Co to jest kamera otworkowa i jak działa?

Nie sposób wyobrazić sobie życia w świecie informacji i technologii bez fotografii. Jednocześnie mało kto myślał, że bez kamery otworkowej nie powstałyby nowoczesne aparaty i inny sprzęt. Z materiału w tym artykule dowiesz się, czym jest, kiedy powstał, jaka jest zasada jego działania i kto go wymyślił.

Camera obscura jest uważana za prototyp nowoczesnego aparatu fotograficznego. W tłumaczeniu z łaciny oznacza „ciemny pokój”. Jest to proste urządzenie optyczne, za pomocą którego na ekranie uzyskuje się obrazy wyświetlanych obiektów. Zewnętrznie jest to ciemne pudełko, które nie przepuszcza światła, z otworem i ekranem pokrytym cienkim białym papierem lub matowym szkłem.

W tym przypadku otwór znajduje się z jednej strony, a ekran - z drugiej, przeciwnie. Efekt działania urządzenia jest dość nietypowy. Kiedy wiązka przechodzi przez otwór światła, obiekt jest wyświetlany na ścianie naprzeciwko otworu w widoku odwróconym i zredukowanym. Ta zasada jest kontynuowana do dziś w niektórych aparatach.

Pierwsza camera obscura jest uważana za duże pudła i ciemne pomieszczenia z maleńkimi otworami na jednej z 4 ścian. Dokładna data powstania camera obscura nie jest znana. Zasadę jego powstania po raz pierwszy przypisano Rogerowi Baconowi, który żył w latach 1214-1294. Przeczy temu jednak książka „Historia fotografii”, napisana przez parę Gernsheim.

Twierdzi, że zasada ta była znana w połowie XI wieku arabskiemu uczonemu Hasan-ibn-Hasan... W tym czasie słynny naukowiec, fizyk i matematyk myślał o liniowej zasadzie propagacji światła. Jego wnioski opierały się na efekcie kamery otworkowej.

ale niektóre dane pozwalają stwierdzić, że sprzęt optyczny był używany już w V-IV wieku. pne NS. Wielki chiński filozof Mo Zi (Mo Di) opisał pojawienie się obrazu na ścianie ciemnego pokoju. Arystoteles wspomina również o urządzeniu optycznym. Kiedyś bardzo interesowała go zasada pojawiania się okrągłego obrazu słońca, gdy świeci przez mały kwadratowy otwór.

Pierwszy sprzęt optyczny do tworzenia płócien artystycznych stworzył wielki mistrz Leonardo da Vinci, żyjący w latach 1452-1519. Jego opis można znaleźć w „Traktacie o malarstwie”, gdzie autor mówił o zasadzie działania urządzenia optycznego. Leonardo da Vinci pisał, że obiekty wyświetlane na kartce papieru są oddane nie tylko w ich prawdziwej formie, ale także w tych samych kolorach.

Kamery Obscura zaczęły być aktywnie wykorzystywane do malowania pejzaży i portretów. Wtedy były jeszcze duże i wyposażone w lustra odbijające światło. Często do otworu wkładano soczewki, co osiągnęło wzrost jasności i ostrości. W średniowieczu w astronomii używano kamer obscura (np. mierzono kątową średnicę Słońca).

Ponadto pisali o nich różni badacze. Na przykład, z pomocą camera obscura w 1544 Gemm Frisius był w stanie zaobserwować zaćmienie słońca. Szczegółowe opisy takich komnat podali Daniele Barbaro (1568) i Benedetti (1585). Były nie tylko duże, ale też ciężkie, wykorzystujące soczewki płasko-wypukłe, płaskie i wklęsłe.

W 1611 Keplerowi udało się ulepszyć camera obscura, powiększając jej kąt widzenia. Później, w 1686 roku, Johannes Zahn był w stanie wykonać wersję przenośną, wyposażając ją w lustro. Został ustawiony pod kątem 45 stopni i rzutował obiekt na matową płytę umieszczoną poziomo. Wyświetlany obraz został odwrócony do góry nogami.

W przyszłości umożliwiło to przenoszenie przedmiotów na papier. Dzięki zmniejszeniu rozmiaru możliwa stała się zmiana kierunku kamery, a także wykonywanie szkiców z natury.

