机械运动部件的相机,这预示着未来相机的设计方向。


第一台柯达数码相机原型机

尽管柯达公司在当时看到了数码相机可能对其传统底片业务构成的威胁,但由于成本和技术限制,该公司最终停止了数码相机的进一步研发工作。这也最终导致柯达在未来的数码相机领域落后于日本的竞争对手,从而一步步失去了市场和发展机会,庆幸的是,现在或许柯达还能吃点知识产权的红利。

需要注意的是,虽然1975年的柯达原型机被多数人认为是世界上第一台数码相机,虽然它并不是唯一一台早期的数码相机。但柯达原型机仍是数码相机发展史上一个重要里程碑,只不过它不是第一个进入市场的产品。


马维卡(Mavica)


DigitalMavicaMVC-FD5

DigitalMavicaMVC-FD7

1988年,富士与东芝在德国科隆世界影像博览会上,展出了共同开发的数码相机“DS-1P”。这台相机算得上是第一台真正面相消费者的相机,它具备40万像素,而且使用了内存卡作为存储器。这时期,各大厂商开始相继发表自家的数字相机试制品。

富士DS-1P

从上世纪90年代初至本世纪初是数码相机成熟并商业化的时期。随着CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)技术的进步,成像传感器的质量和性能逐渐提高。90年代开始,数码相机逐渐商业化,并开始进入大众市场。1990年,罗技推出了自家的数码相机DycamModel1(又名LogitechFotoman),只是它不仅仅价格高昂,配置也不是特别出彩,只有不到十万像素(376*240),而且还只能拍摄黑白照片。

1991年,柯达发布了DCS数码单反相机,它使用了130万像素的彩色CCD传感器,采用了胶片时代经典的尼康F3单反相机机身,原本用以承载胶卷盒与卷偏器的位置被替换为传感器和其他电子设备。有趣的是,它不具备存储器,而是需要携带一个独立的存储单元,通过数据线和相机连接,所以,摄影师可能会有一点累。3年后,柯达又开发了一款新闻摄影专用的数码单反相机,APNC2000,它也是使用尼康相机的机身(N90),同样是130万像素,与前者不同的是,它的ISO值达到了1600,具备了一定的暗光拍摄能力。

柯达DCS数码单反相机

柯达APNC2000数码单反相机

在普通消费机数码相机蓬勃发展的同时,中、大画幅也没有落下,1992年,厂商利图(leaf)为中、大画幅相机开发了一款长得像砖头的数码后背,使用4*4厘米,400万像素的传感器,只能拍摄黑白照片。使用数码后背,可以将中、大画幅胶片相机转换为数码相使用,这一模式,至今仍在多数中、大画幅相机上使用。

哈苏Hasseblad500EL中画幅相机以及加装了leaf数码后背的Hasseblad500EL

之后,各大相机制造商,如尼康、佳能、奥林巴斯等,相继推出了各种类型和规格的数码相机。这一时期数码相机的分辨率和存储容量都有显著提升,越来越接近实用化。

1993年富士推出DS-200F数码相机,它的革新在于,相比此前其他厂商的产品,DS-200F拍摄的照片是存储在固态的存储介质上的,就像现在的U盘、CF卡、SD卡一样,可永久保留,而非存储在内存中,断电即丢失。DS-200F的另一大亮点是它达到了VGA(640*480)级别的分辨率——30万像素。

富士推出的DS-200F数码相机

或许很多人都没有想到,其实苹果也曾发布过数码相机,1994年问世的QuickTake100数码相机就是苹果的产品,它由柯达设计,在日本生产,和富士的DS-200F一样,也是VGA分辨率,之所以提到它,是因为它可能是第一台使用单传感器的彩色数码相机(因为此前的彩色数码相机都是通过叠加红绿蓝三通道的传感器来实现拍摄彩色照片功能的)。不知什么原因,此后苹果并没有在影像领域深耕下去,转而专注于其他产品了。QuickTake100成了独苗,在生产了几年之后便销声匿迹了。

