摄影测量学的前半部分
一切从针孔成像开始。据说在2000多年前，人们发现在墙壁和物体之间用带针孔的木板遮挡，会在墙壁上形成物体的反射。如果中间的板子前后移动，墙上图像的大小也会相应地改变。这个小小的发现成为了摄影史发展的火种。
聪明人在发现针孔成像后，设计了一种叫做黑匣子的相机(图？1)，可以在屏幕上投射图像。具体来说，黑匣子实际上是一个密封的盒子，一侧有一个小孔，盒外的景物穿过小孔，在盒子完全黑暗的内壁上形成一个倒影。聪明的读者可以发现，这其实是照相机的最早形式。
由于需要投射图像，为了使图像清晰，环境必须相对黑暗，所以历史上很多黑箱实验都是在暗室中进行的。后来黑匣子本身一步步改进，变成了一个更小更便于携带的盒子，成为了画家圈广为流传的绘画辅助的好帮手。
由于黑匣子的限制(毕竟每次都要带一个大箱子不方便...)，有些艺术家想到了不同的绘画方法，可以让他们更好的呈现一幅作品，比如阿尔贝提。1435年，阿尔贝提随教皇尤金四世前往佛罗伦萨。通过与当地艺术家的接触，他以艺术家的身份创作了关于绘画的艺术理论著作，并用拉丁文完成。在这本书中，阿尔贝提提出了一种利用单目透视在二维平面上构建三维空间的新方法——透视法。其实这已经从简单的自然现象的应用发展到一门科学理论了(想想中国的科学发展，缺的是从奇葩技能到科学理论的那一步？0.0)。随后，克鲁帕用透视法绘制了瑞士山脉的地形图，博滕普斯-博普雷在透视法的基础上通过测量角度和距离绘制了圣克鲁斯群岛的地图(图？2)。
众所周知，伟大的达芬奇总结前人的经验，尝试从透视画法来确定画家的视线(图？3)，结合黑盒，1500年，达芬奇回到佛罗伦萨，运用透视等各种绘画方法创作了《蒙娜丽莎》。
随着理论的发展和应用的扩大，很多研究者都想到在黑匣子中加入各种镜头。1540年，吉罗拉莫·卡尔达诺提出了增加镜片的想法。公元1568年，意大利贵族丹尼尔·巴尔巴·罗对以前的无透镜相机盒进行了改造，安装了凸透镜，成为历史上第一个有透镜的相机盒的发明者，并以远近实用法记录了有透镜的相机盒的原理:在相机盒的小孔上绑上一根绳子，可以随意放大或缩小小孔，调整后可以获得非常清晰的图像。
之后，意大利数学家、天文学家但丁在公元1573年的《欧几里得距离定律》中发表了可以把倒像变成正像的观点，大大改进了摄影方法(终于不再倒像了！！)。到公元1611年，开普勒在Diaptria中首次使用凹透镜和凸透镜的复合透光，使黑匣子中的图像呈现出前所未有的摄影分辨率，世人尊称他为摄影光学的始祖。同年，相机最亮的明星lucida出来了(图？4)人们可以通过最亮的星星获得更好的作品。
随着相机的诞生，人们终于可以利用这些技术来拍摄作品了。比如1825年，法国人尼普斯委托法国光学仪器商查尔斯·塞弗为他的摄影暗盒制作光学镜头，并于次年将他发明的感光材料放入暗盒中拍摄记录了历史上第一幅摄影作品(图？5)。他的作品在他位于法国勃艮第的阁楼的窗口成功拍摄，曝光时间超过8小时。
1839年，银盘摄影术问世，银盘摄影术(图？6)它是由巴黎一家著名歌剧院的首席风景画家达盖尔发明的，利用水银蒸气使曝光的银盐涂层显影。这种摄影方式的曝光时间约为30分钟，比Nieps日光硬化摄影方式要短得多。并且这种方法拍摄的照片具有阴影线条细腻、色调均匀、不易褪色、无法复制、图像相反的特点。这种照相方法是以银版照相法命名的，所以也叫银版照相法。
到了这个时候，摄影的技术已经有了很大的进步，人们开始思考是否可以用照片来衡量。
1851年，法国的A.Laussedat首先创造了适合摄影测量的摄影仪器和工作方法，绘制了万森城堡地图，标志着摄影测量学的诞生。1881年，梅登鲍尔根据建筑物的两张照片，用交会法进行了第一次建筑物摄影测量实验，还在1885年建立了普鲁士测量图片库作为柏林的建筑物影像档案馆。1889年，科普制作的第一本摄影测量手册出版，让更多人接触到摄影测量，让更多人开始了解摄影测量。1901年，德国人C.Pulfrich创造了立体坐标测量仪，地面摄影测量发展为地面立体摄影测量，即利用从地面拍摄的立体影像在地面立体测绘仪上建立模型，然后进行地形测绘的技术。适用于山区、小山区、丘陵地区测绘，也可用于地质、冶金、矿山、水利、铁路等方面的勘探工作，测量技术进一步提高。
地面摄影的进步让人们直观的想到了航拍。这时有人想到给鸽子装上微型相机在空中拍照(图？7张图？8)、这样拍出来的照片可以明显更丰富、更宽广，更容易研究！
法国摄影师纳达尔于1858年在巴黎郊外80多米的热气球上拍摄了世界上第一张航拍照片。随后，布莱克在1860用湿板航拍了波士顿。20年后的1885年，法国人在2000英尺高的气球上拍摄了巴黎的航拍照片。然后1906年旧金山地震引发大火，劳伦斯用巨型相机悬挂的17风筝从空中拍摄照片。魏(Wei Siddall Shamflug)为了在航空摄影中使用他的透视绘图仪，发明了沙姆定律(Scheimpflug原理)。20世纪初，莱特兄弟发明了飞机，飞机制造业开始凸显，使得航空摄影测量成为可能。1911年，魏·西达尔·沙姆弗罗格实现了航空摄影测量的第一张整版照片。航空摄影测量的发展把摄影测量带到了一个新的高度。
当然，不得不说，数学一直贯穿摄影测量学，它的出现解决了很多问题，比如3D构图、极线几何、三焦点几何、运动估计、单幅图像的3D建模、未标定、图像的3D重建&等；投影重建和相机自标定也推动了摄影测量的进步。这些技术的发展将在我们文章的后半部分详细描述。让我们紧紧跟随他们吧~