История получения фотографии камера обскура реферат

Обновлено: 03.07.2024

Не все об этом знают, но история фотографии начинается на рубеже I и II тысячелетий нашей эры. Именно тогда Альхазен ибн аль-Хайтам - арабский физик и математик - начал исследовать свет и научным образом описал принцип оптической темной комнаты, которую мы знаем как камера-обскура. Арабский ученый обнаружил, что, если вырезать отверстие в затемненной камере, свет, попадающий в нее, будет проецировать перевернутое изображение на противоположную стену. Это открытие легло в основу записи изображений. Осталось только придумать, как придать ему постоянный вид.

Джозеф Нисефор Ньепс начал новаторскую работу в области фотографии. В 1826 году французский физик поместил слой сирийского асфальта (смеси углеводородов и органических соединений) на полированную цинковую пластину. Вещество затвердело под воздействием света. После смывания незафиксированного слоя изображение получилось негативным, а это значит, что пятно света и тень поменялись местами. После покрытия литографической краской и размещения на поверхности бумаги была создана фотография.

Первое фото

Joseph Nicéphore Niépce - Rebecca A. Moss,Director of Visual Resources and Digital Content Lab, via email. College of Liberal Arts Office of Information Technology University of Minnesota

В своей дальнейшей работе он использовал открытие, сделанное в 1724 году немецким профессором Иоганном Генрихом Шульцем. Он обнаружил, что часть серебряной соли темнеет под воздействием света. Ньепс пригласил Луи Жака Дагера, французского художника и сценографа, присоединиться к его исследованиям. Ньепс умер в 1833 году, но оставил после себя много заметок и исследований, так что Дагер мог продолжить свою работу. 7 января 1839 года он представил миру метод под названием дагерротип. Он предусматривал использование покрытой серебром пластины, подвергающейся воздействию паров йода и после воздействия паров ртути. Таким образом ему удалось получить так называемые скрытое изображение, которое могло проявиться (только один раз) после погружения в солевой раствор.

В то же время английский ученый Уильям Фокс Талбот работал над техникой захвата изображения с камеры-обскуры. Его метод, называемый фотогеничным рисунком, предполагал использование бумаги, покрытой светочувствительными материалами. Первые фотографии в виде негатива были получены таким способом в 1835 году. В 1839 году Талбот опубликовал результаты своей работы. Он назвал модифицированную технику фотогеничного рисунка талботипией. Хотя официально Дагер считается изобретателем фотографии, именно метод Талбота в наибольшей степени повлиял на ее дальнейшее развитие.

Первые цветные фотографии

James Clerk Maxwell (original photographic slides) ; scan by User:Janke. - Scanned from The Illustrated History of Colour Photography, Jack H. Coote, 1993. ISBN 0-86343-380-4.

Первоначально явление выцветания не могло быть устранено, а используемые в то время светочувствительные вещества не могли регистрировать красный и зеленый цвета. Это изменилось только в начале 20 века. В 1907 году братья Август Мари Луи и Луи Жан Люмьер разработали первую технику записи естественных цветов, которую они назвали автохромом. Их метод заключался в покрытии стеклянной пластины трехцветным картофельным крахмалом, на который необходимо было нанести светочувствительную эмульсию, используемую в черно-белой фотографии.

Основы современной техники цветной фотосъемки заложил Сергей Михайлович Прокудин-Горский. Он обнаружил, что подходящая комбинация трех фотографий, сделанных в быстрой последовательности с красным, зеленым и синим фильтрами, даст цветное изображение.

Рентгеновские лучи

Фотография - это не только искусство документировать реальность. Фотографические методы в сочетании с использованием электромагнитного излучения легли в основу революционного метода медицинской диагностики, который мы все знаем как рентгеновские лучи. Начнем с самого начала.

Уильям Крукс был одним из предшественников радиационных исследований, которые позже стали известны как рентгеновские лучи. В 1879 году английский ученый изобрел газоразрядную лампу (трубку Крукса), которая стала основой для открытия рентгеновских лучей. Крукс и Иоганн Вильгельм Хитторф обнаружили, что отрицательный электрод генерирует излучение, заставляющее светиться стекло лампы. Крукс провел дальнейшие исследования электрических разрядов в среде благородных газов. Ему удалось обнаружить, что, когда он помещал фотографическую пластинку рядом с лампой, он мог отражать тени предметов, которые закрывали свет лампы, но этот эффект не вызвал у него особого интереса.