W XVIII wieku w Rosji takie aparaty nazywano „kolosami do fotografowania perspektyw”.... Zewnętrznie przypominały namioty kempingowe. Służyły do ​​uchwycenia widoku różnych rosyjskich miast. Możliwe było przenoszenie obrazów na papier za pomocą ołówków i pędzli. Jednak w tym czasie trwało aktywne poszukiwanie prostszego przenoszenia i odciskania wyświetlanych obiektów.

Pierwsze fotografie pojawiły się wraz z rozwojem chemii. W tym czasie kamery otworkowe były już małymi pudełeczkami z dwuwypukłym obiektywem na przedniej ścianie, a także ze słabo przezroczystym papierem po przeciwnej stronie. W rzeczywistości były to urządzenia do mechanicznego szkicowania obiektów.

Efekt takich kamer zaczęto wykorzystywać w urządzeniach przenośnych, przypominających nowoczesne kamery pawilonowe. Chęć uproszczenia pracy kreślarzy pozwoliła na pełną mechanizację procesu rysowania. Wyświetlane obiekty zaczęły pojawiać się i utrwalać na płaszczyźnie w sposób chemiczny.

Nie ma już potrzeby żmudnego stania za kamerą i tłumaczenia obrazu poprzez szkicowanie. Dziś kamery otworkowe są używane tylko sporadycznie. Zasada ich pracy jest nadal wykorzystywana w produkcji sprzętu fotograficznego.

Zasada działania camera obscura i jej właściwości przypominają pracę oczu. Podobnie obiekty do wyświetlenia są odwracane i przetwarzane. Wielkość średnicy otworu waha się od 0,5 do 5 mm. Wymiary wyświetlanych obiektów są związane z odległością otworu od ściany z soczewką. Wraz ze wzrostem zwiększa się rozmiar wyświetlanych obiektów.

W której jakość obrazu zależy bezpośrednio od wielkości otworu. Im mniejsza średnica, tym ostrzejszy i ciemniejszy obiekt. Wraz z jego wzrostem ostrość wyraźnie się pogarsza, ale zwiększa się jasność wyświetlanego obiektu. Jednak obiekty nie mają wysokiej ostrości charakterystycznej dla technologii cyfrowej.

Ostrość obrazów zostaje zwiększona do pewnego limitu, odbywa się to poprzez zmniejszenie średnicy otworu. Jeśli limit zostanie przekroczony, ostrość obrazu zostanie poważnie obniżona. Schemat pracy z wczesnymi urządzeniami nie był zbyt wygodny. Trudno było przenieść obraz do góry nogami.

Wielu w średniowieczu uderzyło jakość i realizm obrazów różnych artystów. Sekretem było zastosowanie urządzeń optycznych. Podczas camera obscura z wklęsłymi soczewkami stała się prawdziwą pomocą w malarstwie.

Użycie aparatu w malarstwie nie było reklamowane. Zastosowanie takich obiektów umożliwiło osiągnięcie wysokiej dokładności transmisji obrazu. Badania malowideł renesansowych sugerowały, że artyści używali pudełek z otworami mniejszymi niż 5 mm. Detale obrazów na płótnach uderzały realizmem.

Rozważany jest jeden z najsłynniejszych obrazów, w którym eksperci zauważyli użycie camera obscura lub wklęsłego lustra portret małżonków Arnolfini, namalowany przez flamandzkiego Jana Van Eycka w 1434... Wyróżniał ją niemal perfekcyjny rysunek detali.

O zastosowaniu aparatu świadczy nie tylko nienagannie wyrysowany żyrandol z dużą ilością refleksów świetlnych i świecznik o misternym kształcie. Na szczególną uwagę zasługuje lustro na tylnej ścianie, na którym odbijają się wszystkie meble w pokoju, a nawet cienie. Dokumentalna dokładność nie mogła nie przyciągnąć uwagi badaczy.

Jednak to samo badania wykazały, że artysta używał wcześniej camera obscura do malowania swoich płócien... Uderzającym tego dowodem jest jego obraz „Człowiek w czerwonym turbanie”. Wydaje się, że jest sfotografowana, a profesjonalizm rysunku wskazuje, że nie jest to pierwsze użycie urządzenia optycznego.

