1、 攝影技術的發現
1.1、攝影的由來與光的學說
攝影又稱照相，俗稱拍照。日本則是引用中國古代繪畫的術語稱寫真。英文Photography，是由希臘文Phos與Grapho的結合字。Phos 是光，Grapho是描繪，合字是利用光來描繪的意思。就是任何景物由以有光的反射，而聰明的人類想到利用針孔或透鏡來攝取其反映過來的影像，再由感光材料作成，可以永久保存的影像記錄，我們通稱為攝影。
　　攝影在世界上興起，不過是二、三百年來的歷史，而攝影真正融入我們生活中，蔚為風尚，漸入佳境，成為藝術，也不過是近百年來的韻事。但是研究起來，對于攝影有關光學的問題，可以追溯甚遠且廣。我們先說「光」的現象。
　　光，是人類生存活動，生活環境中的一個要素，因為人的視覺信息要靠它來傳遞。
　　依光的波動學說：光是一種波動。發光體發光時，就產生光波。光是以直線向上下、四周圍作波動射出，光波的波長有長有短，進入我們眼里，能以視覺得出不同的顏色。
光依光的電磁波學說：光跟電磁的輻射一樣，不僅速度相同，也能反射，折射，偏極化。光是電磁波中，僅能引起我們眼睛有視覺的部分。電磁波的波長范圍很寬。論波長，最長的是交流電，最短如宇宙射線。那么我們人類眼中可以看到的僅是電磁波中非常窄小的一部分。大約在390毫微米的紫外線與700毫微米的紅外線之間，才是我們可以看得到的。紫外線和紅外線，我們看不見，但是在攝影中可以察覺得到，尤其會影響沖洗、底片、相片的顏色效應。
　　以光的微粒學說：光是從光源射出來的微粒子所構成。此種微粒子，以每秒三十萬公里的大速度，自發光體向上下、四方發射。進入人的眼睛，即讓人有生光之感。此種微粒子是物理學上所謂宇宙基本粒子中之一種，不帶電，有穩定性。
　　愛因斯坦（Einstein Albert 1879－1955）發表『光的產生和轉變的探討』論文中，就證實有它的存在。他說：光是由一個個的微粒量子組成的，這光微粒量子有波的性狀，還有微粒子的特性。
　　光是一種運動不停的能量。光的直射到景物再反射到我們眼里，讓我們感覺到有景物的影像。這光的學識研究與發現，從古來中外皆有。最早的記錄，在中國春秋戰國時代，墨翟（478-392BC）之著作『墨經』中。其論述：光有直線照射的作用。光照射物體會產生影子。光具有反射的性能。論述針孔成像的道理。發光體的遠近，決定光的強弱。放大倍數概念。分別敘述了平面、凸面、凹面鏡的，物體和影像的關系。光的折射現象等等。可見中國的古代，已對光有了相當的研究與認識。
西方世界到公元前350年，首位「科學大師」亞里士多德（Aristotle384－322B.C.）在著作中才提到光學法則。他說到一個現象：每逢有日蝕，從篩孔或樹葉空隙中，投射到地面的光，是呈月彎形狀，尤其是孔越小，光的影像，越明晰清楚。從此，西方人們亦知，光線通過了小孔，會形成影像的光學道理。
　　我國韓非（280－233 BC）著作書中也有說及：筑墻，鑿牖(yǒu)，日出加畫筴(cè)，髹(xiū)上而觀，望見龍、蛇、車、馬、萬物之狀備具。髹是漆器，利用反光，加上畫筴才有更清楚影子。而這畫筴有如一個透孔，如此針孔影像技藝，我國很早就有了。
　　公元前208年，古希臘物理、數學及大發明家阿基米得（Archimedes287－212 BC）為國御敵，曾發明著名的「火鏡」。他利用許多放大透鏡連在一塊，使太陽光集中焦點，投照在敵船上，引火抗敵。
　　公元前139年，西漢淮南王劉安（179－122 BC）編著『淮南萬畢術』，提到用冰制作『透鏡』，說：削冰令圓，舉以向日，以艾承其影則火生。
　　更甚的在『西京日記』此書中，說到漢武帝（140－87BC）時代，有人用白色琉璃，使日光穿過再折射到暗室，如此引光入室，明亮異常。這時起，光學已由學理研究，融入應用在，人們生活中。
　　北宋大科學家沈括（1031－1095）著作『夢溪筆談』里，有針孔成像論說，凹面鏡的分析。他發現『墨經』中，針孔成像可與凹面鏡作結合，且說明成像是由光束造成。光線成束，從凹面鏡反射出后聚成焦點，此點因陽光熱能被會聚后，產生高溫就能起火。
　　
在1100年，阿拉伯學者阿爾哈森（Al Husen）就利用一暗箱，箱壁上開個小針孔，讓日蝕的陽光透過小針孔，倒映在箱壁上，觀察日蝕情況與過程。
