Camera obscura (tamsioji kamera): vaizdų projektorius ir fotografijos ištakos

Camera obscura: tamsiosios kameros istorija, vaizdų projekcija ir fotografijos ištakos — nuo skylutės projekcijų iki modernių fotoaparatų. Sužinok veikimo principą ir pasigamink savo.

Camera obscura lotyniškai reiškia "tamsioji kamera". Taip buvo vadinamas paprastas prietaisas, naudotas vaizdams gauti, kuris paskatino fotografijos išradimą. Angliškas žodis, kuriuo šiandien vadinami fotografijos prietaisai, tėra šio pavadinimo sutrumpinimas į "camera".

Kaip tai veikia

Paprasčiausia camera obscura yra uždara dėžė arba tamsus kambarys su maža skylute viename šone. Šviesa, sklindanti iš išorinio vaizdo, patenka pro skylutę ir suformuoja projekciją ant priešingos sienos ar paviršiaus. Dėl geometrijos projekcija visada yra apversta aukštyn kojomis (kairė–dešinė gali taip pat būti apversta).

Maždaug tokiu principu veikia ir paprastas Pinhole camera. Mažinant skylutės diametrą, sumažėja šviesos kiekis ir vaizdas tampa ryškesnis iki tam tikros ribos — per mažas skylelės diametras sukelia difrakciją ir vėl sumažina aštrumą. Taigi egzistuoja kompromisas tarp ryškumo ir ryškios šviesos kiekio.

Istorija ir svarbiausi paminėjimai

Idėja, kad tamsioje erdvėje pro mažą angą gali atsirasti vaizdas, žinoma nuo senų laikų. Antikos filosofai ir mąstytojai, kaip Platono ir Aristotelio palikuonys, aptarė šviesos savybes. Išsamesnius eksperimentus ir aprašymus pateikė islamo mokslo atstovas Ibn al‑Haytham (Alhazen) savo darbų apie optiką (XI–XII a.). Renesanso ir ankstyvojo naujojo laiko tyrinėtojai, tokie kaip Leonardo da Vinci ir Giovanni Battista della Porta (XVI a.), naudojo ir aprašė camera obscura kaip mokslinį ir piešimo įrankį. XVII–XVIII a. camera obscura tapo plačiai naudojama menininkų ir keliautojų — kai kurie įrenginiai imdavo formą didelių kambarių ar nešiojamų dėžučių su veidrodžiais ir lęšiais.

Panaudojimas menui ir mokslui

Menininkai naudojo camera obscura kaip piešimo pagalbinę priemonę: ant projekcijos papuošdavo popierių ar drobę, užfiksuodami perspektyvą ir detales. Tai padėjo greičiau ir tiksliau perkelti sceną į paveikslą. Mokslinėje plotmėje camera obscura padėjo tyrinėti šviesos sklidimą, židinio priedėčius ir lęšių savybes.

Išvystymas į fotografiją

Jei camera obscura suteikė laikiną projekciją, fotografijos išradimas padarė tą projekciją pastovia: pridėjus šviesai jautrią dangą ar plokštelę galinėje kameros vietoje ir naudodami lęšius bei uždarytuvus (riešklus), pavyko užfiksuoti vaizdą ilgesniam laikui. XIX a. pradiniuose fotografijos etapuose tyrėjai, tokie kaip Nicéphore Niépce, Louis Daguerre ir Henry Fox Talbot, integravo kameros principus su chemija ir mechanika, taip gimė nuolatinė fotografija.

Skirtumai: camera obscura ir moderni kamera

• Projekcijos paviršius: camera obscura vaizdą rodo ant sienos arba popieriaus; moderni kamera užfiksuoja vaizdą ant fotosensoriaus ar plokštelės.
• Apertūra ir lęšiai: camera obscura gali naudoti tik skylutę (pinhole) arba papildomai lęšį, o šiuolaikinė kamera turi reguliuojamą diafragmą, keičiamus lęšius ir mechaninius uždangus.
• Vaizdo orientacija: tradicinis vaizdas yra apverstas; naudojant veidrodžius ar prizmę (ir šiuolaikiniuose fotoaparatuose optinius vaizdo ieškiklius) vaizdas gali būti rodomas taisyklingai.

Praktinės pastabos ir sauga

Camera obscura yra puikus edukacinis projektas: paprastą versiją galima pasigaminti iš dėžutės ar kambario su mažyta skylute. Tačiau reikėtų saugotis žiūrėti pro optinius prietaisus į saulę ar tiesiai į saulę — tai gali pakenkti akims. Projekcija ant paviršiaus pati savaime yra saugesnė nei tiesioginis žvilgsnis pro skylutę į ryškų šviesos šaltinį.

Šiuolaikinės reikšmės

Camera obscura iki šiol naudojama edukacijoje, meno projektuose ir eksperimentinėje fotografijoje (pinhole fotografija). Menininkai ir muziejai kartais statydavo didelius kambarius kaip camera obscura instaliacijas, kur lankytojai gali stebėti aplinkos vaizdus projekuojamus ant sienų — tai leidžia patirti šviesos ir laiko sąveiką tiesiogiai.

Trumpai apibendrinant: camera obscura — tai paprasta, bet konceptualiai galinga priemonė, suvokianti šviesos geometriją, padėjusi peržengti nuo akivaizdžių vaizdų suvokimo prie nuolatinės fotografijos ir artistinių eksperimentų.

