本文节选自《摄影之友》2023年3月刊
原文标题《图像3.0》
策划/编辑：崔崔崔文/译：聂景
鸣谢：纽约现代艺术博物馆、Flatland画廊、Beetles+Huxley画廊、阿拉里奥艺术空间、佳士得
人类自远古时期就试图将看到的景象记录下来，从洞穴中的石刻壁画到近代前叶各种材料的绘画，通过双手绘制的手工方式一直是主要的记录方式。
工业革命开始后，发明家与科学家尝试研发技术手段用以记录景象，摄影术的发明，意味着人类掌握了技术手段记录的方式。在此后的180余年中，摄影术与印相工艺不断迭代，最初为机械与化学技术，在此基础上加入电子、数字与算法等技术，形成当代主流的数字图像技术。
在近几年的技术迭代中，人工智能技术的深度学习能力不断进化，文字转化图像的技术已经趋于成熟，图像技术也将进入第三世代，即人工智能图像时代。
2023年3月刊精彩呈现
开篇解析
·《图像3.0》专题开篇
·上方组图为人工智能技术生成，关键词：MargaretBourke-White、PremiéreBallerina、photography，均由Midjourney生成
1.0世代——
化学图像时代
1-1.摄影术诞生的三要素
摄影术诞生的基础有光学原理、化学技术和机械技术。光学原理即小孔成像，化学材料负责固定影像。可以实现小孔成像的暗箱经过改造，诞生了最初的摄影机械，即照相机，既可以小孔成像，又能装载化学材料。
当物体反射的光线，通过小孔投射到黑色空间中，可以产生一个一模一样的倒置的光影，此即为小孔成像原理。小孔成像原理最早记载于《墨经》，春秋战国时期的墨子记录了他观察到的光学现象。之后，在西方的历史里，古希腊哲学家亚里士多德也发现了小孔成像原理。公元10世纪时，阿拉伯学者同时也是物理学家的阿尔哈桑（西文写作Alhazen，全名AbūʿAlīal-Hasanibnal-Hasanibnal-Haytham）发现，小孔的孔径越小，形成的倒影越清晰，反之，倒影会变得模糊。
阿尔哈桑还描述了暗箱的雏形，此后的时代里，发明家们不断改造暗箱，其中包括文艺复兴时期的艺坛三杰之一的莱奥纳多·达·芬奇（LeonardodaVinci）。经过对镜头进行改进，暗箱获得更清晰的画面，还加装镜子，可以将倒像转换为正像。最初被作为绘画工具的暗箱已经逐步具备照相机的形态。当化学技术可以固定影像后，将化学材料加装到暗箱中，照相机的雏形便诞生了。
光学原理在2000年前就被发现了，机械技术也在几百年里逐步完善，固定影像的化学技术终于在19世纪被发明出来。现代化学实验的前身是炼金术，但是随着工业革命开始，科学技术不断进步，化学实验也步入科学轨道。后来应用于摄影成像的化学物质，比如硝酸银、氯化银、铁盐类物质，在17世纪被发现。德国医药学教授约翰·海因里希·舒尔茨（JohannHeinrichSchulze）发现硝酸银变暗的现象，他经过实验发现，导致这一现象的原因，不是热量而是光线，这一发现加速了摄影术的发明。此后，卤化银物质的光化学性质被逐渐发现，摄影术已经处在发明的前夜。
最早做出实质进步的是约瑟夫·尼塞福尔·尼埃普斯（JosephNicéphoreNiépce）使用沥青的日光蚀刻法，这个方法的缺点是感光度太低，导致曝光时间太长，长达8小时的曝光使得适用范围较窄。两年后，尼埃普斯与路易-雅克-曼德·达盖尔（Louis-Jacques-MandéDaguerre）展开技术合作，共同研究摄影术。但是在1833年尼埃普斯去世之后，达盖尔放弃沥青，改用碘盐银质底版成像，这样可以有效缩短曝光时间。阻碍摄影术诞生的最后一关，就是如何保存被光线照射过的银盐。英国科学家约翰·赫歇尔（JohnHerschel）发现硫代硫酸钠溶液可以洗掉未曝光的银盐，达盖尔使用这一方法，使银盐底版不会一直受光反应持续变黑，于是银版摄影法就此完成，实用的摄影术诞生。
安德烈-阿道夫-尤金·迪斯德里（André-Adolphe-EugèneDisdéri）是一位法国摄影师，他的摄影生涯始于作为一名银版摄影师，但因为他申请的名片格式照片（cartedevisite）专利而名声大噪，这是一种安装在卡片上的小图像照片。安德烈-阿道夫-尤金·迪斯德里是一位才华横溢的行动者，他使这种批量生产肖像照片系统闻名于世。
