照片

背景

照片是通过光化学反应制作的图像，该反应记录了光在涂有银原子的表面上的印象。由于卤化银晶体的光敏特性，该反应是可能的。 1556 年，炼金术士法布里修斯首先发现光可以与这些晶体发生光化学反应，从而将银离子 (Ag+) 转变为元素银 (AgO)。随着反应的进行，银原子成长为团簇，团簇大到足以散射光并产生与原始光源相同的颜色。摄影利用这种化学原理来记录彩色和黑白图像。尽管电子技术和数字成像取得了进步，但银盐化学仍然是记录高质量图像的首选方法。

最早使用卤化银化学生成摄影图像的研究人员之一是舒尔茨。早在 1727 年，他首先将硝酸银和白粉笔的溶液反应，然后通过模板将这些溶液暴露在光线下，从而形成金属银图像。舒尔茨的工作在 Louis Jacques Mandé Daguerre 的努力下得到改进，他于 1837 年开发了一种在镀银铜板上印刷图像的工艺。这种类型的印刷图像，为了纪念其主要发明者而称为银版照片，是通过抛光和清洁镀银铜板，然后使银涂层与碘蒸气反应形成感光碘化银而制成的。然后将碘化银涂层板通过相机的光学元件曝光，该相机将图像投射并聚焦在板上。在随后的反应中，银离子被还原为金属银。最后，用汞处理该板以产生汞齐。在这种类型的印刷品中，暴露在光线下的印版区域显示为白色，而未曝光的区域保持黑色。这种方法的问题在于它需要较长的曝光时间，因为图像的强度完全取决于形成图像的光线强度。

1841 年，威廉·亨利·福克斯·塔尔博特 (William Henry Fox Talbot) 开发了一种不完全依赖反射光来生成图像的更快方法，从而克服了这个问题。他发现卤化银可以通过这样的方式曝光，从而产生只需要少量光线的初步潜像。该潜像随后可以在没有额外光线的情况下进行反应，以产生最终图像。使用这种称为 calotyping 的技术，Talbot 是最早产生连续色调图像的人之一。不幸的是，这些早期的图像不稳定并且随着时间的推移变暗。幸运的是，大约在 Talbot 完成工作的同时，John Frederick William Herschel 发现了一种稳定图像的方法。他的过程称为定影，将未曝光的卤化银化学转化为硫代硫酸银，硫代硫酸银很容易从图像上洗掉。

摄影的下一个重大进步是发现某些材料可以提高形成潜像的灵敏度。这种增强是通过用化学试剂（如硫和金）涂覆卤化银晶体来实现的，这些试剂可以增加晶体的光敏度。多年来一直用作照相涂层剂的明胶被发现是这些感光材料的有效介质。 1888 年，现代电影发展的先驱乔治·伊士曼 (George Eastman) 将明胶分散的卤化银晶体涂在赛璐珞片上。到第二年，伊士曼已经商业销售了通过将硝化纤维素与樟脑和乙酸戊酯溶解在甲醇溶液中制备的薄膜卷。在上个世纪，胶片处理和相机设备都有了很大的改进，但这些相同的基本原理今天仍然用于拍摄照片。

原材料

电影

现代薄膜是通过将光敏成分涂覆在柔性塑料表面上制成的。这是一个复杂的过程，因为一卷典型的薄膜可能包含多达 15 个不同的层。该过程的第一步是从硝酸银和卤化物离子中生长出微小的卤化银晶体。晶体在溶液中生长到一定的最小尺寸后，将它们分离并混合成明胶基质。洗涤该混合物以除去钠离子、钾离子和硝酸根离子，将所得卤化银/明胶乳剂冷却并使其胶凝。这种乳液对光和温度都很敏感，必须小心存放。随后将乳剂熔化，并在银颗粒上涂上化学试剂，以增强对某些波长的光的敏感度。乳液以其熔融形式涂覆在支撑结构上，通常是聚合物薄膜。伊士曼最初使用的胶片是由硝酸纤维素制成的，非常易燃。现代薄膜使用溶剂型材料（如三醋酸纤维素）和挤出材料（如聚对苯二甲酸乙二醇酯）。这些塑料更安全、更坚固、化学稳定性更高。作为塑料薄膜的替代品，涂料纸用于某些专业摄影。

