Τι είναι η κάμερα pinhole και πώς λειτουργεί;

Είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς τη ζωή στον κόσμο της πληροφορίας και της τεχνολογίας χωρίς φωτογραφίες. Την ίδια στιγμή, λίγοι άνθρωποι πίστευαν ότι χωρίς μια κάμερα pinhole, δεν θα είχαν εμφανιστεί σύγχρονες κάμερες και άλλος εξοπλισμός. Από το υλικό σε αυτό το άρθρο, θα μάθετε τι είναι, πότε δημιουργήθηκε, ποια είναι η αρχή της δουλειάς του και ποιος το εφηύρε.

Η camera obscura θεωρείται το πρωτότυπο της σύγχρονης φωτογραφικής μηχανής. Μετάφραση από τα λατινικά σημαίνει "σκοτεινό δωμάτιο". Είναι μια απλή οπτική συσκευή με τη βοήθεια της οποίας λαμβάνονται εικόνες από αντικείμενα που εμφανίζονται στην οθόνη. Εξωτερικά, είναι ένα σκούρο κουτί που δεν μεταδίδει φως, με άνοιγμα και σήτα καλυμμένο με λεπτό λευκό χαρτί ή παγωμένο γυαλί.

Σε αυτή την περίπτωση, η τρύπα βρίσκεται στη μία πλευρά και η οθόνη στην άλλη, απέναντι. Το αποτέλεσμα της συσκευής είναι αρκετά ασυνήθιστο. Όταν η δέσμη διέρχεται από την οπή του φωτός, το αντικείμενο εμφανίζεται στον τοίχο απέναντι από την οπή σε μια ανεστραμμένη και μειωμένη όψη. Αυτή η αρχή συνεχίζεται σήμερα σε ορισμένες κάμερες.

Οι πρώτες κάμερες obscura θεωρούνται μεγάλα κουτιά και σκοτεινά δωμάτια με μικροσκοπικά ανοίγματα σε έναν από τους 4 τοίχους. Η ακριβής ημερομηνία δημιουργίας της camera obscura είναι άγνωστη. Η αρχή της δημιουργίας του αποδόθηκε για πρώτη φορά στον Roger Bacon, ο οποίος έζησε το 1214-1294. Ωστόσο, αυτό διαψεύδεται από το βιβλίο «Ιστορία της Φωτογραφίας», που έγραψε το ζεύγος Gernsheim.

Αναφέρει ότι Αυτή η αρχή ήταν γνωστή στα μέσα του 11ου αιώνα στον Άραβα λόγιο Hasan-ibn-Hasan... Εκείνη την εποχή, ο διάσημος επιστήμονας, φυσικός και μαθηματικός συνήθιζε να σκέφτεται τη γραμμική αρχή της διάδοσης του φωτός. Τα συμπεράσματά του βασίστηκαν στην επίδραση της κάμερας pinhole.

αλλά Ορισμένα δεδομένα μας επιτρέπουν να υποστηρίξουμε ότι ο οπτικός εξοπλισμός χρησιμοποιήθηκε ήδη από τον 5ο-4ο αιώνα. προ ΧΡΙΣΤΟΥ NS. Ο μεγάλος Κινέζος φιλόσοφος Mo Tzu (Mo Di) περιέγραψε την εμφάνιση μιας εικόνας στον τοίχο ενός σκοτεινού δωματίου. Ο Αριστοτέλης αναφέρει επίσης μια οπτική συσκευή. Κάποτε, ενδιαφερόταν πολύ για την αρχή της εμφάνισης μιας στρογγυλής εικόνας του ήλιου όταν λάμπει μέσα από μια μικρή τετράγωνη τρύπα.

Ο πρώτος οπτικός εξοπλισμός για τη δημιουργία καμβάδων τέχνης δημιουργήθηκε από τον μεγάλο δάσκαλο Λεονάρντο ντα Βίντσι, ο οποίος έζησε τα έτη 1452-1519. Η περιγραφή του βρίσκεται στην «Πραγματεία για τη Ζωγραφική», όπου ο συγγραφέας μίλησε για την αρχή λειτουργίας μιας οπτικής συσκευής. Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι έγραψε ότι τα αντικείμενα που εμφανίζονται σε ένα φύλλο χαρτιού αποδίδονται όχι μόνο στην πραγματική τους μορφή, αλλά και στα ίδια χρώματα.

Οι κάμερες Obscura άρχισαν να χρησιμοποιούνται ενεργά για τη ζωγραφική τοπίων και πορτρέτων. Τότε ήταν ακόμα μεγάλα και εξοπλισμένα με καθρέφτες που εκτρέπουν το φως. Συχνά, οι φακοί εισάγονταν στην τρύπα, γεγονός που επέτυχε αύξηση της φωτεινότητας και της ευκρίνειας. Στο Μεσαίωνα, οι κάμερες obscura χρησιμοποιούνταν στην αστρονομία (για παράδειγμα, μετρήθηκε η γωνιακή διάμετρος του ήλιου).