查尔斯·希勒（CharlesSheeler）是一位美国艺术家，以他的精密主义绘画、商业摄影和他与保罗·斯特兰德合作制作的前卫电影《曼哈塔》（Manhatta）而闻名。查尔斯·希勒被公认为美国艺术中现代主义的早期创作者之一。
1-2.感光材料的迭代
摄影术并非个人的发明而是时代的发明，在19世纪，许多人致力于发明和改进摄影术与印相工艺。除了达盖尔的银版摄影法，威廉·亨利·福克斯·塔尔博特（WilliamHenryFoxTalbot）的卡罗式摄影法和希波利特·巴耶尔（HippolyteBayard）的直接正相法，也是早期被发明出来的摄影术。虽然都是盐纸印相的范畴，但二者的原理却并不形同，直接正相法如达盖尔银版摄影法一样可以直接生成正相，卡罗式摄影法却是获得一张负片，并由其复制产生正相。可以复制正是摄影术作为技术区别于手工制作的优势，正负相系统成为摄影术普及的基础。不过当时塔尔博特是否真的通过正负两张感光纸获得正片，这被摄影史学者质疑。由于早期工艺比较粗糙，盐纸印相的成像质量并不如当代精细，所以当时并不如达盖尔银版摄影法流行。
达盖尔银版摄影法只能制作一张左右颠倒的正相照片，影像复制难度大。针对这个问题，约翰·赫歇尔认为玻璃板是理想的底版，可以结合正负相系统复制影像。但真正实现这项技术却要等到19世纪50年代初期，弗雷德里克·斯科特·阿彻（FrederickScottArcher）完善改进了火棉胶湿版摄影法，虽然必须在底版湿润时拍摄和显影，但是曝光时间缩短。在火棉胶湿版摄影法风行的时代，蛋白印相工艺成为与之配套的最流行的照片制作工艺之一。玻璃板也有正相摄影法，是詹姆斯·安布罗斯·卡廷（JamesAmbroseCutting）基于火棉胶湿版摄影法发明的安布罗式摄影法。
火棉胶湿版摄影法需要在底版湿润时拍摄和显影的问题，最终在1878年完善的干版工艺中得到解决。在19世纪，可以用于摄影术和印相工艺的化学感光材料有很多，比如碳素印相、蓝晒法、重铬酸盐明胶印相、铂钯印相等。干版工艺并没有流行几年，赛璐珞便开始取代玻璃板。经过一系列改进后，在1888年纸基胶卷被伊斯曼公司投入批量生产，1889年透明的赛璐珞胶卷取代纸基胶卷，1895年纸基背衬的胶卷可以在光线下安装，20世纪最主流的感光材料——胶片正式诞生。胶片的感光度、感色性在之后不断提高，彩色胶片和一步成像胶片也被发明。化学感光材料不断迭代并达到巅峰，同时意味着即将被更新的技术取代。
丹·韦纳（DanWeiner）是一位美国摄影记者，主要为《财富》杂志工作。丹·韦纳的作品主要是美国照片。
1-3.机械结构的进化
与化学材料每次革命性迭代相呼应的是，经过对暗箱的改造，照相机不断完善细节，适配最新的化学技术。早期照相机的取景方式普遍是机背取景，拍摄前再将底版装入。达盖尔-吉鲁照相机是抽屉式的对焦方式，而1851年面世的刘易斯折叠照相机则改成了皮腔对焦，靠移动前面板对焦，这种方式非常接近当代的大画幅照相机。1864年的迪斯德里照相机采用双镜头设计，上方镜头取景，下方镜头拍摄，这种取景方式后来演化为双镜头反光取景照相机。1861年托马斯·萨顿申请了最早的单镜头反光取景照相机的专利，但直到1900年前后出现的格拉菲照相机，单镜头反光取景才成为成熟的照相机机械设计。
因为玻璃制造工艺的提升，镜头结构的设计也在进化，比如卡尔·蔡司在19世纪末20世纪初便推出了普罗塔和天塞镜头。感光材料的感光度在不断提升，曝光已经不能靠打开和关闭镜头盖，外置的快门结构被置于镜头中，是为镜间快门，通常可以设置1/100秒至1秒之间。此时，曝光时间已经不能再依靠经验判断，经过对物体反射光线与感光度关联的测定，基准反光率常见的有三种：18%、12.5%和25%~30%，使曝光计算成为可能。
进入20世纪后，照相机技术的进化还有一个趋势就是小型化。典型的案例就是定义35mm胶片相机的徕卡相机。单镜头反光取景照相机的进化则体现在五棱镜的加入，蔡司—依康公司在1949年推出的康泰时照相机，取景时五棱镜可以纠正上下左右颠倒的影像，这也成为后世单反相机的模板。
关于摄影师：
玛格丽特·伯克-怀特（MargaretBourke-White）是一位开创性的摄影记者，她对20世纪30年代的俄罗斯、德国工业以及美国中西部大萧条和干旱的影响，所拍摄的富有洞察力的照片为她赢得了声誉。“第二次世界大战”结束后，她在位于埃尔拉和布痕瓦尔德的德国集中营内拍摄了第一批照片，并在印度拍摄了圣雄甘地的最后一张照片。
