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  相機的前身為暗箱(Camera obscura),又稱暗盒。原始的暗箱,只是利用一個黑暗的房子的一堵牆上的孔,將外面的景物投射到平面上。實際上,camera obscura的字面意思就是「黑暗的房子」。  古代學者如墨子留意到光線通過小孔可形成倒立影像。亞里士多德在他的著作《論問題》中,提及暗箱的概念。海什木的文獻指出,假如陽光透過牆上的小孔,進入黑暗的房子,就能把房子外的景物投射在牆壁上。海什木利用針孔裝置,對日食進行觀察。  在15世紀,藝術家開始利用暗箱作繪畫的輔助工具。布魯內萊斯基運用小孔成像原理進行臨摹,開創透視繪畫法。這些針孔裝置,其工作原理,和現在被我們稱為針孔相機的工具,是完全一樣的。  攝影誕生後,把感光材料,例如相紙放進暗箱,暗箱就成了針孔相機。

  光線沿直線傳播。物體反射的光線,通過針孔,在成像面形成倒立的影像。針孔與成像面的距離,稱為焦距,以毫米或英寸標示。針孔接近成像面,可拍攝廣角照片。針孔遠離成像面,可拍攝遠攝照片。  焦距越長,影像越大。例如,焦距為75mm時,影像剛好覆蓋4x5英寸的底片。焦距為150mm時,影像剛好覆蓋8x10英寸的底片。另外,焦距越短,照片的暗角越明顯。  一般而言,針孔越小,影像越清晰,但針孔太小,會導致衍射,反而令影像模糊。

  據說,用來計算針孔的最佳直徑的公式,至少有50條,但最早由 Joseph Petzval 於 19 世紀中葉提出,後續則被 Lord Rayleigh 完善其公式,並發表於 1989 年的自然期刊(Nature Journal)中,其公式如下:  formula_1  其中,formula_2是焦距,formula_3是光的波長。紅光的波長是700nm,綠光的波長是546nm,藍光的波長是436nm。計算的時候,通常取紅光與綠光的波長的平均值,即623nm。計算的時候,請把波長由nm轉換成mm。因為1nm等於10mm,所以623nm等於623x10mm。  以下是焦距為50mm的例子:  formula_4  經四捨五入,可得出針孔的最佳直徑是0.25mm。

  主條目:光圈值  將焦距除以針孔直徑,可得到光圈值。以下是焦距為50mm、針孔直徑為0.25mm的例子:  formula_5  可得出光圈值為200。

  針孔與相紙中央的距離近,與相紙四角的距離遠,這種距離上的差異,導致曝光不平均,形成暗角。特別是廣角型的針孔相機,暗角尤其明顯。解決方法之一,是放置相紙的時候,把相紙捲曲成橢圓面。這樣,針孔與相紙的中央距離稍遠,與相紙四角的距離近,令相紙的中央和四角的曝光一致。  另外,製作針孔的材料越厚,暗角越明顯。一些較薄的材料,例如鋁箔,厚度只有0.012mm至0.015mm,比鋁罐(0.15mm)更薄。市面有售的銅片,相對硬身,可以打磨,而且備有不同厚度,可按個人喜好選購。  使用減光棒(dodging tool),也可以消除暗角。假如用底片拍照,可以在暗房放相的時候,利用減光棒。假如用相紙拍照,可以在拍攝的時候,利用減光棒。

  使用尺寸較大的感光材料,可以改善畫質。

  

  針孔相機沒有鏡頭,因此不受景深限制,擁有無限景深。不論景物遠近,都有相同的清晰度。換句話說,用針孔相機拍照,根本不用對焦。

  由於進光量少,因此需要較長的曝光時間,例如數秒,甚至數十分鐘。為了拍出漂亮的照片,建議使用三腳架,或把針孔相機放在平穩的地方。  典型的拍攝題材,除了靜止的物體,還有水的波動、被風吹動的花海、甚至是自拍肖像。