Επιπλέον, διάφοροι ερευνητές έχουν γράψει για αυτά. Για παράδειγμα, με τη βοήθεια μιας κάμερας obscura το 1544 ο Gemm Frisius μπόρεσε να παρατηρήσει μια έκλειψη του ήλιου. Λεπτομερείς περιγραφές τέτοιων θαλάμων δόθηκαν από τους Daniele Barbaro (1568) και Benedetti (1585). Δεν ήταν μόνο μεγάλα, αλλά και βαριά, χρησιμοποιώντας επίπεδο-κυρτούς, επίπεδους και κοίλους φακούς.

Το 1611, ο Κέπλερ μπόρεσε να βελτιώσει την κάμερα obscura, η γωνία θέασής του μεγεθύνθηκε. Αργότερα, το 1686, ο Johannes Zahn μπόρεσε να φτιάξει μια φορητή έκδοση εξοπλίζοντάς την με έναν καθρέφτη. Τοποθετήθηκε σε γωνία 45 μοιρών και πρόβαλλε το αντικείμενο σε μια ματ πλάκα τοποθετημένη οριζόντια. Η εικόνα που εμφανίζεται έχει ανατραπεί.

Αργότερα αυτό κατέστησε δυνατή τη μεταφορά αντικειμένων σε χαρτί. Χάρη στη μείωση του μεγέθους, κατέστη δυνατή η αλλαγή της κατεύθυνσης της κάμερας, καθώς και η δημιουργία σκίτσα από τη φύση.

Τον 18ο αιώνα στη Ρωσία, τέτοιες κάμερες ονομάζονταν «κολοσσός για τη φωτογράφιση προοπτικών».... Εξωτερικά έμοιαζαν με σκηνές κατασκήνωσης. Χρησιμοποιήθηκαν για να απαθανατίσουν τη θέα διαφόρων ρωσικών πόλεων. Ήταν δυνατή η μεταφορά εικόνων σε χαρτί χρησιμοποιώντας μολύβια και πινέλα. Ωστόσο, αυτή τη στιγμή υπήρχε μια ενεργή αναζήτηση για απλούστερη μεταφορά και αποτύπωση των εμφανιζόμενων αντικειμένων.

Οι πρώτες φωτογραφίες εμφανίστηκαν με την ανάπτυξη της χημείας. Μέχρι εκείνη την εποχή, οι κάμερες με pinhole ήταν ήδη μικρά κουτιά με αμφίκυρτο φακό στον μπροστινό τοίχο, καθώς και με ασθενώς διαφανές χαρτί στην αντίθετη πλευρά. Στην πραγματικότητα επρόκειτο για συσκευές μηχανικής σκιαγράφησης αντικειμένων.

Το εφέ τέτοιων καμερών άρχισε να χρησιμοποιείται σε φορητές συσκευές που μοιάζουν με σύγχρονες κάμερες περιπτέρων. Η επιθυμία να απλοποιηθεί το έργο των συντακτών κατέστησε δυνατή την πλήρη μηχανοποίηση της διαδικασίας σχεδίασης. Τα εμφανιζόμενα αντικείμενα άρχισαν να εμφανίζονται και να στερεώνονται στο αεροπλάνο με χημικό τρόπο.

Δεν χρειάζεται πια η κουραστική στάση πίσω από την κάμερα και η μετάφραση της εικόνας σκιτσάροντας. Σήμερα οι κάμερες με pinhole χρησιμοποιούνται μόνο περιστασιακά. Η αρχή της δουλειάς τους εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στην παραγωγή φωτογραφικού εξοπλισμού.

Η αρχή λειτουργίας της κάμερας obscura και οι ιδιότητές της μοιάζουν με το έργο των ματιών. Ομοίως, τα εμφανιζόμενα αντικείμενα αναστρέφονται και υποβάλλονται σε επεξεργασία. Το μέγεθος της διαμέτρου της οπής κυμαίνεται από 0,5 έως 5 mm. Οι διαστάσεις των αντικειμένων που εμφανίζονται σχετίζονται με την απόσταση μεταξύ της οπής και του τοίχου με τον φακό. Καθώς αυξάνεται, το μέγεθος των εμφανιζόμενων αντικειμένων αυξάνεται.

