Камера-обскура

Камера-обскура, схема

Камера-обскура - это прототип фотографического аппарата, темное помещение с одним малым отверстием (диаметром порядка 0,3-1,0 мм), через который на противоположную стену проецируется перевернутое уменьшенное изображение предметов извне.

Диаметр отверстия рассчитывается по формуле, которую вывел лорд Рэлей :

d = 1,9 \ sqrt {f \ lambda} , Где
 d - диаметр отверстия f - расстояние от плоскости отверстия в плоскости изображения λ - длина волны света 


С достаточной для практического применения точностью, диаметр отверстия принимается, как 1/250 расстояния от плоскости отверстия в плоскости изображения.

При этом обеспечивается наилучшее качество изображения.


Латыни camera переводится как комната, а obscurа - темная.

С нее началась история фотографии, когда через маленькое отверстие на бумагу проектировали изображение предмета.


1. История

Когда была изобретена камера-обскура, точно не известно, но уже в V веке до н.е. китайский философ Ми Ти описал возникновение изображения на стене затемненной комнаты. Вспоминал о такой камеру и Аристотель в своем труде "Problemata" (около 350 года до н.э.).

Первый точный и полное описание камеры-обскуры найден в одной из неопубликованных работ Леонардо да Винчи. Вентури (Venturi) в своем труде "О физико-математические труды Леонардо да Винчи" (издана в 1797 году в Париже) приводит соответствующие выписки из произведения Леонардо.

Первое математическое обоснование принципа действия камеры-обскуры предоставил выдающийся месcинський математик Мавроликус (Maurolycus) в своем труде "Photismi de Lumine et Umbra ad Prespectivam et radiorum incedentiam facientia" (закончена в 1521 году, а напечатана только в 1611). В данной работе камера-обскура рассмотрена с математической точки зрения и приведены теоремы, касающихся вопроса прохождения света через малые отверстия, что свидетельствует о четкое понимание автором принципов построения изображения.

В 1540 году в Германии Рейнгольд (Reinhold) и его ученики использовали камеру-обскуру для наблюдения за солнечным затмением. Помогала камера и многим художникам, так Ян Вермер с ее помощью достигал в городских пейзажах почти фотографической достоверности. Это было в XVII веке, задолго до изобретения фотоаппарата. Вероятно, первым применил камеру для зарисовок пейзажей Леонардо да Винчи. Широко среди художников камера-обскура стала использоваться в XVIII веке. А до этого, еще в средневековье, феодалы строили в своих замках темные комнаты с отверстиями которые выходили на улицу, что бы наблюдать, что происходит за стенами, не вставая с постели. Правда, вверх ногами.

Камера-обскура позволяет наблюдать солнечные пятна. Еще в средние века строились готические соборы, в которых почти ежедневно можно было наблюдать поверхность солнца. А 18 мая 1607 года Иоганнес Кеплер ошибочно принял изображение маленькой темной пятнышки на солнечном диске в камере - обскуре Меркурия.

Первое детальное описание камеры-обскуры с линзой приведен в произведении венецианца Барбато (Barbato) "La Prattica della Prospettiva", который был издан в Неаполе в 1568 году. В книге о математические и физические наблюдения, которая была издана в Турине в 1585 году, другой венецианец Бенедетти (Benedetti) вновь привел описание камеры-обскуры с линзой.

Линза, которую применяли Барбато и Бенедетти была плоско-выпуклой. Иоганн Кеплер, который досконально изучил действие камеры-обскуры как с теоретической, так и практической стороны, был первым, кто понял преимущества сложной оптической системы (состоящей из вогнутой и выпуклой линз) над плоско-випуклою.У своем труде "Dioptrice", которая была изданная в 1611 году, приводит принципы рефракции, построения изображений и рассматривает свойства различных типов линз и их комбинаций. Кеплер в этой работе также привел теоретическое обоснование принципа действия камеры-обскуры с оптической точки зрения. Но к сожалению эта часть его труда не получила заслуженного признания.


2. Применение

В наше время камеры-обскуры, установлены во многих городах мира, используются для науки и образования, а также ради забавы. Фотографии, выполненные с помощью камеры-обскуры без линзы, отмечаются мягкостью рисунка, напиврозмитистю, деликатным контрастом и отсутствием дисторсии (distortion), присущей сложным оптическим устройствам. Прибор имеет бесконечную глубину резкости (depth_of_field; głębia_ostrości), но резкость изображения невысока. Ближние предметы получаются более размытыми, чем отдаленные. Для увеличения яркости и резкости изображения может использоваться объектив.


См.. также