Atradimas ir kilmė

Pirmą kartą pinhole kameros, camera obscura pirmtakės, principai paminėti ir atrasti Mozi (470-390 m. pr. m. e.), kinų filosofo ir mohizmo įkūrėjo. Vėliau Aristotelis (384-322 m. pr. m. e.) suprato pinhole kameros optinį principą. Jis stebėjo iš dalies užtemusios saulės pusmėnulio formą, projektuojamą į žemę pro sieto skylutes, ir tarpelius tarp platano lapų.

Pirmąją camera obscura vėliau sukonstravo irakiečių mokslininkas Abu Ali Al-Hasanas Ibn al-Haythamas, gimęs Basroje (965-1039 m.), Vakaruose žinomas kaip Alhacenas arba Alhazenas, kuris savo "Optikos knygoje" atliko praktinius optikos eksperimentus.

Savo įvairiuose eksperimentuose Ibn Al-Haithamas naudojo terminą "al-Bayt al-Muẓlim" (arab. البيت المظلم), kuris į lietuvių kalbą verčiamas kaip tamsus kambarys. Eksperimente, kurį jis atliko, norėdamas nustatyti, kad šviesa sklinda laike ir greičiu, jis teigia: "Jei skylė buvo uždengta užuolaida ir užuolaida buvo nuimta, šviesa, keliaudama nuo skylės iki priešingos sienos, sunaudos laiko." Tą pačią patirtį jis pakartojo nustatydamas, kad šviesa keliauja tiesiomis linijomis. Labiausiai atskleidžiantis eksperimentas, kuriuo iš tiesų buvo įdiegta camera obscura, buvo Saulės atvaizdo pusmėnulio formos užtemimų metu tyrimai, kuriuos jis stebėjo ant sienos, esančios priešais mažą skylutę, padarytą lango užuolaidose. Savo garsiajame veikale "Apie užtemimo formą" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (arab: Jis komentavo savo pastebėjimą: "Saulės vaizdas užtemimo metu, jei jis nėra visiškas, rodo, kad kai jos šviesa praeina pro siaurą apvalią skylę ir krinta į plokštumą, esančią priešais skylę, ji įgauna mėnulio šydo formą.

Atlikdamas eksperimentą su saulės šviesa, jis išplėtė savo šviesos skverbimosi pro skylutę stebėjimą ir padarė išvadą, kad kai saulės šviesa pasiekia ir prasiskverbia pro skylutę, taškuose, kurie susikerta ties skylute, ji sudaro kūgio formą, o vėliau ant priešingos sienos tamsiame kambaryje suformuoja kitą kūgio formą, atvirkščią pirmajai. Taip atsitinka, kai saulės šviesa sklinda iš taško "ﺍ", kol pasiekia angą "ﺏﺤ" ir pro ją projektuojama į ekraną šviečiančiame taške "ﺩﻫ". Kadangi atstumas tarp diafragmos ir ekrano yra nedidelis, palyginti su atstumu tarp diafragmos ir saulės, saulės šviesos sklaida po to, kai ji praeina pro diafragmą, turėtų būti nedidelė. Kitaip tariant, "ﺏﺤ" turėtų būti maždaug lygi "ﺩﻫ". Tačiau pastebėta, kad "ﻙﻁ" yra daug didesnis, kai spindulių, sudarančių "ﻙﻁ" kraštines dalis, keliai nukreipiami atvirkštine kryptimi, paaiškėja, kad jie susitinka taške už diafragmos ribų ir vėl išsiskiria link saulės, kaip parodyta 1 paveiksle. Tai iš tiesų buvo pirmasis tikslus Camera Obscura reiškinio aprašymas.

Kalbant fotoaparato terminais, šviesa pro angą patenka į patalpą ir perduoda į ją nukreiptą (-us) objektą (-us). Objektas tamsiame kambaryje ant priešais skylę esančio ekrano / sienos bus matomas spalvotas, bet apverstas aukštyn kojomis. Tai paaiškinama tuo, kad šviesa sklinda tiesia linija ir kai dalis spindulių, atsispindėjusių nuo ryškaus objekto, praeina pro mažą skylutę plonoje medžiagoje, jie neišsisklaido, o susikerta ir susiformuoja kaip aukštyn kojomis apverstas vaizdas lygiagrečiai skylutei laikomame plokščiame baltame paviršiuje. Ib al-Haithamas nustatė, kad kuo mažesnė skylutė, tuo ryškesnis vaizdas.

Nors tiek skylutės kamera, tiek camera obscura priskiriama Ibn al-Haythamui, camera obscura pirmą kartą buvo aprašyta Aristotelio, kuris pirmasis aprašė, kaip susidaro vaizdas akyje, kaip analogiją naudodamas camera obscura. Alhazenas teigia (lotyniškame vertime) ir dėl camera obscura: "Et nos non inventimus ita", mes to neišradome.

Alhaceno atlikti šviesos elgesio pro kiaurymę stebėjimai

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra camera obscura?

K: Kokia termino "camera obscura" kilmė?

K: Kaip veikia camera obscura?

Klausimas: Ar camera obscura visada projektuoja vaizdą aukštyn kojomis?

K.: Kaip menininkas gali sukurti camera obscura projektuojamo vaizdo kopiją?

K: Ar galima camera obscura projektuoti vaizdą "dešine puse į viršų"?

K: Kuo skiriasi camera obscura nuo skylutės kameros?

Paieška pagal raidę