  用針孔相機拍照,照片容易出現眩光,特別是逆光的時候。解決方法之一,是利用景物來遮擋太陽,例如樹木。

  針孔相機可以自制。親手製作針孔相機,可以更瞭解相機的工作原理。製作不透光容器的材料,可以是黑色厚卡紙,也可以是鞋盒、鋁罐、垃圾箱、蔬菜,甚至是一整棟建築。

  一般而言,用來製作針孔片的材料是金屬薄片,例如鋁箔。鋁箔厚度只有0.012mm至0.015mm,較其他物料薄,可以直接用針刺穿,也可以把鋁箔夾在兩塊薄紙板之間,隔著薄紙板用針戳穿鋁箔,戳的時候還要轉動針尖,這樣出來的針孔會比較圓滑。其他常見的材料,還包括銅片和鋁罐。  用銅片製作針孔片,工序較複雜。先在銅片底下墊一塊紙板,然後用針鑽穿銅片。接下來用砂紙打磨銅片的背面,把凸起的地方磨平,這個步驟非常重要,不能省略。用放大鏡檢查針孔,好的針孔應該呈圓形,沒有任何金屬碎屑,看起來相當光滑。不光滑的針孔會引起光的衍射,令照片模糊。  只要經過適當處理,鋁罐也可用來製作針孔,但過程具有一定危險性。首先,用剪刀把鋁罐的頂部和底部去掉,把罐身裁成長條狀,再剪成大小相同的方形鋁片備用,鋁片邊長20mm。製作針孔前,先用砂紙把鋁片磨薄,但要當心,不要把鋁片磨破。在打磨過程中,經常用手指頭輕按鋁片,感受它的厚度變化。當鋁片變得非常薄的時候,就應該停止打磨。  用針尖慢慢的在鋁片上鑽孔,直至出現一個非常細的小孔,千萬不要用力向下壓。同樣用砂紙打磨鋁片背部,用放大鏡檢查針孔。如有需要,可重複鑽孔,直至針孔的大小合乎要求。

  容器的內部反射會降低照片的反差。把容器的內部塗黑,或貼上黑色的絨布,可提高照片的反差。

  先把針孔片貼在不透光容器的內側,再安裝快門。快門可以是一小片黑色膠帶,也可以是簡單的活門。茲以黑色膠帶為例。曝光時,掀起黑色膠帶,露出針孔。曝光完成後,再次用黑色膠帶遮蓋針孔。  在正式拍攝前,請檢查相機,確保沒有漏光。

  檢測漏光的方法,是先把相紙放進相機,塗有感光劑的一面對著針孔。接下來是把相機放在陽光下曝晒,時間為15至20分鐘,但不要開啟快門。曝晒其間,每隔一段時間,要轉動相機,讓陽光從不同的角度照片相機的每一面。最後在有安全燈的暗房檢查相紙的曝光情況。如果相紙變灰甚至變黑,表示相機漏光。  雖然是最笨但可能也是最有效的方法,也就是多拍幾卷(張)底片,將它們衝掃出來,辨認每一幅照片中光線的分佈,來研判漏光的所在位置,確認了之後可以將疑似漏光位置使用黑色膠布補強,再次進行拍攝,重複補強動作,直到拍出來的照片沒有奇怪的光線為止。

  

  

  日照軌跡(Solargraphy)是一種記錄太陽在特定時間內移動軌跡的攝影方法。拍攝日照軌跡需要很長的曝光時間,通常以月為單位,例如6個月。把相紙放進針孔相機,在沒有使用顯影劑的情況下,產生影像。  值得一題的是,儘管使用黑白相紙,最後獲得的卻是彩色照片。經過6個月的曝光,相紙出現可見的負像。用掃瞄儀將影像數碼化,在電腦上用軟體調較色彩平衡、反差、色相,最終轉化為彩色的正像照片。  日照軌跡的概念,源於2000年波蘭一個叫Solaris的小組,這個小組的成員在2000年至2001年期間,率先拍攝日照軌跡照片。至2002年,芬蘭女藝術家Tarja Trygg在波蘭出席一個國際攝影工作坊的時候,得悉這種攝影的存在。一位攝影師告訴她,在不同緯度的地方,日照軌跡也有不同,激發她的好奇心。  為了獲得世界各地的日照軌跡,Tarja Trygg開始尋求別人的協助,最初是她的朋友,然後是任何人,最後成為一項超越國界的計劃,參與者來自世界各地。截至2010年2月,Tarja Trygg已收集到超過500張照片。