保罗·奥特布里奇（PaulOuterbridge）是一位美国摄影师，因其早期对彩色摄影的使用和实验而闻名。他是一位时尚和商业摄影师，彩色摄影的早期先驱。当他还是十几岁的时候，就已经是一名插画师和戏剧设计师，负责舞台布景和灯光方案。
2.0世代——
化学图像时代
2-1.照相机的电子化进程
早期的感光材料需要摄影师手工涂布在底版上，但在胶片普及后，最流行的感光材料是工业流水线的标准化产品，不存在像个体涂布的底版一样的巨大差异。标准化的感光材料意味着曝光参数具有相对的一致性，那么测光的准确性就尤为重要。二战后，随着电子工业的蓬勃发展，电子元器件开始被应用到照相机中，照相机技术从纯机械结构开始向机械+电子结构转型。采用电子元器件进行测光计算显然是最准确的方式。至今为止的测光元件有三代，第一代是硒光电池（Se），第二代是硫化镉光敏电阻（CdS），第三代就是目前主流的蓝硅光敏元件（SPD）。前两代属于机械式测光，第三代则是电子式测光。照相机上搭载的普遍是反射式电子测光系统，而高档的外置测光表既可以测量入射光，又可以测量反射光。
有了准确的测光系统，基准反光率也得到普及，手动曝光的准确性获得了质的提升，另外自动曝光系统的配备也就水到渠成。在20世纪70年代前后，照相机上开始搭载光圈优先、快门优先、程序自动等自动曝光模式，这意味着摄影曝光的准确率与效率都大大提高。从照相机的测光系统与曝光系统开始的电子化，成为数字图像时代的先声。
紧接着在20世纪80年代，照相机对焦系统的电子化也开始步入正轨，再加上自动对焦与连拍功能相结合，提升连续捕捉瞬间的成功率，解决了摄影师面对运动题材或高速摄影需求时的痛点。自动对焦技术经历几代进化，从最初的单点自动对焦进化到多点自动对焦，自动对焦模式也从单次自动对焦、持续自动对焦发展到跟踪对焦，越来越复杂，但同时也越来越便利。
在搭载电子元器件后，电子照相机中相当于植入了电子计算机，功能扩展到机械照相机所无法企及的高度，同时将照相机的各种误差进一步降低。照相机在结构上的进步，使其增加了许多机械照相机不具备的新功能。现代照相机另外一个重要的电子化功能则是防抖，这项功能是电子照相机的专属功能，可以有效提高低照度情况下影像的清晰度，纯机械结构的照相机和镜头并不具备该功能。
©安德烈亚斯·弗兰克，《甜蜜的芭贝特》（SweetBabette），2013，选自《沉没的世界：斯塔夫罗尼基塔》（TheSinkingWorld:Stavronikita），原刊载于《摄影之友》2013.7月刊
©安德烈亚斯·弗兰克，《马蒂斯和杰拉德》（MathisAndGerard），2013，选自《沉没的世界：斯塔夫罗尼基塔》（TheSinkingWorld:Stavronikita），原刊载于《摄影之友》2013.7月刊
安德烈亚斯·弗兰克（AndreasFranke），1967年出生于奥地利格蒙登，在维也纳学习摄影和平面设计，已经从业20多年。在鲁尔泽的档案馆，他跻身200位最佳摄影师之列。安德烈亚斯·弗兰克是一名旅行者，他周游世界，穿梭于世界各地之间。他的工作经常让他去不同大洲的不同国家。他对水肺潜水充满热情。在他的照片中，安德烈亚斯·弗兰克跨越了幻想和现实生活之间的界限。
©特哈尔·帕特尼，《Splash日历2011》（SplashCalar2011），2011，原刊载于《摄影之友》2015.11月刊
特哈尔·帕特尼在印度出生和长大，并于1980年代移居迪拜。特哈尔·帕特尼毕业于孟买JJ爵士应用艺术学校，开始时是一名图片摄影师，后来在伦敦电影学院学习电影制作。曾与HarveyNichols、Bloomingdales、Chanel、HugoBoss、Levi's、SplashFashions、EmiratesAirlines等品牌以及GQ、Grazia、Harper'sBazaar等杂志合作。
2-2.从化学材料到数字信号
20世纪70年代，感光材料的电子化进程也开始了，最早开发出数字图像传感器的便是胶片霸主柯达。随着技术的进步，数字相机终于在21世纪开始普及，2000年前后主流的图像传感器是100万像素，2003年前后便增加到500万像素，2006年前后已经增长到1000万，2008年前后已经是2000万像素，如今高端数字照相机普遍在5000万像素，而最顶级的数字中画幅照相机已经有1.5亿像素。