Εν η ποιότητα της εικόνας εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος της τρύπας. Όσο μικρότερη είναι η διάμετρος, τόσο πιο ευκρινές και πιο σκούρο είναι το θέμα. Με την αύξησή του, η ευκρίνεια μειώνεται σημαντικά, αλλά η φωτεινότητα του εμφανιζόμενου αντικειμένου αυξάνεται. Ωστόσο, τα αντικείμενα δεν έχουν την υψηλή ευκρίνεια που χαρακτηρίζει την ψηφιακή τεχνολογία.

Η ευκρίνεια των εικόνων αυξάνεται σε ένα ορισμένο όριο, αυτό γίνεται με τη μείωση της διαμέτρου της οπής. Εάν ξεπεραστεί το όριο, η ευκρίνεια της εικόνας υποβαθμίζεται σημαντικά. Το σχέδιο εργασίας με πρώιμες συσκευές δεν ήταν πολύ βολικό. Ήταν δύσκολο να μεταφερθεί η εικόνα ανάποδα.

Πολλοί στο Μεσαίωνα εντυπωσιάστηκαν από την ποιότητα και τον ρεαλισμό των έργων ζωγραφικής διαφορετικών καλλιτεχνών. Το μυστικό ήταν η χρήση οπτικών συσκευών. Ενώ η camera obscura με τους κοίλους φακούς της έχει γίνει πραγματική βοήθεια στη ζωγραφική.

Η χρήση της κάμερας στη ζωγραφική δεν διαφημίστηκε. Η χρήση τέτοιων αντικειμένων κατέστησε δυνατή την επίτευξη υψηλής ακρίβειας μετάδοσης εικόνας. Η εξέταση των πινάκων της Αναγέννησης έδειξε ότι οι καλλιτέχνες χρησιμοποιούσαν κουτιά με τρύπες μικρότερες από 5 mm. Η λεπτομέρεια των εικόνων στους καμβάδες ήταν εντυπωσιακή σε ρεαλισμό.

Ένας από τους πιο διάσημους πίνακες, στον οποίο οι ειδικοί παρατήρησαν τη χρήση μιας κάμερας obscura ή ενός κοίλου καθρέφτη, θεωρείται πορτρέτο των συζύγων Arnolfini, ζωγραφισμένο από τον Φλαμανδό Jan Van Eyck το 1434... Διακρίθηκε από το σχεδόν τέλειο σχέδιο λεπτομερειών.

Η χρήση της κάμερας υποδεικνύεται όχι μόνο από τον άψογα διαγραμμισμένο πολυέλαιο με πολλές αντανακλάσεις φωτός και το κηροπήγιο με περίπλοκο σχήμα. Ιδιαίτερα αξιοσημείωτος είναι ο καθρέφτης στον πίσω τοίχο, ο οποίος απεικονίζει την αντανάκλαση όλων των επίπλων του δωματίου ακόμα και των σκιών. Η ακρίβεια του ντοκιμαντέρ δεν θα μπορούσε να μην τραβήξει την προσοχή των ερευνητών.

Ωστόσο, το ίδιο μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι ο καλλιτέχνης είχε χρησιμοποιήσει στο παρελθόν μια κάμερα obscura για να ζωγραφίσει τους καμβάδες του... Μια εντυπωσιακή απόδειξη για αυτό είναι ο πίνακας του «Ένας άνθρωπος με κόκκινο τουρμπάνι». Φαίνεται να φωτογραφίζεται και ο επαγγελματισμός του σχεδίου δείχνει ότι αυτή δεν είναι η πρώτη χρήση μιας οπτικής συσκευής.

Ανεξάρτητα από το ταλέντο και την τελειοποίηση των δεξιοτήτων σχεδίασης διάσημων δασκάλων, ήταν αδύνατο να επιτευχθεί εκπληκτική ακρίβεια στη λεπτομέρεια τότε. Σταδιακά, η τεχνική της χρήσης οπτικού εξοπλισμού άρχισε να βελτιώνεται. Στις αρχές του 16ου αιώνα, έγινε πιο προσιτό, ωστόσο, η προσθήκη φακών δεν έλυσε ακόμη το πρόβλημα της ανεστραμμένης εικόνας.

Να γιατί υπήρχαν ακόμα πολλοί αριστερόχειρες στους καμβάδες μεγάλων καλλιτεχνών. Ένα παράδειγμα τέτοιου έργου μπορεί να ονομαστεί ένας πίνακας του Frans Hals, ο οποίος απεικονίζει πολλούς αριστερόχειρες ταυτόχρονα. Ένας αριστερόχειρας και μια γυναίκα το γλεντάνε· ένας άλλος αριστερόχειρας τους απειλεί από το παράθυρο. Και ακόμη και η μαϊμού αγγίζει το στρίφωμα του γυναικείου φορέματος με το αριστερό της πόδι.

