Vad är en pinhole-kamera och hur fungerar den?

Det är omöjligt att föreställa sig livet i informations- och teknologivärlden utan fotografier. Samtidigt var det få som trodde att utan en nålhålskamera skulle moderna kameror och annan utrustning inte ha dykt upp. Från materialet i den här artikeln kommer du att lära dig vad det är, när det skapades, vad är principen för dess arbete och vem som uppfann det.

Camera obscura anses vara prototypen för den moderna fotografiska kameran. Översatt från latin betyder det "mörkt rum". Det är en enkel optisk enhet med hjälp av vilken bilder av visade föremål erhålls på skärmen. Utåt är det en mörk låda som inte släpper igenom ljus, med en öppning och en skärm täckt med tunt vitt papper eller frostat glas.

I det här fallet är hålet placerat på ena sidan och skärmen - på den andra, motsatt. Effekten av enheten är ganska ovanlig. När strålen passerar genom ljushålet visas objektet på väggen mitt emot hålet i en omvänd och reducerad vy. Denna princip fortsätter idag i vissa kameror.

Den första camera obscura anses vara stora lådor och mörka rum med små öppningar på en av de fyra väggarna. Det exakta datumet för skapandet av camera obscura är okänt. Principen för dess skapelse tillskrevs först Roger Bacon, som levde 1214-1294. Detta motbevisas dock av boken "History of Photography", skriven av paret Gernsheim.

Det står det denna princip var känd i mitten av 1000-talet för den arabiske forskaren Hasan-ibn-Hasan... På den tiden brukade den berömda vetenskapsmannen, fysikern och matematikern tänka på den linjära principen om ljusutbredning. Hans slutsatser baserades på effekten av pinhole-kameran.

men vissa data tillåter oss att hävda att optisk utrustning användes redan på 500-300-talen. före Kristus NS. Den store kinesiske filosofen Mo Zi (Mo Di) beskrev utseendet av en bild på väggen i ett mörkt rum. Aristoteles nämner också en optisk anordning. En gång i tiden var han mycket intresserad av principen om utseendet på en rund bild av solen när den lyser genom ett litet fyrkantigt hål.

Den första optiska utrustningen för att skapa konstnärliga dukar skapades av den store mästaren Leonardo da Vinci, som levde åren 1452-1519. Dess beskrivning finns i "Treatise on Painting", där författaren pratade om principen för en optisk enhets funktion. Leonardo da Vinci skrev att föremål som visas på ett pappersark inte bara återges i sina verkliga former, utan också i samma färger.

Obscura-kameror började användas aktivt för att måla landskap och porträtt. Då var de fortfarande stora och utrustade med speglar som avleder ljus. Ofta sattes linser in i hålet, vilket uppnådde en ökning av ljusstyrka och skärpa. Under medeltiden användes obscurakameror inom astronomi (till exempel mättes solens vinkeldiameter).

Dessutom har olika forskare skrivit om dem. Till exempel, med hjälp av en camera obscura 1544 kunde Gemm Frisius observera en solförmörkelse. Detaljerade beskrivningar av sådana kammare gavs av Daniele Barbaro (1568) och Benedetti (1585). De var inte bara stora, utan också tunga, med hjälp av plankonvexa, platta och konkava linser.

År 1611 kunde Kepler förbättra camera obscura, dess synvinkel blev förstorad. Senare, 1686, kunde Johannes Zahn göra en bärbar version genom att förse den med en spegel. Den placerades i en vinkel på 45 grader och projicerade objektet på en matt platta placerad horisontellt. Den visade bilden har vänts upp och ner.

Detta gjorde det i framtiden möjligt att överföra föremål till papper. Tack vare storleksminskningen blev det möjligt att ändra kamerans riktning, samt göra skisser från naturen.

På 1700-talet i Ryssland kallades sådana kameror "koloss för att fotografera perspektiv".... Till det yttre liknade de campingtält. De användes för att fånga utsikten över olika ryska städer. Det var möjligt att överföra bilder till papper med hjälp av pennor och penslar. Men vid denna tidpunkt pågick ett aktivt sökande efter en enklare överföring och prägling av visade objekt.

De första fotografierna dök upp med utvecklingen av kemin. Vid den tiden var pinhole-kameror redan små lådor med en bikonvex lins på framväggen, samt med svagt genomskinligt papper på motsatt sida. I själva verket var dessa anordningar för mekanisk skissning av föremål.

Effekten av sådana kameror började användas i bärbara enheter som liknar moderna paviljongkameror. Önskan att förenkla ritarnas arbete gjorde det möjligt att göra ritprocessen helt mekaniserad. De visade föremålen började dyka upp och fixeras på planet på ett kemiskt sätt.

Det finns inte längre behov av att stå bakom kameran och översätta bilden genom att skissa. Idag används pinhole-kameror bara ibland. Principen för deras arbete används fortfarande i produktionen av fotografisk utrustning.

Funktionsprincipen för camera obscura och dess egenskaper liknar ögonens arbete. På liknande sätt vänds och bearbetas objekt som kan visas. Storleken på hålets diameter varierar från 0,5 till 5 mm. Måtten på de visade objekten är relaterade till avståndet mellan hålet och väggen med linsen. När den ökar ökar storleken på de visade objekten.