相比之下，数字图像在处理方式上的差别，与化学图像属于截然不同的范畴。化学图像也可以修改，但制作起来要麻烦很多。借助电子计算机的帮助，修改数字图像要方便很多，而且不仅是专业摄影师能创作出天马行空的图像，摄影爱好者或普罗大众也可以使用傻瓜化的软件获得理想的效果。数字图像适应了计算机普及的时代需求，可以通过互联网保存和传播，这完全改变了传统的图像分发与分享方式。
随着数字化的深入，计算摄影（ComputationalPhotography）开始体现数字图像最具革命性的特征。通过算法优化图像，实质上改变了摄影技术上的传统认知。目前计算摄影虽然主要应用在手机上，但是未来的前景一定是应用在所有的数字摄影系统中。目前的计算摄影可以实现的功能包括：增强动态范围、优化低照度拍摄、计算景深效果、通过算法进行数字变焦等。在这些领域里，计算摄影以算法的方式增强光学效果，规避甚至超越硬件的限制。第一代计算摄影依靠程序员编程的算法，随着人工智能技术的发展，未来的计算摄影将植入人工智能技术编程的算法，实现更强大的功能。
路德·范·安佩尔于1958年出生在荷兰布雷达，目前工作和生活在阿姆斯特丹。路德·范·安佩尔使用大量的数字照片来创作他的照片，改变了数字美术摄影的面貌。尽管他确实使用了纯粹的摄影合成技术，但他从不应用所谓的变形技术。在他的最终图像中，他努力追求一种自然主义和现实主义，而不是超现实主义的方法。人造性是可见的，但最终的图像是一个令人信服的、自主的现实。虽然是数字制作，但路德·范·安佩尔的图像是独一无二的，每张都是由不同的照片组合而成。他使用摄影作为一种独立的描述形式。虽然是数字制作，但相机和摄影仍然是他实践的核心。每张图片都是由他自己拍摄的照片组成，然后在电脑上进行数字组合。
3.0世代——
人工智能图像时代
3-1.图像内容的深度学习
利用人工智能凭空生成图像，2021年这似乎还处于技术变革的前夜，2022年这一切已经成为现实，在一年的时间里人工智能生成图像的技术日新月异，目前仍在不断变化发展中。人工智能技术已经发展了几十年，只是在最近几年里开始越来越实用化。人工智能生成图像的前提是人工智能深度学习，而深度学习的基础则是图像的数字化。在过去的20多年中，网络中的数字图像呈指数级增长，为人工智能的深度学习提供了庞大的数据库。基于庞大的数字图像数据库，图像内容深度学习有了质的提升。
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1-3组图为人工智能技术生成，关键词：AndreasGursky、RheinII、photography，图1、2由Midjourney生成，图3由DreamStudio生成
3-2.人工智能生成图像
庞大的数字图像数据库与图像内容识别训练的成果，使人工智能可以根据用户描述生成图像。描述通常分为两种，一种是文字，另一种是图像。前者是人工智能根据文字的意思，从深度学习的数据中寻找与之对应的图像元素并生成新的图像，后者则是根据用户上传的图像进行理解和分析画面元素，然后生成新的图像。二者最关键的一点就是人工智能可以脱离照相机等工具，参考文字或图像的内容，凭空生成新的图像。如果描述的内容比较复杂，涉及多个元素，人工智能会根据描述中涉及到的元素，一一配齐并把这些组合到同一张图像之中。
在2022年一整年的时间里，DiscoDiffusion、DALL-E2、Midjourney和StableDiffusion先后诞生，DiscoDiffusion已经迭代成StableDiffusion。DALL-E2、Midjourney和StableDiffusion各具特色，目前都在测试阶段，且主要以生成绘画为主。但是人工智能生成图像技术在过去一年之内数次更新迭代，未来生成摄影作品只是时间问题。本部分的图片由笔者通过Midjourney和基于StableDiffusion开源算法的DreamStudio生成，所采用的关键词为摄影史上比较著名的艺术作品的作者名字、作品标题和一个固定的单词——摄影（photography）。选择这些关键词的初衷为，作者名字定义图像风格，作品标题定义图像内容，以及摄影定义画面效果是偏向照片的写实风格。