苹果QuickTake100数码相机

接下来咱们说说卡西欧在1995年推出的QV-10数码相机,它本身并没有什么特别的地方,似乎,卡西欧这个这个著名的电子表品牌在影像领域也没有什么可圈可点的地方,之所以提到它,是因为它首次采用了lcd作为相机的回放设备,并且还可以用来取景,而不仅仅只是用来显示一些控制菜单,如此,数码摄影不再像胶片摄影那样像开盲盒,而是大大提升了使用体验。

卡西欧QV-10数码相机

理光RDC-1

接下来要说的是一款冷门的产品,SVmini,出自由前Leaf数码后背公司员工创立的SoundVision公司,SVmini同样具备里程碑意义,它是第一台使用CMOS传感器的消费级相机,要知道,CMOS传感器可是当下几乎所有数码相机所使用的主流传感器,相比CCD传感器,它有更高的宽容度,具备更优秀的低光能力,同时还具备低成本优势,此前,CMOS还被认为是不如CCD有前景的。

SVmini3

如今,拍照是时下所有智能手机不可或缺的重要功能,但这在上世纪末害死是遥不可及且很难想象的一种存在。然而,专注于与精密陶瓷和工业产品的日本京瓷(Kyocera,相信很多人对于它的了解是从复印机开始的)品牌却早有先见之明,在上世纪的尾声(1999年)推出了前置摄像头,能自拍的VP-210手机,而且还能存储20张照片。我们之所以不了解它,是因为它从未在本土以外的地方销售过。

KyoceraVP-210拍照手机

上世纪90年代末到本世纪初是数码相机大发展阶段,仅1998一年,全球各大厂商发布的数码相机新品就多达60余款,大量百万像素级相机涌现,比较有代表性的是柯达KodakDC290,除了具备百万像素,更难能可贵的是它还支持2倍光学变焦。

KodakDC290

1999年,20余款200万像素的数码相机发布,200万像素逐渐成为数码相机的主流。也在这一年,尼康公司推出了使用200万像素APS-C画幅CCD传感器的专业级数码单反相机D1,开启了尼康的“D”时代。

尼康D1

2000年,300万像素的数码相机开始成为主流,对焦和连拍性能也显著提高,更加专业的数码单反相机也呼之欲出,佳能公司也发布了世界首款采用300万像素APS-C尺寸CMOS类型感光元件的数码单反相机EOSD30,它兼容此前佳能的EF镜头系统,支持RAW无损格式输出。由此,数码单反相机开始兴起,慢慢成为专业摄影师的新宠,并逐渐取代了胶片单反在专业摄影领域的地位。

EOSD30

2001年,佳能推出更加专业级的数码单反相机EOS-1D,该机在性能方面全面超过尼康的D1,它采用了更大的APS-H(28.7*19.1mm)传感器,分辨率达到了400万像素级别,除此之外,还具备更优异的ISO范围、连拍速度、对焦性能以及更高的耐用性;同时,京瓷公司旗下的康泰时(Contax)发布了世界首款采用CCD全画幅(35.9mmx24mm)传感器的数码单反相机ContaxNDigital,分辨率更是达到了600万。

佳能EOS-1D佳能EOS-1D

ContaxNDigital

尽管传感器有着越做越大的趋势,但也有厂商逆势而为,2003年12月,奥林巴斯与柯达、富士两家公司联合开发了采用“4/3系统”的E-1。“4/3系统”的传感器面积为13.5mm×18mm,比APS-C还小得多。单4/3系统统一了了传感器的面积,焦距、法兰距等的标准,同时采用这一系统的数码单反配件可以实现互相兼容,这比早期的厂商为了实现利益最大化,刻意维持各自标准,不与其他厂商兼容的做法地道太多了。使得消费者有了原厂以外其他的选择!