Niezależnie od talentu i wyrafinowania umiejętności rysunkowych słynnych mistrzów, niemożliwe było wówczas osiągnięcie niesamowitej dokładności w szczegółach. Stopniowo technika korzystania ze sprzętu optycznego zaczęła się poprawiać. Na początku XVI wieku stał się bardziej dostępny, jednak dodanie soczewek nie rozwiązało jeszcze problemu odwróconego obrazu.

Dlatego na płótnach wielkich artystów wciąż było wielu leworęcznych. Przykładem takiej pracy może być obraz Fransa Halsa, który przedstawia jednocześnie kilku leworęcznych. Ucztują na nim leworęczny mężczyzna i kobieta, inny leworęczny grozi im przez okno. I nawet małpa dotyka lewą łapą rąbka sukienki kobiety.

Z biegiem czasu wyeliminowano brak wyświetlacza. W XVII wieku w urządzeniu optycznym pojawiły się nie tylko lustra, ale także pryzmaty optyczne. Dzięki temu wyeliminowany został problem odwracania obrazu. Takie komory zaczęto nazywać komorami przejrzystymi. Wykorzystywali je wybitni artyści.

Malarstwo fotograficzne odnaleźć można na płótnach Jana Vermeera. Przykładem tego jest obraz „Drozd”. Nietrudno zrozumieć, że Vermeer zastosował zaawansowaną camera obscura. Jego płótno ma te same wady, które są charakterystyczne dla niektórych nowoczesnych aparatów (np. nieostre boki i przedmioty).

Znaczenie camera obscura w rozwoju malarstwa i nauki jest oczywiste. Świadczą o tym różne ciekawe fakty.

• Dzięki niej pojawili się artyści dokumentalni (m.in. wielki Canaletto, który namalował Most Westminsterski, mistrzowie pędzla LK Carmontel, Bellotto, FV Perrault). Ponadto przyczyniła się do rozwoju fotografii.

• Kamery Obscura zostały również wykorzystane w animacji. Za ich pomocą zarysowano kontury artystów, uzyskując najbardziej naturalne kontury, ruchy i proporcje. Żywymi tego przykładami są takie bajki jak „Szkarłatny kwiat”, „Księżniczka żaby”, stworzone w ubiegłym wieku.

• Artyści renesansowi używali urządzeń optycznych, które były ciemnymi pomieszczeniami z otworem, który mógł znajdować się nie tylko w ścianie, ale także na suficie. Niezwykłe jest to, że musieli malować w całkowitej ciemności.

• Pomimo tego, że dziś camera obscura traci na znaczeniu, używają jej początkujący artyści. Na przykład za jego pomocą malowane są ściany, dekorując je realistycznymi krajobrazami lub innymi obrazami.

• Dodatkowo ten sprzęt optyczny służy do pozyskiwania nietypowych zdjęć i pokazów, na których młodszemu pokoleniu pokazuje się, jak działa to urządzenie, jak to było, jak prawidłowo z niego korzystać.

• Na uwagę zasługuje fakt, że w poszukiwaniu ulepszeń powstał aparat optyczny w formie czworobocznej piramidy. W przeciwieństwie do skrzynek, urządzenie opierało się na 4 listwach, które łączyły się od góry złączkami.Ekran aparatu stał się białym tłem, na które następnie nakładano specjalne odczynniki utrwalające.

• Sposób uzyskiwania obrazów w camera obscura (dagerotyp) ukształtował się do 1839 roku. Posrebrzana metalowa płytka została umieszczona w ciemności i oblana oparami jodu, a następnie umieszczona w aparacie w celu długotrwałej ekspozycji na jasne światło. Następnie płytkę rozwijano w oparach rtęci aż do uzyskania amalgamatu. Następnie naprawiono dagerotyp z lustrzanym odbiciem. Wraz z wynalezieniem materiałów światłoczułych kamery otworkowe stały się kamerami.

Aby dowiedzieć się, czym jest kamera otworkowa, zobacz następny film.