银版照片示例。 （来自密歇根州迪尔伯恩 Henry Ford Mvseum 和 Greenfield Village 的收藏。）

银版照片是美国人可以使用的最早的商业照片。以法国人路易斯·达盖尔 (Louis Daguerre) 的名字命名，他于 1837 年完善了这一摄影工艺，银版照片直接在涂层金属上制作，没有底片。

银版照片在 1800 年代中期很容易制作。照相底片是铜面镀银，用法兰绒和红石抛光，带到暗室进行感光（涂有薄薄的溴和碘层）。然后将涂覆的板放入板架中并在照相机中曝光。该板在暗室中显影，面朝下放置在装满汞的容器中，温度约为 120° F (48.° C)。然后，通过用苏打的次亚硫酸盐溶液洗涤平板来固定平板，除去剩余的碘和溴。为了那精美的图像，盘子经过清洗、镀金或调色（有些是手工着色的）。

160 年后，银版照片的清晰度和图像精度仍然无与伦比。有些人声称你可以数出受试者头上的头发，而另一些人则抱怨银版照片不讨人喜欢地暴露出每一条线条和皱纹。这张银版照片很可能是由一位母亲委托制作的，目的是为了纪念内战前她心爱的女儿和儿子。在这些维多利亚时代早期的照片中，其他人拍摄了房屋、农场、兄弟姐妹、劳工、著名政治家、活着和死去的孩子，甚至衣着暴露的妓女。

南希 EV 布赖克

涂覆这些塑料薄膜的一种常用方法是将它们浸入装有熔融乳液的槽或托盘中。当薄膜离开槽时，多余的液体被刀刃或空气喷射器去除。另一种涂布方法是在装满乳液的料斗下方运行薄膜。当薄膜通过料斗下方时，乳液被分配到薄膜上。涂布后，乳液用滚筒均匀涂抹在薄膜上，然后输送到冷却室，乳液在那里凝胶化。最后，将胶片送入加热室，使乳剂干燥和硬化。可以以这种方式将多层涂覆到薄膜上，并且可以添加特定的涂层以控制光的反射/吸收方式。用于此目的的添加剂包括小碳颗粒、染料或胶体银。最后一层是明胶涂层，可密封薄膜并将下层固定到位。一般来说，乳剂层越厚，银晶体越大，图像对光越敏感。光敏感度由一个称为 ASA（美国标准协会）评级的数字来衡量。较低的 ASA 等级意味着需要更多的光线来记录图像；数字越大意味着需要的越少。例如，ASA 值为 100 的胶片（通常称为 100 倍速胶片）用于在明亮的阳光下或带有闪光灯。 200 或 400 等高速胶片更适合在室内或阴天拍摄的照片。

制造后，薄膜通常缠绕在卷轴上并包装在避光容器中。这些容器设计用于打开并装入相机，而无需将胶卷暴露在光线下。

显影和印刷材料

显影过程中使用的化学物质旨在将微小的银原子生长成银中心，这些银中心足够大到肉眼可见。这些显影液由还原剂、抑制剂和防腐剂组成。对苯二酚是一种常用的用于黑白胶片的还原剂。溴离子通常用作抑制剂，使反应向相反方向移动。防腐剂被添加到混合物中以防止过早氧化。在这方面通常使用亚硫酸钠。

打印图像需要特殊的纸张，这种纸张涂有感光材料。这种纸有不同的等级，不同的平滑度和光泽度。印刷还需要使用放大机来增加图像的尺寸以及显影和调色解决方案，这有助于控制其强度和颜色。除上述材料外，显影和印刷操作还需要各种设备，例如托盘、量杯、温度计、干燥网、计时器、混合桶和搅拌桨以及切纸机。

制造
过程

制作照片涉及三个关键步骤：将胶片曝光、显影图像和打印照片。虽然还有其他类型的摄影胶片，如宝丽来和幻灯片，以及用于冲洗照片的其他介质，如胶片和数字图像，但这里讨论了将 35 毫米胶片冲洗成照片的一般过程。