奥林巴斯E-1

此后的数年间,数码相机技术继续飞速发展,像素不断提升,功能日益丰富,并逐渐发展至巅峰。截止2022年,比较有代表性的数码单反相机的巅峰产品有,佳能EOS-1DXMarkIII和尼康的D6,它们的性能有多强悍我就不过多介绍了,都知道!万物都会盛极而衰似乎是个亘古不变的定律,数码单反也不例外,随着人类对于装备轻量化的极致追求,数码单反大有被无反相机取代的趋势!

佳能EOS-1DXMarkIII

尼康D6

在专业单反数码相机蓬勃发展的同时,袖珍和时尚也逐渐成为消费级数码相机的卖点,各类便携的卡片相机,中长焦消费级相机也流行起来。这些消费级产品也逐渐普及到广大消费者手中,成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分。索尼推出的“黑卡”SonyCyber-shotDSC-RX100系列就是一款非常成功的卡片相机,它在小巧的身材中融入了大尺寸的传感器(1英寸),能够提供卓越的图像质量,目前黑卡已经推出到第七代;尼康的NikonCoolpixP100是一款备受欢迎的消费级长焦相机,具有强大的光学变焦能力和多种拍摄模式,具备防抖功能的26x光学变焦镜头,使其成为拍摄远距离景物或动物的理想选择,而且其多功能性能使其受到广泛推崇。2010年之后,受到日益完善的拍照智能手机的冲击,消费级相机的市场逐渐萎缩。

“黑卡”SonyCyber-shotDSC-RX100

NikonCoolpixP100

前面那么多篇幅,说的最多的是数码单反,那么应该也有数码旁轴吧?那是自然,数码旁轴的先驱是爱普生于2004年推出的EpsonR-D1,有效像素600万,使用Konica生产的镜头,它也兼容徕卡的M卡口,可以使用所有徕卡M口的镜头。然而,由于其相对较高的价格和相对较低的像素,并未在市场上取得成功,仅仅是昙花一现!爱普生也最终退出了相机的生产和制造领域。

EpsonR-D1

说说永远也绕不开的徕卡,它依然是迄今为止仍在开发和生产旁轴相机(包括数码相机)的厂商,没有之一,徕卡家最经典的M系列旁轴系统,从2006年推出M8开始升级为数码化的旁轴相机,该机使用一块1000万像素的CCD传感器。截至目前M系列的最新型号是M11。尽管性能远不及数码单反,但这并不影响徕卡相机进化为奢侈品,动辄十万上下的套机价格,让普通消费者不得不望而却步。

徕卡首款数码旁轴相机M8

如果大家确实很渴望能过一把使用旁轴数码相机的瘾,倒是有一个徕卡以外的选择,不妨来看看富士(fujifilm),该品牌于2010年和2012年推出的X100固定镜头数码类旁轴(使用光学/电子混合取景器,不具备旁轴的手动黄斑对焦系统)相机和Xpro-1系列可换镜数码类旁轴相机,富士的光电混合取景器虽然没有徕卡的纯光学联动取景器来的真实,但它能带给使用者近似使用旁轴取景器的体验和更优异的辅助对焦性能。他们的最新型号分别是X100V和X-PRO3,仅仅APS-C的传感器,却超过万元的售价,似乎有点溢出,但比起徕卡已经很“白菜”了!况且富士的画质还是拿得出手的。

富士X100数码类旁轴相机

富士Xpro1数码类旁轴相机

相机数码化演进过程中,自然也少不了中大画幅机型,这类机器价格机器高昂,用户群体较为单一、小众,一般为商业用途。中大画幅相机的数码化过程主要是将传统的胶片后背替换为数字后背。这一过程使中大画幅相机能够利用数字传感器捕捉图像,替代传统的胶片记录方式,从而实现数字化。这种数码后背的应用是中大画幅相机数字化的一种关键方法。

