摄影基础教程 浅谈胶片与数码的不同

胶片的成像原理
    
    每种胶片（包括彩色胶片）均由多个功能层组成，包括两个基本组成部分：单层或多层的感光乳剂层和涂布乳剂层的片基。在各层之间有结合层保护层。乳剂由悬浮在明胶中的对光敏感的微细颗粒混合组成（胶片上的明胶与某些食品果冻所用明胶类似）。胶片成像过程分为两个阶段：第一阶段就是胶片曝光生产潜影，第二阶段就是显影成像（有正像与负像之分）。
    
    乳剂中的光敏物质是卤化银颗粒，以晶体形式排列，其微细程度只能在高倍显微镜下才能观察到。有关数据表明：颗粒小于千分之一毫米（有大有小与胶片的特性有关），非专业的胶片每平方英寸能够立体分布400亿个颗粒。当光线到达乳剂层上的卤化银晶体时，晶体发生结构性变化，银离子析出并与其它银离子相互聚结。不同强度的光照射到胶片上，乳剂层中就有不同数量的晶体发生结构变化并出现不同程度的银聚结，连续不断广泛分布的明暗变化就构成了我们不能立刻看出的影像——潜影。因此说胶片里的感光颗粒并不能完全与数码相机上的像素相对应，一般来说聚结的颗粒团块才是胶片成像的最基本单位，这些感光团块由数量不同的颗粒组成，具有很强的空间信息记录能力。
    
    世界上首先出现的是黑白胶片，单层感光乳剂层对光发生反应经过显影而成单色的灰度影像。其原理是：黑白胶片曝光之后，晶体变化形成潜影，对胶片进行显影操作后，胶片上已经曝光的部分，由于银离子的聚结，表现为黑色，那些没有感光或者感光较少的部分，由于晶体不发生变化或变化较少而呈现为透明或浅灰。这样胶片上曝光较多的部分反而呈黑色，曝光较小的部分反而显得明亮，因此在胶片上产生的是与实际相反的影像——负像，我们称这样的胶片为负片。黑白胶片成像的原理同样适用于彩色胶片，彩色胶片在技术上都属于三底彩色片，主要依靠三层添加滤光染料的感光乳剂层，分别感应蓝、绿、红三原色，并通过不同的冲洗工艺形成彩色负像或正像。
 

胶片的优点
    
    胶片的记录能力强。与电子影像感应器相比，胶片的整个受光面可以完全接收光线成像，巨大的颗粒数量和多层立体感光保证了胶片具有很强的细节记录能力。卤化银颗粒覆满胶片，感光层中卤化银颗粒大小不均，最大的在20-50μm，最小的直径仅有50nm，大部分颗粒在0.1-4μm之间，卤化银颗粒越小胶片的分辨率和质感也就越好。从目前CCD的发展情况来看，胶片的感光单元要比电子影像感应器的感光单元小。胶片中每颗卤化银颗粒都对成像起作用，都能协助成像，而独特丰富的高光反应，更增强了胶片的影像记录能力。
    
    胶片的色彩表现更真实。彩色胶片的感光颗粒辨色能力强，能够感应细微的色彩变化，在整个可见光范围内都有良好的表现。由于在色彩形成过程中，没有人过的干预，因此在正确使用的情况下，胶片对各种色彩的表现平衡、自然，更接近于我们视觉的感受，因此说胶片的色彩表现更真实。
    
    胶片的影像立体感强。对被摄体的质感和立体感的表现是胶片颗粒结构、影调、色彩还原和色调层次多方面性能的综合结果。浓厚深重的暗部、没有杂色的阴影、细节存留的亮部，决定了整体画面的层次和被摄体的质感，能够在平面上清晰地交待相互之间的空间关系。彩色胶片将红蓝绿等感光滤色层重叠的物理结构,也是胶片能够有较强空间表现力的保证，一些专业摄影师至今还使用胶片拍摄的主要原因就是能够获得更具立体感的影像。

胶片的不足
    
    立拍不立现，拍摄效率不高。在数码相机出现之后，胶片快捷方便的弱点开始显现出来。胶片曝光之后，并不能直接形成我们所能看见的影像，需要通过复杂的冲洗、制作程序才能为我们所见。在百年的摄影发展历程中，立拍立现是所有摄影人的追求。胶片成像的可控性与非立现性这一对矛盾，往往让拍摄者为了确保拍摄效果而多浪费一些时间与胶片。
    
