摄像的行业发展历史,就是一步摄像机的发明史,摄像机是怎样发明出来的,具有哪些功能?今天我就和大家一起聊聊。摄像机的发展史可以追溯到19世纪,它经历了从最早的静态摄影到动态影像记录的巨大飞跃。下边我就罗列一些摄像机发展的一些关键阶段:
· 1827年:约瑟夫·尼塞福尔·涅普斯(法国人尼埃普斯)根据前人发现的感光物质和物影成像原理,总结出运用日光把影像记录在玻璃或金属板上的“日光蚀刻法”。经过长达8个小时的曝光,拍摄了世界上公认的第一张永久性照片。
尼埃普斯和他的《窗外的景色》
· 1845年:英国天文学家弗朗西斯·罗纳德斯(Francis Ronalds)发明了一台能24小时连续记录拍摄的相机,简单来说就是光敏材料通过发条装置以很慢的速度进行移动,通过一个机械光圈来控制光线,主要被用于大气电学和气象学的观测与研究。
· 1874年:法国的朱尔·让桑发明了一种摄影机,称为“摄影枪”,被认为是现代电影摄影机的始祖。
摄影枪内部结构
· 1882年,法国科学家艾蒂安-朱尔·马雷他发明了连续摄影枪(1秒12连拍),并用他这魔术定格了飞翔的鹈鹕、落地的猫和各种各样运动的动物。
摄影枪
飞翔的鹈鹕
落地的猫
· 1886年:法国艺术家以及电影先驱者路易斯·艾梅·奥古斯汀·雷·普林斯(Louis Aimé Augustin Le Prince)设计了一台拥有16个镜头并且可以以每秒16帧拍摄的相机,后来他又相继发明了几个单镜头连拍相机,1888年他拍摄了仅有2秒的《郎德海花园场景》,这被认为是世界上最早的电影。至此,较为成熟的电影摄影机诞生了,而电影也开始真正发光发热。
16个镜头的相机
· 1891年:爱迪生实验室推出了 世界上第一部电影摄像机 ,他把这一专利注册归于自己名下。之后不久,以《佛瑞德·欧特的喷嚏》为开端,爱迪生开始利用电影进行营利。
爱迪生和相机
· 1895年:卢米埃尔兄弟(Auguste and Louis Lumière)发明了第一台实用的电影摄影机,3月22日将其对准了自家工厂员工离开工厂大门的情景,制作出了影史上的第一部电影《工厂大门》。并进行了公开放映,标志着电影时代的开始。
第一台实用的电影摄影机
· 1895年12月28日。在这一天,卢米埃尔兄弟在巴黎卡布辛大街的14号大咖啡馆的“印度沙龙”里放映了10部由他们拍摄的短片。这10部短片分别是:
l 工厂大门(La Sortie de l'Usine Lumière à Lyon),46秒
l 水浇园丁(Le Jardinier / l'Arroseur Arrosé),49秒
l 摄影协会成员到达(Le Débarquement du Congrès de Photographie à Lyon),48秒
l 马戏(La Voltige),46秒
l 钓金鱼(La Pêche aux poissons rouges),42秒
l 铁匠铺(Les Forgerons),49秒
l 婴儿的午餐(Repas de bébé),41秒
l 跳毯(Le Saut à la couverture),41秒
l 里昂戈德里埃广场(La Places des Cordeliers à Lyon),44秒
l 大海(La Mer / Baignade en mer),38秒
· 1920年代:电视技术开始发展,包括约翰·洛奇·贝尔德在内的几位发明家开始了电视摄像机的实验。1924 年春,贝尔德发射了一朵若隐若现的十字花,尽管只有 3 米的距离,但这让他看到了希望。1925年,经历了上百次实验之后,贝尔德终于取得了成功。10 月2日凌晨,贝尔德在另一个房间用接收机接收到了机器传来的图像——他的玩偶比尔的脸。这便是电视的雏形。1926年1月27日,贝尔德在英国伦敦皇家学会向40位科学家表演了他的发明。它在一间屋内放电视,科学家们在另一间屋内观看。荧光屏上出现了一个人在抽烟和说话的画面,这一天后来被国际公认为电视第一次公开播放的日子。1929年,贝尔德的研究取得了重大进展。他用无线电波把电视图像由伦敦送到纽约,使纽约人在荧光屏上看到了伦敦的街景。当时这一新闻曾轰动了整个世界。自此以后,电视很快在世界各地发展起来。
约翰·洛奇·贝尔德
· 1936年:英国广播公司(BBC)开始定期的电视节目播出,标志着电视技术的商业化应用。
最早广播节目(BBC)
· 20世纪初:电影摄影机逐渐变得便携且功能更加强大。
电影摄影机加工厂