Никола Тесла также провел свое исследование по этому поводу. Ему удалось создать катодные лучи такой мощности, что они могли воздействовать на живые организмы. В 1892 году Тесла обнаружил, что катодные лучи можно использовать для наблюдения изнутри тела, и хотя он был первым, кто задокументировал это явление, мир науки отдал приоритет Вильгельму Рентгену, который опубликовал свою работу 28 декабря 1895 года.

Сегодня мы заглянем в прошлое и рассмотрим, как эта удивительная техника создавалась и развивалась, потому что не познав славного прошлого – не построить великого будущего.

Камера-обскура

Считается, что камера-обскура была изобретена примерно в XIII-XIV столетиях, однако в летописи арабского ученого Хасана ибн Хасана, X в., описаны принципы работы камеры-обскуры, на которых в итоге была основана аналоговая фотография.

Камера-обскура в сущности представляет собой тёмную закрытую коробку с отверстием в одной из стенок. Отверстие должно быть достаточно малым относительно размера коробки чтобы камера-обскура правильно работала. Принцип её работы основан на законах оптики: свет, проходящий через крошечное отверстие, трансформируется и создает изображение на встречаемой поверхности, которой является стенка ящика. Изображение было зеркальным и перевернутым, однако современная аналоговая камера работает примерно таким же образом, отличаясь только наличием зеркала и пленки для сохранения созданного светом изображения.

Фотографию, и сам способ её создания, всегда называли убийцей изобразительного искусства. Однако считается, что принципы фотографии широко использовались художниками Ренессанса – Леонардо Да Винчи, Микеланджело и другими. В середине XVI столетия итальянский ученый Джованни Баттиста делла Порта, написал эссе о том, как можно использовать камеру-обскуру чтобы облегчить рисование. Он проецировал изображение людей, стоящих снаружи камеры-обскуры на холст внутри неё (камера-обскура в данном случае была большой комнатой) и затем рисовал по полученному изображению или копировал его.

Процесс использования камеры-обскуры выглядел очень странным и пугающим для людей в те далекие времена и Джованни Баттиста вынужден был отказаться от своей идеи после того, как его арестовали по обвинению в колдовстве.

Рисунок изображает работу в камере-обскуре как это выглядело в то время.

Несмотря на то, что лишь немногие художники Ренессанса признавали, что пользовались камерами-обскурами, считается, что их использовали большинство. Причиной не признавать этого открыто был страх подвергнуться обвинению в оккультизме или просто нежелание признаваться в том, что многие художники считали некоторым обманом.

Сегодня можно констатировать, что камера-обскура была прототипом современного фотоаппарата. Несмотря на то, что она выглядит ненужной сегодня, многие люди все ещё находят её занятной и используют для целей искусства или просто для забавы. Установка пленки и запечатление изображения было логическим продолжением.

Если вы пожелаете создать камеру-обскуру – в сети можно найти массу примеров и советов как это сделать.

Изобретение фотокамеры

Первая фотография, насколько нам известно, была сделана в 1825 г. французским изобретателем Джозефом Ньепсом. Она изображает вид из окна в Ле Гра. У этого изображения мало художественной ценности помимо того, что это первая фотография, из когда-либо сделанных и дошедших до нас.

В связи с особенностями технологии, экспозиция длилась восемь часов, так что солнце на фотографии успело пройти с востока на запад, осветив обе стороны изображенного здания. На этой фотографии, конечно, нет никакой композиции, поскольку в то время фотография рассматривалась не как искусство, а как техническая инновация.

В 1901 году была представлена камера Kodak Brownie, ставшая первой коммерческой камерой на рынке, доступной среднему классу. Камера делала только черно-белые снимки, но была очень популярной благодаря своей эффективности и простоте использования. Цветная фотография, несмотря на то, что разрабатывалась на протяжении XIX столетия, не нашла коммерческого воплощения до середины XX века. Учёные в начале века не могли сохранить цвет достаточно надолго, он пропадал со временем в связи с несовершенством рецептов. Несколько способов цветной фотографии запатентовали в 1862 году два французских изобретателя, работавших независимо друг от друга: Луи Дюко дю Орон и Шарль Кро.