    拍摄效果受到诸多因素制约。胶片作为一种高品质的感光材料，尽管有着很强的影像记录能力，但其最终成像的效果并不仅仅取决于胶片本身的性能。
    
    首先是摄影技术对胶片成像的影响，正确的曝光和对色彩的控制都会影响拍摄效果。曝光后的胶片还要经过显影、制作等过程，因此最终的成像效果受到诸多因素的影响。最主要的一个因素是镜头，胶片在成像方面的潜力要远远大于我们镜头的解像力。
    
    胶片后期影像处理手段有限。胶片显影成像后，在制作输出成照片时，面临调整的问题，而传统的暗房技术手段有限，制约了胶片影像品质的发挥。
    使用成本较高。胶片是一次性用品，不能反复使用。曾经有日本的企业研制出可重复性使用的胶片，由于影像品质有待提升，且受到数码相机的冲击未能商业化。长期使用胶片拍摄确实存在累积费用高的问题。

胶片与电子影像感应器成像的主要区别
    
    1、成像的效率
    胶片上密布连续无间隔的感光单元，对光的反应效率高，只要有光落在胶片上就会被表现出来。
    电子影像感应器利用排列整齐的感光单元来接受光线，像素之间分布有信号线，并非有进入镜头的光线都能生成电子图像信号。
    
    2、彩色生成原理不同
    胶片利用染料和感光颗粒的化学和物理反应再现景物色彩，没有人为干预的情况。
    电子影像感应器色彩没有识别能力，其色彩还原完全是根据设计者的软件编制方法把原始景物的信息模拟出来。
    
    3、影像的真实性
    
    落在胶片上的每点光线都能影响该点感光颗粒的化学变化程度，并相应地生成对应的像点，是真实影像的记录。电子影像感应器是以通过软件处理的方式模拟现实，不论采用多么完美的图形算法，也是对原始影像的数字化模拟。电子影像感应器更严格地讲是在模拟影像细节而不是完整地记录细节；
    胶片却是利用化学物质以颗粒为单位完整地再现影像，而不是人为地模拟。这是二者工作的本质区别。
    
    4、电子影像感应器的感光特性与胶片不同。
    
    我们可以看到胶片的线性区相对稍稍短一点，但是特性曲线的肩部趋缓，有个拖了个长长尾巴的非线性区，表明对高光有一定的抑制，也就是说可以表现高光部分的细节。而CCD的线性工作区稍微长一点，但是截止得很突然，也就是见到高光就会出现“溢出”现象，表现为死白——这是与胶片的最大不同。如果要精确测量光强，我们希望感光材料工作在线性区，从这个角度出发，CCD在暗部的表现要比胶片稍好，特别是数码相机的图形处理器往往大量采用提升暗部的算法。但从影像的品质来说，摄影使用胶片确实比CCD好，好就好在那个长长的非线性区能够保存大量亮部的细节，虽然这些细节反应出来的明暗其实是有误差的。
    
    数字相机一旦过曝，信号就立刻饱和，因此数码高光部表现比彩色负片还要差，非常容易过冲死白。而胶片过曝仍然能够保持一定的细节存在。这也是数码相机曝光“宁欠勿过”的原因，正好与胶片相反。

使用数码相机拍摄的优点：
    
    目前数码相机已经能够满足绝大多数拍摄的需求，也被更多的摄影爱好者所使用。实际上数码相机拍摄图像的优点，基本上就是数字影像的优点，比如传递传播手段多样而且快速简单。影像保存管理方便多样，影像品质不用担心褪色。影像可复制性强有助于摄影作品的广泛交流与传播。此外丰富方便的后期处理手段，拓展了影像的创作力，降低了制作成本。与传统影像处理手段相比，数字化的影像有利于后期处理。在色彩表现、影像表现手法等方面提高了摄影的创作能力。而可控制、多样化的制作手段，也能够降低后期制作成本。现在我们可以利用数字化的影像制作设备，将影像输出在几乎任何平面介质上，比如丝涓布、玻璃、金属板等等。数码相机的主要优点在于：
    