Vart i bildkvaliteten beror direkt på hålets storlek. Ju mindre diameter, desto skarpare och mörkare är motivet. Med dess ökning försämras skärpan markant, men ljusstyrkan på det visade objektet ökar. Objekt har dock inte den höga skärpan som är karakteristisk för digital teknik.

Skärpan på bilderna ökas till en viss gräns, detta görs genom att minska hålets diameter. Om gränsen överskrids försämras bildens skärpa kraftigt. Systemet för arbete med tidiga enheter var inte särskilt bekvämt. Det var svårt att överföra bilden upp och ner.

Många under medeltiden slogs av kvaliteten och realismen i målningar av olika konstnärer. Hemligheten var användningen av optiska enheter. Medan camera obscura med sina konkava linser har blivit en riktig hjälp vid målning.

Användningen av kameran i målning annonserades inte. Användningen av sådana föremål gjorde det möjligt att uppnå hög noggrannhet vid bildöverföring. Granskning av renässansmålningar antydde att konstnärerna använde lådor med hål mindre än 5 mm. Detaljeringen av bilderna på dukarna var slående i realism.

En av de mest kända målningarna, där experter märkte användningen av en camera obscura eller en konkav spegel, anses porträtt av Arnolfini-makarna, målat av flamländaren Jan Van Eyck 1434... Hon utmärktes av nästan perfekt teckning av detaljer.

Användningen av kameran indikeras inte bara av den oklanderligt spårade ljuskronan med många ljusreflektioner och ljusstaken med en invecklad form. Särskilt anmärkningsvärt är spegeln på bakväggen, som visar reflektionen av alla möbler i rummet och till och med skuggorna. Den dokumentära noggrannheten kunde inte undgå att väcka forskarnas uppmärksamhet.

Dock samma studier har visat att konstnären tidigare hade använt en camera obscura för att måla sina dukar... Ett slående bevis på detta är hans målning "En man i röd turban". Hon verkar vara fotograferad, och teckningens professionalism tyder på att detta inte är den första användningen av en optisk enhet.

Oavsett talang och förfining av ritfärdigheterna hos kända mästare var det omöjligt att uppnå fantastisk noggrannhet i detalj då. Gradvis började tekniken att använda optisk utrustning att förbättras. I början av 1500-talet blev det mer tillgängligt, men att lägga till linser löste inte problemet med den inverterade bilden ännu.

Det är därför det fanns fortfarande många vänsterhänta på stora konstnärers dukar. Ett exempel på sådant arbete kan kallas en målning av Frans Hals, som föreställer flera vänsterhänta på en gång. En vänsterhänt man och en kvinna festar på det, en annan vänsterhänt hotar dem genom fönstret. Och till och med apan rör vid fållen på kvinnans klänning med sin vänstra tass.

Med tiden har bristen på display eliminerats. På 1600-talet dök inte bara speglar utan även optiska prismor upp i den optiska enheten. Därför har problemet med att invertera bilden eliminerats. Dessa kameror kom att kallas klara kameror. De användes av framstående konstnärer.

Fotografisk målning kan spåras i Jan Vermeers dukar. Ett exempel på detta är målningen "Trasten". Det är inte svårt att förstå att Vermeer använde en avancerad camera obscura. Hans duk har samma defekter som är karakteristiska för vissa moderna kameror (till exempel sidor och föremål som faller ur fokus).

Camera obscuras relevans i utvecklingen av måleri och vetenskap är uppenbar. Detta bevisas av olika intressanta fakta.

• Tack vare henne dök dokumentärkonstnärer upp (till exempel den store Canaletto, som målade Westminster Bridge, mästare på penseln LK Carmontel, Belotto, FV Perrault). Dessutom bidrog hon till fotografiets utveckling.

• Obscura-kameror användes också i animation. Med deras hjälp skisserades konstnärernas konturer, vilket uppnådde de mest naturliga konturerna, rörelserna och proportionerna. Livliga exempel på detta är sådana tecknade serier som "The Scarlet Flower", "The Frog Princess", skapad under förra seklet.

• Renässanskonstnärer använde optiska enheter, som var mörka rum med ett hål som kunde placeras inte bara i väggen utan också i taket. Anmärkningsvärt är det faktum att de var tvungna att måla i totalt mörker.

• Trots att camera obscura i dag tappar sin relevans, används den av nybörjare. Till exempel, med dess hjälp, målas väggar, dekorera dem med realistiska landskap eller andra bilder.

• Dessutom används denna optiska utrustning för att erhålla ovanliga fotografier och demonstrationer, där den yngre generationen visas hur den här enheten fungerar, hur den var, hur man använder den korrekt.

• Anmärkningsvärt är det faktum att, i jakten på förbättringar, gjordes en optisk kamera i form av en fyrsidig pyramid. Till skillnad från lådorna var enheten baserad på 4 lameller, som var sammankopplade upptill med kopplingar.Kameraskärmen blev en vit bakgrund, på vilken speciella fixeringsreagens sedan applicerades.

• Metoden att få bilder i en camera obscura (daguerreotypi) tog form 1839. En silverpläterad metallplatta placerades i mörker och översköljdes med jodånga, placerades sedan i en kamera för lång exponering för starkt ljus. Därefter framkallades plattan i kvicksilverånga tills ett amalgam erhölls. Sedan fixades daguerreotypien med spegelbild. Med uppfinningen av ljuskänsliga material blev pinhole kameror kameror.

För vad en pinhole-kamera är, se nästa video.