В итоге, первая работающая цветная фотопластинка появилась на рынке в 1907 году. Использовавшийся в ней метод был основан на экране из фильтров. Экран позволял фильтровать красный, зеленый и/или синий свет. Фотопластинка затем обращалась с получением позитивного изображения. Использование этого же экрана в процессе фотопечати позволяло получить цветную фотографию. Данная технология, слегка доработанная используется до сих пор. Красный, зеленый и синий – основные цвета для телевизионных и компьютерных экранов, с этим связан и режим RGB (red+green+blue) в многих графических приложениях.

Первую цветную фотографию, изображение клетчатой ленты, сделал в 1861 году знаменитый шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл, известный за свои работы в области электромагнетизма. Несмотря на большое влияние, оказанное данной фотографией на развитие фотоиндустрии, имя Максвелла редко вспоминают за это. Причина в том, что изобретения в области физики затмили собой достижение в фотографии.

Имена в фотографии

Когда появилась фотография - были и споры и сомнения как это обычно бывает – и лишь немногие люди почувствовали, какие возможности она даёт. Благодаря этим энтузиастам фотография превратилась в большую индустрию в наше время. Эти люди совершенно преобразовали способы делать, смотреть, судить и воспринимать фотографии. Вот наиболее значимые из них.

Альфред Стиглиц

Вместе с тем, что изобретение фотографии привело к новым научным достижениям и развитию индустриального мира, фотография стала частью повседневной жизни и направлением искусства. Одним из людей, стоявших у истоков искусства фотографии был Альфред Стиглиц, американский фотограф и покровитель современного искусства. Многие полагают, что именно Стиглиц сделал фотографию искусством, которым она является сегодня.

Уличные фотографии Стиглица широко известны за его авангардистский подход. Его фоторабота была революционна тем, как он фотографировал натюрморты и что он привнес в фотопортреты. Альфреду принадлежали несколько арт-галерей в Нью-Йорке и он представил американской публике многих европейских художников-авангардистов.

Феликс Надар

Несмотря на некоторые новаторские идеи, портреты Надара следовали тем же академическим принципам классического портрета. Он был известен за портреты многих знаменитостей, таких как Жюль Верн, Александр Дюма, Пётр Кропоткин и Жорж Санд. Как вы можете увидеть на следующих изображениях, эти портреты имели классические композицию и стиль.

Анри Картье-Брессон

Работы этого француза повлияли на поколения фотохудожников и журналистов по всему миру. Несмотря на вышеизложенное, его работы также глубоко художественны. Уйдя из жизни в 2004 году, Анри Картье-Брессон оставил после себя культурное наследие и философию. Использованная им 35-мм камера стала стандартом, а его цитаты были включены во многие книги по теории фотографии. Несмотря на известность и влияние, существует очень мало фотографий этого человека. Он не любил когда его фотографировали и стеснялся своей славы.

Заглядывая в будущее

В следующей статье исторической серии мы рассмотрим период 1940-80-х годов, от изобретения многослойных цветных негативов, до появления моментальных камер Polaroid и Fujifilm. Мы также исследуем историю превращения фотографии в инструмент пропаганды и узнаем почему она стала использоваться в рекламе и продвижении продукции!

От переводчика: Это седьмая статья в серии материалов разных авторов, посвященных плёночной фотографии. Предыдущие шесть:

КАМЕРА-ОБСКУРА. НАСЛЕДИЕ СКВОЗЬ ПРИЗМУ ВРЕМЕНИ

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуальность темы исследования: Фотография настолько вошла в нашу повседневную жизнь, что сегодня мы не осознаем её истинного значение. Фотографию можно причислить к величайшим изобретениям человечества, проникшим практически во все сферы его деятельности. Фотография стала не только средством документации, развлечения и художественного самовыражения. Фотографию следует рассматривать как совокупность разнообразных процессов записи оптической информации, даже включая те, которые находятся за пределами чувствительности человеческого глаза. Многие достижения в области фотографии не только вносят известный вклад в мировую науку, но и привели к созданию разнообразных вспомогательных средств, которые широко используются в науке, технике и народном хозяйстве.