· 1930年代:彩色电影技术出现。
The Wizard of Oz (1939)
·1950年代:电影摄影机开始采用磁带记录技术。
在录像机和录像磁带发明以前,电视节目要分为两个部分制作:先把声音录在磁带上,在进行剪接编辑后,再与电影胶片上的图像同步。磁带录像机的工作原理与磁带录音机大致相同,都是通过电磁转换把声音信号和图像信号记录到磁带上去,并利用磁头去磁化磁带,把所记录的信号以剩磁的形式储存在磁带上,如此一来,声音和图像就能同时出现了。
1951年11月:美国克罗斯公司在马林的带领下,研制出第一台实用的磁带录像机。它是依据磁带录音的原理制作的,磁带以每秒254毫米的速度通过多磁迹磁头。这台录像机性能很差,但仍然被誉为一项出色的技术成就。
同声音信号相比,图像信号的带宽非常宽,因而在磁带上记录图像信号便出现了困难。马林在1951年制造的录像机,其最大分解力仅为1/135的图像高度。后来,英国广播公司、美国通用电气公司、美国无线电公司对这种录像机加以改进。美国无线电公司于1953年11月展出了彩色电视录像机,它采用宽1.27厘米磁带,每秒钟的带速可达900厘米。这种录像机被称为纵向扫描磁带录相机。录像机的磁带通过磁头的速率太高,美国安派克斯公司的工程师们想到,不增大磁带在录像机内的运转速率,也能增加磁带与磁头之间的接触速率。1956年4月,该公司展示了他们的新型录像机。它装有4个录像磁头,每秒钟仅使用38厘米磁带,而磁带与磁头的接触速度达到每秒3962厘米。他们让磁头旋转,沿横向越过磁带的宽度。
1953年:日本的东芝公司开始研制一种旋转磁头的录像机。这种录像机称为螺旋扫描磁带录像机,磁带以螺旋线形状围绕磁鼓,磁鼓上装有水平旋转的磁头。日本的东芝公司在1960年开始供应螺旋扫描磁带录像机,采用宽度为5.04厘米的磁带。磁带输送速率为每秒38厘米。螺旋扫描磁带录像机尺寸小,耗用磁带少,而且能达到广播质量要求。随着录像机的不断改进,磁带带宽由5.04厘米改为1.27厘米,磁带速率也从每秒38厘米降为每秒25.4厘米。后来,日本索尼公司开始生产家用录像机系列,采用1.27厘米宽的磁带,磁带速率为每秒19厘米,价格仅为广播用录像机的几分之一。以后,磁带录像机逐渐走入人们的家庭生活。
美国的安培公司VRX-1000(网络图)
·1956年4月14日,美国的安培公司(Ampex Corporation)率先研制出了世界上第一台实用的商用磁带录像机,并将它命名为“安培VRX-1000”。这种录像机采用了旋转磁头和宽度为50毫米的录像磁带,磁带移动的速度每秒为380毫米,录制节目共有三个轨道,其中两个轨道用于录制图像信号,一个轨道用于录制声音信号。由于它的价格高达5万美元,所以只有电视台能购买得起。1958年初,该系统安装在美国最大的电视演播室投入使用,从此改变了电视节目只能来源于电影式现场直播的被动局面。各国的电视台也纷纷地采用了这种办法,安培公司因此而闻名于世。
· 1980年代:VHS-C和Betacam SP等格式的家用摄像机流行起来。
VHS-C格式
Betacam SP格式
· 1980年代末期:V8和Hi8格式的摄像机进一步提高了家用摄像机的性能。
V8
Hi8
· 1990年代:数字摄像机开始进入市场,逐渐取代模拟摄像机。
数字摄像机
· 2000年代:高清数字摄像机普及,数字视频格式(如DV和HDV)成为主流。
高清数字摄像机
· 2000年代后期:高清(HD)、全高清(Full HD)和4K摄像机开始广泛使用。
4K摄像机
· 2010年代:随着技术的进步,出现了更高分辨率的摄像机,如8K摄像机。
8K摄像机
12K摄像机
视频采集场景
· 21世纪初:全IP视频监控系统出现,摄像机内置Web服务器,可以直接接入互联网。
视频监控系统
· 近十年:随着计算机视觉技术的发展,智能化摄像机成为可能,这些摄像机能够进行复杂的图像分析。
· 2020年代:软件定义摄像机的概念被提出,摄像机变得更加灵活和多功能,能够通过加载不同的算法来实现不同的功能。
· 2020年代:华为推出了软件定义摄像机(Software Defined Camera, SDC),这是一种新型摄像机概念,能够根据需求加载不同的算法,实现多样化的功能。
摄像机的发展一直伴随着相关技术的进步,从最初的静态照片到现在的高清视频和智能化分析,摄像机不仅改变了我们记录和分享生活的方式,也在安全监控、科学研究等多个领域发挥了重要作用。