　　稍后，中國元朝科學家趙友欽，設計一室，作光學實驗。他結論：針孔太大，不能成像。針孔適當的小，就會形成影像，而且會與光源形狀相同，但方向相反。照明度與距離成反比。其實驗過程與實際情況，他寫篇論文題名為『小罅(xià)光景』。罅，就是孔隙。
　　中國元末明初，陶宗儀著作『輟(chuò)耕錄』說：平江虎丘閣，版上有一竅。當日色清朗時，以掌大白紙承其影，則一寺之形勝，悉于此見之。竅，就是小孔。又提到松江城有塔，東有夏監遠家之小室卻有一塔影。長五寸許，倒懸于西壁之上。
　　針孔影像，已在中外科學家熱烈論述開來。
1116年北宋藥學家寇宗奭(shì)所著『本草衍義』提到：菩薩石映日射之，有五色光。這是日光經過棱形的石英晶體，所折射散出的各種色光。這就是攝影學理上的色散現象。他發現色散的現象，卻足足比英國舉世著名科學家牛頓的發現早550年。

1.2、暗箱的發明與演進
拉丁語系國家的人們，為了避暑把屋子蓋得很遮陽很陰暗。這「房屋」拉丁語為（Camera）。而暗箱（CameraObscure）是晦暗的房室之意，也是照相機（攝影機）的雛形。此為十五世紀末期，文藝復興時代，意大利人達芬奇（LeonardoDa Vici 1452－1519），科學著作中就記述這暗箱，介紹人們可以用來寫生，描繪使用的工具。
　　接著1553年，意大利人玻爾塔（GiovanniPorta 1538－1615）發表了《自然魔術》（MagiaNaturalis），一書中更詳盡介紹CameraObscura。首先推薦人們，暗箱的確可以當作繪畫工具使用。他的著作說；使用這工具，只要用鉛筆將影像反射在畫紙的，描繪出輪廓，再著色即可完成一幅，很有真實感的畫像，再高明的畫家也不能相比。此書當時一版再版，且譯傳世界各國。所以，玻爾塔有一段很長時間，被全世界公認是暗箱的發明人。
　　暗箱，是一個密不透光的箱子或一座沒光的暗室。在箱壁鑿個小孔，讓箱外物景光影穿過此孔，在箱內壁上構成倒影。畫家坐在箱內，鋪張紙在倒影處，即可描成圖像。
　　暗箱，經人們智慧，小孔配上玻璃鏡頭，改進映像的細質性。暗箱本身也改進為體積小，輕便好攜帶，成小匣子，廣為畫家普遍作為，繪畫輔助的好工具。曾有人把雙凸透鏡鑲置在暗箱孔上，可得較好的明確的影像。意大利物理學家卡爾達諾（Cardano1501--1576）在1550年所著「根本問題」里就極力推崇此裝置的作用。
　　更進而在1568年，意大利貴族丹尼爾─巴爾巴洛（DanielBarbaro）出版「遠近實際方法」。書中說出；在暗箱小孔拴上一條繩子，用來將小圓孔隨意放大或縮小，可以調節獲得極清晰的影像。甚至，改革以前無透鏡的暗箱，裝上凸透鏡，成為有史來，有透鏡攝影暗箱的發明者。
　　再者，意大利數學兼天文學家丹提（Danti1536--1586）在1573所著「歐幾里德遠近法」中，發表使用凹面鏡片，可以把倒像弄反成正像，這使得攝影方法又更大改善。
　　接著，卡皮爾（Kepler）在1611年著Diaptria 書中，首創使用凹透鏡與凸透鏡的復合透光，更為暗箱內的影像呈現，前所未有的攝影明析度。世人推崇他為照像光學的始祖。
　　1609年，意大利物理、天文學家伽俐略（Galileo1564－1642）利用凹透鏡作目鏡，用凸鏡作物鏡，發明望遠鏡。尚且觀察天體，發現月球表面不平。銀河是由大量的如太陽的恒星，集組而成。木星有四個衛星。土星外圍有光環。太陽有黑子。
　　1666年，英國大科學家牛頓（Sir IsaacNewton 1642－1727）發現；光的折射，會有光的色散現象的理論，以及論著中，敘述色之特性。他發現任何物體的顏色都不是自己產生的，而是光的照射，再反射出來各各不同顏色光。他用三棱鏡將日光折射分解出紅、橙、黃、綠、藍、靛藍、紫七色。他創立了近代物理光學的新學說，也從此，大大影響了，攝影光學的發展。
　　到了18世紀，使用暗箱普遍被使用。漸有便于描繪肖像，靜物，和室內繪畫小型暗箱，以及戶外風景可手提的，輕巧小的暗箱，經能工巧匠，精致制造。
　　攝影技術，被人們發現且應用在描繪上，讓有心人士已意想到；影像應該不必費時，又勞動手來描繪，而能利用較好方式，即可將影像保存下來的方法。于是，就有感光存影的辦法被發明。攝影的機具如照相機，攝影材料如感光底片，顯影劑，甚至于，影像由黑白進而為彩色，等等因應而出。