中大画幅相机数字化的过程中,采用数字后背的方式通常是可拆卸的,这意味着摄影师可以选择在需要时使用数字后背,而在某些情况下仍然可以使用传统的胶片后背。这种灵活性使得摄影师可以兼顾传统摄影和数字摄影的需求,根据具体拍摄任务选择使用胶片或数字后背,从而更好地适应不同的摄影场景。这种转换的能力为摄影师提供了更多选择,使中大画幅相机更具多功能性。

比如哈苏H6D-100c。这款相机最初设计为胶片相机,但通过更换数字后背的方式,将其转变为一款数字中大画幅相机。它配备了一块100兆像素的数字传感器,提供高分辨率的图像捕捉能力。这种灵活的数字化设计使得中大画幅相机适应了数码时代的需求。

哈苏H6D-100c

不过,并非所有的中大画幅相机都采用可拆卸式后背设计,也有和单反相机一样一体化设计的。比如宾得在2010年3月发布的645D就是一款中画幅(44mm*33mm)数码相机,富士在2016年9月发布的GFX50S则是一款中画幅无反数码相机(即中画幅微单),两者都是5000万像素。这足以说明中画幅也在往轻量化的方向发展。

宾得645D

富士GFX50S

2010年以后,随着市场对小型化持续不断的不懈追求,无反相机(微单)逐渐崭露头角,成为摄影市场的主流,我们开始进入“微单时代”,这一时期,各大相机制造商开始推出首批无反相机,如索尼NEX系列、奥林巴斯PEN系列,富士的X系列等。这些相机取消了五棱镜和反光板,引入了无反光镜设计、电子取景器和更小巧的体积,引入了一些列创新技术,如实时取景、快速对焦、高速连拍等,使得摄影体验更为便利和直观。随着无反相机技术的不断成熟,越来越多的摄影师选择无反相机作为他们的主力拍摄工具,原本的宠儿(数码)单反也慢慢开始走向没落。2022年7月,尼康宣布停止(数码)单反新机型的开发,未来将专注于无反Z型号机器的开发,如Z6、Z9等。此外,其他厂商也宣布了类似的计划。(数码)单反成为过去式,已成定局!

尼康Z9

镜头和传感器的小型化及其光学和成像素质的进一步提高带来了另一种可能,2000年,夏普公司推出世界首款后置摄像头的拍照手机J-SH04,隐隐预示着手机与数码相机融合的趋势。

夏普拍照手机J-SH04

2010年至今,随着内置相机的智能手机的兴起和普及,它们慢慢成为最为便携和方便的拍摄工具,摄影进一步普及至大众。伴随着智能手机摄像头技术和AI算法的飞速发展,智能手机逐渐替代了许多人对传统消费级数码相机的需求,智能手机的便携性、即时共享和多功能性,和强大的社交网络属性使其成为大众摄影的主要工具。同时,高端数码相机和传统的胶片相机仍然在专业摄影和摄影爱好者中保持一定市场份额。

遥遥领先的我国华为手机

遥遥领先的我国大疆无人机

以上只是数码相机发展史的一个简要缩影,事实上,这个领域的发展非常广泛且复杂,涉及到的国家、行业、企业、技术也非常多,限于篇幅,本文旨在简述,不可能面面俱到,比如说中大画幅数码相机的发展,就未做过多介绍,还望见谅。我们只需要知道,在这个过程中,有许多杰出的企业、工程师、科学家和发明家做出了重要的贡献,并持续推动了相机技术的不断进步。

全球互联时代,数码相机(及同类器材)几乎成为了整个世界的眼睛

关于相机的历史,就说到这里了!总的来说,从第一张永久性照片的诞生到现在数码拍摄器材的普及,相机技术的发展经历了漫长的历程。它不仅代表了科技的不断进步,也反映了人类对于记录影像和利用视觉表达情感的无尽追求。

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