針孔攝影的實踐和思考 Practice and Ideas on Pinhole Photography

本學期在上Alternative Process,不知道中文準確怎樣描述;也可叫Antique Process,主要內容是一些古老攝影工藝在當代的應用。我會總結一些相關的資料放在這裡。
和其他古老工藝不同,針孔攝影不算是一種process,也不是古老的攝影方式,因為這種方式始終沒有稱為主流過。針孔的主要限制在於其等效光圈極小,在高感光度膠片成熟之後,針孔才開始慢慢稱為攝影愛好者和藝術家使用的一種技術。
提到針孔,可能會有人誤解為偷拍用的針孔攝像頭。那類產品應該都是使用一個體積很小的鏡頭,而在攝影上所說的針孔攝影可真是用一個“針孔”,也就是極小的一個洞來成像。這種非鏡頭的針孔光圈極小,根本不可能用於實用場合,和針孔攝像頭是完全不同的原理。
如前所述,成像的遠離主要有兩種,一種是相機鏡頭所用的凸透鏡(convex)成像,這個大家在中學物理都學過,垂直於凸透鏡中心的平行光透過凸透鏡會匯聚在一點,這一點稱為焦點(focal point),而凸透鏡到焦點的距離稱為焦距(focal length),這也是我們選購鏡頭所常常關心的一個參數。從一個點光源有光線向各個方向發出,其中垂直與凸透鏡的那一條會穿過焦點,穿過凸透鏡中心的那一條會保持其方向,這兩條線會相聚於一點,而從點光源發出的其他光線穿過凸透鏡后也會匯聚於同一點,這個匯聚點就稱為點光源的“像”。如果一個平行於凸透鏡的平面物體,其各點的像也會在一個平面上,這個平面就成為相平面(image plane)。我們拍照的時候要聚焦,就是移動鏡頭的位置,使得相平面和感光材料重合。如果不是平面物體,那麼就必然只有一部分的相平面與感光材料平面重合,這就產生了景深(depth of field)的概念。因此在凸透鏡成像中,一般有這樣的限制:感光材料一般要求是平面的,而且景深是有限的。
針孔攝影基於另一種成像原理:小孔成像。世界上最早關於小孔成像的解釋據說是《墨經》,《墨子·經下20》寫到,“影倒,在午有端”,《經說下》解釋為:“景光之人煦若射。下者之人也高,高者之人也下。足蔽下光,故成景於上;首蔽上光,故成景於下。”
小孔成像其實及其簡單,假設孔小到只允許一條光線通過,那麼這條光線不論落到哪裡,都可以成像。一個物體發出的所有光線穿過小孔之後在任何平面或曲面上都可以形成一個倒像。因此在小孔成像中,有和凸透鏡成像不一樣的特性:感光材料可以是任何平面或者曲面,並且景深是無限的。
當然以上是假設小孔只能允許一條光線通過,而實際上這樣的小孔是不可能做出來的。因此製作出的針孔的成像,點光源都會變成一個光斑,這個光斑的大小與針孔大小、物距和焦距都有關係,類似於鏡頭成像中的彌散圈(circle of diffusion)。因此有人根據彌散圈的大小和衍射等關係計算了理想針孔(optimal pinhole)的大小,在某一個特定的焦距都有一個理想針孔從而達到最佳的成像質量。
使用鏡頭的相機,一般鏡頭都在膠片的正前方,只有後背取景相機(view camera)有一定的移軸和俯仰調節功能,調節範圍受到景深和鏡頭成像圈的限制。針孔攝影由於其簡易性和全景深特性,可以有較多的使用方式,舉例如下:
1、超廣角:對於平面膠片,針孔大約能覆蓋120度視角。
2、曲面膠片:此時針孔可以覆蓋160-170度的視角。
3、非中心針孔,從而改變透視的感覺。
4、非圓形針孔:圓形針孔可以產生最銳利的圖像,而非圓形針孔可以帶來畫面比例的拉伸,並且光斑會變成針孔的形狀(類似鏡頭攝影中光斑會變成光圈葉片的形狀)。
5、多針孔,製造多重的曝光;
6、雙細槽:針孔的焦距等於針孔到焦平面的距離,若是使用橫向和縱向的兩個細槽,他們到焦平面的距離不同,從而就構成了橫向焦距和縱向焦距不同的一個特殊的相機,從而帶來一些特殊的拉伸效果。
7、針孔放大機:用針孔替代放大機的鏡頭。因為針孔是全焦距的,這樣就不必保持底片的平整,相反可以利用透視的變化製造一些特殊效果。
8、Zoneplate,由中心的一個針孔和周圍的一些寬度極小的圓環組成,據說增大了光圈,但是不再是全景深,而需要一定的對焦。
關於針孔相機的製作,有許多網絡資料可以參考,非常值得推薦的一個是http://pinhole.stanford.edu
另外給學生介紹針孔攝影時製作了一個幻燈片,關於本文中提到的技術內容有相關的圖片解釋,圖片亦來自上述網站。

