这张1877年出版的便携式暗箱（又名针孔相机）的木版画。针孔相机，或者说暗箱装置，是最简单的相机类型。它由一个不透光的盒子、某种胶片和一个针孔组成。针孔是一个非常小的孔，就像你用大头针的针尖在一片厚铝箔上扎出的孔一样。光线通过针孔进入，在对面形成一个倒立的影像，从而无需镜头就可进行基本的摄影。
暗箱原理
针孔相机基于一个简单的原理工作：想象你在一个大的、黑暗的、房间大小且带有针孔的盒子里。在这个暗室外面有一个拿着手电筒的朋友，他将手电筒以不同角度透过针孔照射。当你看向针孔对面的墙壁时，你会看到由手电筒光束透过针孔形成的一个小光点。这个小光点会随着你朋友移动手电筒而移动。针孔越小（在一定范围内），手电筒形成的光点就越小且越清晰。
现在，如果你把这个大的、黑暗的、带有针孔的房间搬到外面，并将其对准一片美丽的风景，当你看向针孔对面的墙壁时，你会看到外面场景的一个倒立且左右颠倒的投影图像。场景中的每个点都会发光，就像手电筒一样，该点发出的光束穿过针孔并在后面的墙上形成一个光点。场景中的所有点同时这样做，所以一个完整的、对焦清晰的图像就出现在房间的后壁上。由于针孔非常小，图像非常暗，但如果房间很暗的话你就能看到它。一些暗箱使用一个倾斜的镜子来产生一个正立的投影图像。
这个示意图展示了当没有倾斜镜子时暗箱是如何投影图像的。针孔相机的设置非常相似。那个房间的缩小版，即相机内的胶片代替了你。胶片记录通过针孔进入的图像。便携式暗箱相机记录下你所对准的场景的清晰、对焦准确的图像。通常，你必须长时间曝光胶片，因为针孔透过的光线非常少。
针孔相机中的针孔起到镜头的作用。针孔迫使场景中每个发光点在胶片上形成一个小点，所以图像是清晰的。普通相机使用镜头而不是针孔的原因是镜头形成的孔大得多，光线可以通过这个孔到达胶片，这意味着胶片可以更快地曝光。然而，针孔相机可以使用凸透镜来提高投影图像的质量和清晰度。凸透镜有助于聚焦入射光线，从而得到更清晰、更详细的图像。
暗箱简史
暗箱，在拉丁语中是“黑暗的房间”的意思，是一种光学现象，也是现代相机的前身。几个世纪以来，它吸引了艺术家、科学家和充满好奇心的人们。例如，中国哲学家墨子早在公元前5世纪就描述了通过小开口的图像投影。古希腊哲学家亚里士多德研究了光的行为及其形成倒立图像的能力，到了11世纪，学者阿尔哈曾（伊本·海赛姆）在他的《光学之书》中描述了暗箱的工作原理及其在天文学和感知方面的应用。
列奥纳多·达·芬奇在他的《大西洋古抄本》中对暗箱的研究影响了15世纪将这一概念作为一种艺术工具的发展。虽然存在争议，但荷兰画家约翰内斯·维米尔是艺术史学家认为可能使用暗箱作为绘画辅助工具的一位艺术家，因为他精准地运用了透视法。不管他是否使用了，暗箱确实对艺术家有帮助。威尼斯贵族丹尼尔·巴尔巴罗说：“在纸上，你将看到真实的整个景色，包括它的距离、颜色、阴影和动态，云朵、闪烁的水、飞翔的鸟儿。通过稳定住纸张，你可以用钢笔描绘出整个透视画面。”
当然，正如针孔相机所展示的，暗箱在摄影的发展中起到了重要作用。约瑟夫·尼塞福尔·涅普斯，摄影的先驱之一，进行了具有历史意义的暗箱实验，产生了《在格拉斯的窗外景色》，被认为是第一张出版的照片。
如何制作暗箱
一个小女孩在看一个自制的纸板针孔相机。你可以只用几种材料制作暗箱装置。通过几个简单的步骤，你就可以在家投影图像。
1. 收集材料
你将需要：
一个纸板箱或者一个窗户被遮住的暗室
黑色胶带或者铝箔
一小片纸板或者厚纸
一把美工刀或者剪刀
描图纸或者一张很薄、很白的纸
胶带或者胶水
你可以选择性地添加一个镜头或者一个放大镜来提高图像质量。
2. 选择合适的地点
找一个光线最少的房间或者空间。如果使用纸板箱，确保它足够大，能让你舒适地待在里面。
3. 准备盒子或者暗室
用黑色胶带或者铝箔遮住任何窗户或者开口以阻挡光线。确保你关上门后空间是完全黑暗的。
4. 创建一个光圈
在盒子的一侧或者窗户遮盖物上剪一个小洞口（大小约1到2厘米）。这个将作为光线进入的光圈。
5. 构建一个半透明的屏幕
剪一片纸板或者厚纸，使其适合盒子内部或者光圈对面的墙壁。用胶带或者胶水把描图纸或者薄织物贴在这个表面上。这个观察屏将投影图像。
6. 放置暗箱
将盒子放置好或者自己站在黑暗的房间里，使得光圈正对着一个直接有光照的焦点，要么是外面的一个场景要么是一个物体。穿过小孔的光线将在观察屏上形成一个倒立的图像。
7. 试验和改进
调整光圈和观察屏之间的距离以获得一个清晰、对焦准确的图像。你也可以尝试在光圈前面添加一个镜头或者放大镜来提高你的暗箱盒子的图像质量。
针孔相机常见问题解答
1. 什么是针孔相机？
针孔相机是最简单的相机。它由一个不透光的盒子、某种胶片和一个针孔组成。当光线穿过针孔时，它在盒子的背面形成一个倒立的图像。
2. 使用针孔相机的目的是什么？
针孔相机是摄影师使用的一种简单相机。除了艺术原因外，它还用于日影摄影以观察太阳在天空中的运动以及观看日食。
3. 什么是针孔效应？
创建针孔的概念是在光线穿过时阻挡不需要的光线。这会创建一个被观察物体的清晰图像。
4. 针孔相机的另一个名字是什么？
针孔相机也被称为暗箱。
5. 针孔相机的主要缺点是什么？
主要缺点是它速度极慢，需要非常高的f值和长时间曝光。这意味着你必须非常稳定地拿着相机。
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