Με την πάροδο του χρόνου, η έλλειψη εμφάνισης έχει εξαλειφθεί. Τον 17ο αιώνα, όχι μόνο καθρέφτες, αλλά και οπτικά πρίσματα εμφανίστηκαν στην οπτική συσκευή. Επομένως, το πρόβλημα της αναστροφής της εικόνας έχει εξαλειφθεί. Τέτοιοι θάλαμοι ονομάστηκαν διαυγείς θάλαμοι. Χρησιμοποιήθηκαν από επιφανείς καλλιτέχνες.

Η φωτογραφική ζωγραφική εντοπίζεται στους καμβάδες του Jan Vermeer. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ο πίνακας "The Thrush". Δεν είναι δύσκολο να καταλάβει κανείς ότι ο Βερμέερ χρησιμοποίησε μια προηγμένη κάμερα obscura. Ο καμβάς του έχει τα ίδια ελαττώματα που είναι χαρακτηριστικά ορισμένων σύγχρονων φωτογραφικών μηχανών (για παράδειγμα, πλευρές και αντικείμενα που πέφτουν εκτός εστίασης).

Η συνάφεια του camera obscura στην ανάπτυξη της ζωγραφικής και της επιστήμης είναι προφανής. Αυτό αποδεικνύεται από διάφορα ενδιαφέροντα γεγονότα.

• Χάρη σε αυτήν, εμφανίστηκαν καλλιτέχνες ντοκιμαντέρ (για παράδειγμα, ο μεγάλος Canaletto, ο οποίος ζωγράφισε τη Γέφυρα του Westminster, οι μάστορες του πινέλου LK Carmontel, Belotto, FV Perrot). Επιπλέον, συνέβαλε στην ανάπτυξη της φωτογραφίας.

• Κάμερες Obscura χρησιμοποιήθηκαν επίσης σε κινούμενα σχέδια. Με τη βοήθειά τους σκιαγραφήθηκαν τα περιγράμματα των καλλιτεχνών, επιτυγχάνοντας τα πιο φυσικά περιγράμματα, κινήσεις και αναλογίες. Ζωντανά παραδείγματα αυτού είναι τα κινούμενα σχέδια όπως το "The Scarlet Flower", "The Frog Princess", που δημιουργήθηκαν τον περασμένο αιώνα.

• Οι καλλιτέχνες της Αναγέννησης χρησιμοποιούσαν οπτικές συσκευές, οι οποίες ήταν σκοτεινά δωμάτια με μια τρύπα που μπορούσε να βρίσκεται όχι μόνο στον τοίχο, αλλά και στην οροφή. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι έπρεπε να ζωγραφίσουν στο απόλυτο σκοτάδι.

• Παρά το γεγονός ότι σήμερα το camera obscura χάνει τη συνάφειά του, χρησιμοποιείται από αρχάριους καλλιτέχνες. Για παράδειγμα, με τη βοήθειά του, ζωγραφίζονται τοίχοι, διακοσμώντας τους με ρεαλιστικά τοπία ή άλλες εικόνες.

• Επιπλέον, αυτός ο οπτικός εξοπλισμός χρησιμοποιείται για τη λήψη ασυνήθιστων φωτογραφιών και επιδείξεων, στις οποίες φαίνεται στη νεότερη γενιά πώς λειτουργεί αυτή η συσκευή, πώς ήταν, πώς να τη χρησιμοποιεί σωστά.

• Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι, σε αναζήτηση βελτιώσεων, κατασκευάστηκε μια οπτική κάμερα σε μορφή πυραμίδας τεσσάρων πλευρών. Σε αντίθεση με τα κουτιά, η συσκευή βασιζόταν σε 4 πηχάκια, τα οποία συνδέονταν στο πάνω μέρος με συνδέσμους.Η οθόνη της κάμερας έγινε λευκό φόντο, στο οποίο στη συνέχεια εφαρμόστηκαν ειδικά αντιδραστήρια στερέωσης.

• Η μέθοδος λήψης εικόνων σε camera obscura (daguerreotype) διαμορφώθηκε το 1839. Μια επάργυρη μεταλλική πλάκα τοποθετήθηκε στο σκοτάδι και περιχύθηκε με ατμό ιωδίου και στη συνέχεια τοποθετήθηκε σε μια κάμερα για μεγάλη έκθεση σε έντονο φως. Στη συνέχεια, η πλάκα αναπτύχθηκε σε ατμό υδραργύρου μέχρι να ληφθεί ένα αμάλγαμα. Μετά διορθώθηκε η δαγκεροτυπία με καθρέφτη. Με την εφεύρεση των φωτοευαίσθητων υλικών, οι κάμερες με pinhole έγιναν κάμερες.

Για το τι είναι η κάμερα pinhole, δείτε το επόμενο βίντεο.