Pinhole Presentation

關於使用針孔的原因

藝術和技術總是離不開的,特別是在攝影藝術,往往和某種特殊的工藝技術有着密切的聯繫。針孔相機作為一種容易製作的攝影工具,自然就得到了許多藝術家和攝影愛好者的喜愛。有一個名為Worldwide Pinhole Photography Day(WPPD)的組織在每年4月份選定一天為世界針孔攝影日,2009年的日期是4月29日。2008年有來自62個國家的2628張攝影作品參加了年度展出,這些作品都是在2008年的針孔日(4月27日)拍攝的,由此可見針孔攝影在全世界的流行度。
因此就聯繫到一個問題,為什麼需要針孔攝影。當然為了針孔而針孔是一個理由,嘗試一下不一樣的風格。但是在嘗試之後,是什麼理由使得藝術家選擇針孔攝影作為他們的創作方式,這是需要思考的。我大約找到了一下一些理由。首先從哲學上,大約有這樣的考慮:
1、極簡主義(minimalism)和簡化主義:針孔相機大約是各種相機裡面最簡單的一個了(除了不需要相機的物影攝影photogram),因此滿足極簡主義者的需求;
2、關於攝影真實性的思考,攝影鏡頭在光線通過的時候,會產生色散和相差,可以說是對光線進行了一些處理(manipulation)。而針孔攝影只是選取了原先固有光線的一部分進行成像,對光線的處理相對來說是極少的,因此是否針孔可以更接近於現實?
3、自己動手的精神(DIY),針孔相機是最容易自己製作的相機,甚至稱為小學生手工課的內容。
另一方面就是從技術特性上考慮,利用針孔相機的某些特性來取得藝術家預想的視覺效果,我大約考慮到一下幾點:
1、各種特殊的藝術效果,例如超廣角和曲面成像等等,如前所述;
2、大底片和超大底片:對於藝術學生來說,超大畫幅相機(比如8×10以上)收到成本限制,不一定能使用,因此針孔攝影往往成為Alternative Process的第一課。因為許多古老工藝只對紫外線感光,因此必須接觸印相(contact print),而不能夠使用放大的方法,這樣學生就必須能夠獲得大底片。現在數碼底片(digital negative)是非常方便的一個途徑,而在此之前讓學生先學會自己製作針孔相機就稱為獲得大底片的使用方法。
此外,鏡頭必須在特定的距離成像,成像圈的大小受到故有先知。曾經看到有人試圖製造超大畫幅鏡頭成像相機,後來使用了Nikon 1100mm的製版鏡頭,成像圈直徑大約2米。這已經是非常不容易的事情了。而針孔攝影不受此限制。目前世界上最大的相機是在加州的Irvine,有六位攝影師使用一個廢棄的F-18倉庫製作的,拍攝的照片有33米寬、26米高,2007年9月6日在加州帕薩迪納的設計學院藝術中心(The Art Center College of Design in Pasadena)展出。
3、超小相機:針孔的簡易性不僅可以用於製作超大相機,也可以製作超小相機。藝術家Ann Hamilton將一個針孔相機放在嘴裡面對面拍攝另一個人的表情,這一系列叫做“Face to Face”。她的想法是嘴的形狀和眼睛的形狀有所類似,這樣的試驗帶給我們一些關於觀察方式的新想法。我不贊同形狀的相似就能把嘴和眼聯繫起來的觀點,但是她這樣的嘗試確實是非常有意思的。相關的情況可以看這裡:http://www.pbs.org/art21/artists/hamilton/index.html
我前一陣子做了一些針孔的嘗試,有一組片子利用針孔等效光圈極小的特點,使用強閃光燈突然拍攝,這樣獲得的人像有強烈的測光效果,並且背景幾乎全黑,從而產生一種隔離的感覺。以下是一個例子,迴避肖像權的問題,就以貓為例:

Kant
Kant, 2009