Гипотеза: можно создать камеру-обскуру, из обычной коробки, с помощью которой можно будет получить четкие изображения предметов.

Цель работы: изготовление из подручных материалов камеры-обскуры.

- исследовать изображения, получаемые камерой-обскурой.

Объект исследования – изображение, полученное камерой–обскурой.

Предмет исследования – качество изображения предметов, полученных с помощью камеры-обскуры.

Методы исследования:

1. КАМЕРА-ОБСКУРА. ИСТОРИЯ ФОТОТЕХНИКИ

1.1 История изобретения камеры-обскуры

Первую камеру-обскуру сделал английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (1217—1294). Он использовал камеру-обскуру для того, чтобы в помещении наблюдать за проходящими по улице мимо окон людьми.

В конце 15 века в Европе Леонардо да Винчи подробно описал и зарисовал устройство камеры-обскуры (рис.1).

Рис.1 Устройство камеры-обскуры. Исследования Леонардо да Винчи.

Да Винчи использовал камеру-обскуру при изучении человеческого глаза. С помощью камеры-обскуры он пытался понять то, каким образом на сетчатке глаза образуется изображение.

Однако, широкого применения классическая камера-обскура не находила. Если отверстие для света сделать большим, то изображение получается размытым, а маленькое отверстие дает резкое, но очень тусклое изображение.

Но уже к середине 16 века были предприняты первые попытки усовершенствовать камеру-обскуру. В 1550 г. итальянский физик и математик Жером Кардано предложил оснастить отверстие камеры-обскуры линзой, чтобы улучшить изображение. А для наводки на резкость сделать заднюю стенку камеры передвижной. Большое неудобство представляло перевернутое изображение. Игназио Данти предложил в 1573 г. крепить к камере-обскуре зеркало, которое вторично переворачивало изображение.

Первоначально камерой-обскурой пользовались исключительно оптики и астрономы для научных опытов и наблюдений. Усовершенствованная камера-обскура астронома Иоганна Кеплера представляла собой специальную палатку, которая вращалась, давая возможность вести круговой обзор неба или горизонта. В 1600 г. Кеплер начал применять свою камеру-обскуру для наблюдения за движением Солнца, а в 1607 г. он наблюдал с ее помощью прохождение Меркурием солнечного диска.

В 1655 г. появилась первая компактная камера-обскура, которую сконструировал Роберт Бойль.

Йоганнес Цан спроектировал портативную камеру-обскуру, в которой под углом 45° было расположено зеркало, проецировавшее изображение на матовую горизонтальную пластину. (рис.2).

С развитием оптики стала совершенствоваться и камера-обскура. С установкой двояковыпуклой линзы устройство перестало иметь громоздкие размеры. Камера-обскура превратилась в относительно небольшой деревянный ящик (рис.3). В задней части имелось зеркало, от которого изображение проецировалось вверх, на полупрозрачный лист бумаги или на стекло. Такая камера-обскура не позволяла получать снимок, человек всё так же должен был рисовать изображение.

Рис.2 Устройство камеры-обскуры с линзовым объективом и зеркалом.

Рис.3 Камера-обскура в 18 веке.

1.2 Принцип действия камеры-обскуры

Принцип действия камеры-обскуры заключается в следующем. Если в одной из стенок темного ящика сделать небольшое отверстие, то на противоположной стенке ящика образуется видимое световое изображение всех освещенных предметов, находящихся перед отверстием, при этом изображение будет перевернутым.

Размеры изображаемых предметов зависят от расстояния между отверстием и стенкой (l), на которой возникает изображение. Чем больше это расстояние, тем большими будут выглядеть изображаемые предметы (рис.4). При этом качество изображения находится в прямой зависимости от величины отверстия. Чем оно меньше, тем резче изображение и тем оно темнее.

Рис.4 Расстояния между отверстием и стенкой в камере-обскуре влияет на величину изображения предмета.