    1、立拍立现，获取图像方便快捷。现在的数码相机不仅采用了电子影像感应器，而且配置了显示装置，具有立拍立现的优点。数码相机拍摄的快捷方便还在于直接成像，省略了中间环节，使用更加方便。但是我们也应该看到数码相机的立拍立现，并非我们追求的终极目标：所见即所得。因此目前数码相机的发展，还是在初级阶段。
    
    2、影像存储介质可重复使用，降低了拍摄成本。数码相机拍摄的图像就具有这样的优点。另外存储数字图像的存储卡可以重复使用，不满意的图像还可删除，长期使用可以降低拍摄成本。
    
    3、拍摄的可控性强，有利于摄影技术的提升。由于拍摄效果的可控制性强，对于初学者来说有利于摄影技术的提升。但过于依赖，也容易养成不注重摄影技术的倾向。
    降低了摄影的门槛，用利于摄影的普及。相对于胶片拍摄效果的不确定性，使用数码相机降低了摄影的难度，用利于摄影的普及。
    
    4、能够获得色彩鲜艳干净平滑的图像。在色彩的表现方面数码相机的拍摄效果具有很强的表现力，随着影像处理水平的提升，数码相机能够获得比胶片更干净连续的影像，更容易招人喜欢。在与影像真实无关的情况下，这是优点。

数码相机的不足：
    
    目前绝大多数面阵电子影像感应器都采用马赛克（Mosaic）技术，其存在：分辨率无法持续提高、辨色能力差以及高像素制作成本高的不足。由于色彩是依靠插值计算出来的，所以对于十分细微的色彩变化，容易出现丢失现象，这就是数码图像看起来层次不够细腻、色彩不够厚重的原因之一。此外，由于数码感光原件是规则排列的，这就存在一个空间频率问题，当像素的空间频率与影像中条纹的空间频率接近的时候，就会产生摩尔纹。目前缓解的办法是在感光元件的前面安装低通滤波器滤除影像中较高空间频率部分，但这样又会导致图像锐度的降低。而胶片则不会出现这种问题。（衣服的摩尔纹）
    
    细节的真实记录能力不足。电子影像感应器，不论采用多么完美的图形算法，也是在模拟影像细节而不是完整地记录细节。对某些特殊拍摄场景不能胜任。
    影像的品质有待进一步提升。高像素并不一定意味着高品质，提高像素能够解决记录空间信息量的问题，而影像品质由空间信息的忠实有效记录的能力来衡量，并不是单纯依靠增加像素就能解决的。
    
    色彩忠实表现有待提升。许多数码相机使用同一厂家的同型号CCD芯片，但它们的影像表现却差异极大，这是因为通过CCD获得的电子信号要通过各自厂家的图形算法生成最终图像。数码相机厂商根据自己对影像的理解对最终的成像作出特定的调整。不少人喜欢色彩鲜艳的影像，相机厂家就会调整饱和度的设置。有些厂家认为忠实还原的色调能够为使用者在后期处理时提供更多的余地，因此其成像就较为平淡。像图像的锐化程度、白平衡等的设置选项都会对色彩的忠实表现有严重影响，一句话：数码相机获得的原始图像不经过调整是非常难看的……
    
    成像的立体感不足。这个问题取决于电子影像感应器的成像原理，目前不少厂家都在努力改进，相信在不久的将来会取得突破。

影像数字化是大势所趋，这一点胶片无疑也是要数字化生存的。胶片可以消亡，但是只要胶片的独特影像画质传承下来，胶片消亡了又会如何呢？有胶片味道的数字影像，也没有什么可怕的，影像的存储介质已经发生了巨大的变化，不正视这个现实，只是一味地就胶片谈胶片，那么胶片只能是死路一条！所以我不害怕胶片的消亡，我担心的是胶片的独特的影像画质会消亡，只要有厂家能够推出能够接近胶片画质的数码相机，我都会热烈欢迎！百年的摄影历史，是一部技术不断进步，影像持久传承的文化发展过程，胶片将会消亡，而摄影还将存在，影像所蕴含的文化里面，将留存胶片的基因，胶片的数字化生存也是必然的，因为在百年的摄影发展历史中，人们也一直在追求不会褪色的相机与胶片，可以重复使用利用的胶片、可以千变万化具有多种成像风格的胶片，数码相机不就是这样一个电子胶卷吗？只不过现在它还面临着需要改进的地方！