  使用大型針孔相機,可以拍攝大尺寸的照片。例如,美國攝影師Chris Pinchbeck把一輛旅行拖車,當作針孔相機。他主要在猶他州和緬因州拍攝風景照片,照片尺寸為30吋乘75吋。值得一題的是,他的照片是直接正像(Direct positive),每一張都照片是獨一無二,而他當年所用的相紙和藥水現在已經停產。  在德國漢堡市,有清潔工人和攝影師攜手進行一項計劃,把1100升的垃圾箱,改裝成針孔相機。這個名為Trashcam Project的計劃,成員由7名工人和1名攝影師組成,由工人拍攝照片,攝影師僅提供意見及技術支援,例如沖洗照片。  工人把相紙放進相機,再把相機移到拍攝地點,為了更好的拍攝角度,更不惜把相機放在公共燒烤爐上。曝光時間由6分鐘至1小時不等,主要以漢堡市的景物作拍攝物件。  在香港,有團隊以鋁管和黑色膠袋,製作一部大型針孔相機,高2米,闊3米,深1米,需要逾10人搬運和安裝。相機使用相紙作感光物料,先拍攝負像照片,再以接觸式印相,製作正像的照片。由於使用卷裝黑白相紙,在顯影的時候,還要用自制的顯影盤。  用這部相機拍攝的照片,高1.3米,闊2.3米,記錄了香港市區的風貌,游泳池、行車天橋和住宅大廈清晰可見。據悉,由拍攝到完成作品,歷時數星期。

  根據健力士紀錄,世上最大的針孔相機,高13.71米,闊48.76米,深24.38米,前身為一個飛機倉庫,位於美國加州一座軍事基地。用這部相機拍攝的照片,高9.62米,闊33.83米,稱為The Great Picture,於2006年7月8日上午11時拍攝,曝光時間為35分鐘。相機的針孔直徑只有6毫米。  據悉,是次拍攝為「遺產計劃」(Legacy Project)的一部分,該計劃由6名藝術家主導,透過照片記錄基地的面貌。這座軍事基地自1990年代初關閉後,政客就如何使用這片土地展開連串爭辯,最終決定發展成一個公園,但仍無法改變基地荒廢的事實。  攝影課程導師Jerry Burchfield和他的學生,決定到基地外圍拍照。後來,藝術家Clayton Spada由中國回到美國,他建議把基地的其中一棟荒廢設施,改建成巨型針孔相機。值得一題的是,這位藝術家在中國的時候,曾指導當地的學生拍攝大型照片。  從2004年到2006年,團隊與美國政府談判,爭取基地設施的使用權。經過歷時數月的準備,終於在2006年7月8日早上11時拍攝照片。由於拍攝機會只有一次,團隊在數天前進行多次試拍,決定曝光時間為35分鐘。  照片的沖洗同樣工程浩大。一共有60名志願者參與照片的沖洗,他們只能在鈉燈的照明下工作,即使是手機發出的光,也足以令照片起霧。他們使用了逾千加侖的顯影劑和定影劑,洗水的過程還出動了消防喉。而照片本身是一塊特製的棉布,從德國進口,由拍攝者以人手方式塗上明膠鹵化銀乳劑。照片曾在加州多地展出,並於2011年3月在北京的中央美術學院展出。

  

  據悉,洛斯阿拉莫斯實驗室的科學家用針孔相機,拍攝1945年7月16日的一次核試。

  全球針孔攝影日(Worldwide Pinhole Photography Day)是一個國際性的節日,於每年四月最後一個星期天舉行,以推廣及慶祝針孔攝影為宗旨。
針孔相機(英語:Pinhole camera)是一種沒有鏡頭的相機,取代鏡頭的是一個小孔,稱為針孔。利用針孔成像原理,產生倒立的影像。是利用光的直線前進