最终生成的图像内容包括场景和肖像元素，从中可以看出人工智能生成图像的能力是可以分析理解文字描述，并据此生成图像内容，不同元素也可以组合到同一画面中，但是相比真实的照片来说，效果还是有明显差距。因为目前的技术主要是以生成绘画为主，虽然笔者加了摄影作为关键词，生成的图像也确实偏向真实，但是仔细观察细节还是能发现明显类似于三维建模的效果，一些人体器官也比较怪异，比如混乱的五官和肢体。基于本次测试结果，显示目前希望用文字生成以假乱真的照片还不太现实，但也能体现人工智能技术生成图像的潜力，假以时日必定能够获得更好的效果。
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1-6组图为人工智能技术生成，关键词：JeffWall、DeadTroopsTalk、photography，图1—4由Midjourney生成，图5—6由DreamStudio生成。
3-3.未来的应用场景
2022年，游戏开发者杰森·艾伦（）利用人工智能制作了一幅名为《太空歌剧院》（ThéâtreD’opéraSpatial）的绘画，获得了美国科罗拉多博览会年度艺术比赛的一等奖。获奖之后，杰
森·艾伦坦言这是他利用人工智能创作的作品。创作过程使用Midjourney生成图像，然后导入GigapixelAI提高作品的分辨率，第三步使用Photoshop修饰，最后就是将图像印制在画布上。根据比赛规则，评委们认为杰森·艾伦的作品是符合要求的。
正如摄影术诞生时，有人感叹绘画死了一样，目前人工智能技术可以通过描述生成绘画，在一些人眼里，绘画似乎又要死了。其实不然，摄影术和人工智能都是艺术家的创作工具而已。摄影没有杀死绘画，绘画反而开辟了新的艺术道路，人工智能也不会杀死绘画，而是提供了一种生成图像素材的渠道，艺术家也可以在素材的基础上再创作。
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1-3组图为人工智能技术生成，关键词：RichardPrince、Untitled(Cowboy)、photography，均由Midjourney生成。
3-4技术迭代的焦虑与反思
关于人工智能技术能否取代个体劳动的问题，虽然短时间内还难以形成气候，但显然这样的趋势已经在制造焦虑。在摄影领域，笔者认为目前还不必太过焦虑，除了技术还不成熟之外，最重要的一点是，人工智能生成的照片越真实，其实也意味着照片越虚假。毕竟那不是现实发生的事，关于现实的照片，目前来看还是需要靠实际拍摄。照片至今还是记录人类历史的一种必要方式，历史不能伪造，所以未来历史中的现实不可能由人工智能技术生成。但商业照片就是另一种情况了，本来商业照片中就充满摆拍、置景、拼贴等加工方式，人工智能技术恰恰可以简化成本和流程，提高生产效率。使用人工智能技术运营一个商业图像库并非难事，商业图像领域势必会经历一次工作流程和成本的革新。
最近10年，人工智能技术在实用领域的应用比较广泛，比如在各种应用软件中普遍使用的推荐系统，是通过大数据分析用户数据的分析型人工智能技术，目前用于生成图像和文字的则是基于大数据预训练生成模型的内容生成型人工智能技术。当下，人工智能技术带来的焦虑主要是能否取代人的劳动，但就其技术能力来看，在未来一段时间内，社会工作主要还是通过人类与人工智能合作来完成的。曾经，机械取代了许多人力工作，被取代的劳动力可以去从事机械制造和维护的工作，汽车取代了黄包车，车夫则可以成为出租车司机，因此技术变革会在一定程度上推动劳动力的技能提升。比如在内容生成领域，使用人工智能技术可能成为一种新的职业技能，无法掌握新技术的劳动力，难以在新生职业中获得工作机会，就可能沦为被淘汰的黄包车。
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1-3组图为人工智能技术生成，关键词：CindySherman、UntitledFilmStill、photography，均由Midjourney生成。
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本文节选自《摄影之友》2023年3月刊
原文标题《图像3.0》
策划/编辑：崔崔崔文/译：聂景
鸣谢：纽约现代艺术博物馆、Flatland画廊、Beetles+Huxley画廊、阿拉里奥艺术空间、佳士得
对于人工智能的应用
以及人类未来图像创作技术的发展
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