曝光

• 1 胶卷装入相机后，即可进行曝光。相机光学系统将图像通过镜头聚焦到乳剂颗粒上。相机通过镜头开口的大小（光圈）和光圈保持打开的时间长度（快门速度）来控制光线。通过改变这两个因素可以实现各种各样的曝光效果。乳剂和光之间的反应在胶片上形成潜影。相机镜头的焦距决定了潜像的放大倍数，而光线进入胶片的程度则取决于镜头光学和胶片的化学性质。形成的图像是负的，这意味着它与眼睛看到的方式相反。换句话说，被光接触的区域是暗的，而未曝光的区域则是亮的。

开发

• 2 曝光后，通常将胶卷从相机中取出进行显影，但也有使用特殊自显影胶卷的特殊宝丽来相机。这种胶卷的独特之处在于它能够在大约一分钟内创建一张照片，而无需任何额外的显影处理。但是，使用这种胶片制作的图像质量比使用标准 35 毫米胶片制作的图像质量差。普通胶片必须经过复杂的显影过程才能产生图像。这个过程包括将胶片放入化学显影液中以增强潜伏性。 一旦从相机中取出，曝光的胶片就会浸入装有显影化学品溶液的罐中。该溶液与胶片的曝光区域发生反应以放大潜像的光影。在此阶段完成后，倒出溶液并将由稀醋酸组成的停止浴处理添加到罐中，以防止薄膜过度显影。显影停止后，可以添加固定剂以锁定图像。然后可以洗涤和漂洗完成的底片。然后将卷轴从水箱中取出，并将新鲜的底片挂起来晾干。图片。此步骤会生成负片图像，然后可将其用于打印最终图片。

  当胶卷从相机中取出并从其保护容器中取出时，必须小心使用，因为未曝光的区域仍然对光敏感。胶卷在特殊的暗室中处理，暗室用安全的红光照明，不会影响胶卷。一旦进入暗室，胶片就会从其罐中取出，缠绕在卷轴上，并储存在塑料容器中，以保护它免受光线和物理损坏。然后可以将胶片浸入装有上述显影化学品溶液的槽中。该溶液与胶片的曝光区域发生反应以放大潜像的光影。此过程会产生不同的结果，具体取决于所用显影剂溶液的类型和温度以及原始曝光程度。在此阶段完成后，倒出溶液并将由稀醋酸组成的停止浴处理添加到罐中，以防止薄膜过度显影。显影停止后，可以添加固定剂以锁定图像。然后可以洗涤和漂洗完成的底片。然后将卷轴从水箱中取出，并将新鲜的底片挂起来晾干。

打印

• 3 印刷是从底片产生最终图像的过程。如果说摄影是拍照的艺术，那么印刷就是制作照片的科学。印刷需要光、底片和打印纸。光源是放大镜，它使用镜头将光线聚焦通过负片并将其投射到感光纸上。然后以类似于上述显影负片的方式对这张纸上的正片进行显影。最后，印刷品可以安装在纸板或其他背衬材料上。可以很容易地从原始底片或先前生成的印刷品中以类似的方式制作重印（同一图像的附加印刷品）。

质量控制

质量控制是摄影过程的关键要素。在薄膜生产过程中，乳液涂层必须没有条纹并且厚度必须非常均匀，才能产生高质量的薄膜。化学过程极其复杂，旨在确保高质量的薄膜。在薄膜生产过程的每个步骤中都采用了各种检测方法，以确保成品没有缺陷。在显影和打印过程中必须使用类似的小心来保证图像质量。关注的关键领域与化学品的适当浓度以及显影罐中使用的时间和温度有关。如果溶液浓度不正确，负片或打印的照片可能处理过度或处理不足，导致重影或过度曝光区域。在冲洗过程中，显影液的温度必须保持在 5° F (-15° C) 以内，否则乳剂和胶片可能会膨胀或收缩并在图片上产生不需要的图案。

未来

尽管摄影是一项成熟的技术，但拍摄照片的方式仍在不断进步。例如，柯达最近推出了一种基于暗盒的 35 毫米胶片替代品。该系统允许使用同一台相机拍摄不同格式的照片，无论是全景照片还是普通照片。用于开发图片的自动化流程也在继续改进，并导致一小时照片处理设施的可用性。摄影的真正未来可能在于数字图像领域，这是一种基于计算机的技术，可通过电子方式生成图像。在未来，捕捉和打印数字图像的方法可能会与化学打印的质量相媲美。此外，计算机摄影提供近乎即时的结果和处理图像外观的能力。