С увеличением отверстия резкость изображения ухудшается, зато его яркость возрастает (рис.5).

Рис.5 Размер отверстия в камере-обскуре влияет на качество изображения предмета.

Помещенная в отверстие линза и закрепленное под углом в камере-обскуре зеркало, дают четкое неперевернутое изображение предмета (рис.6).

Рис.6 Камера-обскура, оснащенная линзой и зеркалом.

Хорошо освещаем перед объективом камеры предмет. Отражаемые предметом лучи, проходя через линзу, отражаются от зеркала и создают на экране изображение предмета. Это изображение можно с помощью карандаша перевести на бумагу, находящуюся наверху камеры.

Со временем камера-обскура становилась все меньше, легче и удобнее в использовании. Это было начало великого превращения камеры-обскуры в фотографическую камеру. В дальнейшем она полностью эволюционировала в фотоаппарат.

1.3 От камеры-обскуры до фотоаппарата

Ящичная камера-обскура со встроенным зеркалом и горизонтально расположенным матовым стеклом сыграла основополагающую роль в истории фототехники. Братья изобретатели Жозеф Нисефор и Клод Ньепсы использовали возможности камеры-обскуры в своих исследовательских опытах.

В своих исследованиях Нисефор Ньепс обращался к Винсенту и Шарлю Шевалье. Они были владельцами оптической фирмы "Шевалье" и изобретателями линзы-призмы (рис.7). Линза сразу давала перевернутое изображение на экран камеры. В период с 1825 по 1828 г. Шевалье изготавливали для Ньепса линзы-призмы с различными фокусными расстояниями.

Рис.7 Камера-обскура с использованием линзы-призмы, сделанная Шарлем Шевалье.

В своих опытах Ньепс добивался повышения резкости изображения. К 1828 году стал понятен процесс получения негативного изображения.

Время сохранило всего пять камер Нисефора Ньепса. Камерами-обскурами назвать их было уже нельзя, но и до собственно фотоаппарата им было ещё далеко.

В 1833 году французский художник Луи Жак Манде Дагер отправил Ньепсу эскизы с описанием уже настоящего фотоаппарата со знаменитой линзой Шевалье. В его конструкции воплотились глубокий ум и поразительная наблюдательность талантливых изобретателей Жозефа Нисефора Ньепса (1765-1833), Луи Дагера (1787-1851), а также опыт и превосходная инженерная мысль оптиков Винсента (1770-1841) и Шарля Шевалье (1804-1859).

Дагер создал хорошо отлаженный технологический процесс получения фотографии. Этот процесс получил название дагерротип. Для его реализации кроме фотокамеры использовались два отдельных прибора: для окуривания йодом серебряной пластинки и для проявления парами ртути скрытого изображения.

Дату рождения фотографии - 7 января 1839 г. - по праву можно считать и датой рождения первого фотоаппарата. Луи Дагер получил патент на первый в мире фотоаппарат в этом же году.

Долгие годы ушли на совершенствование оптической системы. Наконец, был создан фотографический объектив (рис.8).

Рис.8 Фотографический объектив, 1850 год.

Самой совершенной на тот момент, без сомнения, была камера для производства дагерротипов Шарля Шевалье.

Итак, первыми фотографическими камерами стали ящичные фотоаппараты. Они получили свое название от формы корпуса в виде ящика, унаследованной ими от ящичной зеркальной камеры-обскуры. Они представляли собой либо два ящика, вложенных один в другой с фокусировкой при их взаимном перемещении, либо неразъёмный корпус в форме ящика с выдвижным тубусом объектива (рис.9).

Рис.9 Камеры для дагерротипов.

Дальнейшая эволюция фототехники в конце 1870-х - начале 1880-х гг. привела к появлению более лёгких и транспортабельных ручных ящичных фотокамер.

Особо следует выделить тип ручных камер со встроенным магазином и автоматической сменой пластин (1887-1930). Фотопластины устанавливались в специальные кассеты, которые, двигаясь по направляющим под действием пружины прижимного устройства, падали на дно фотоаппарата (рис.10).

Рис.10 Кассетный фотоаппарат.

В конце 80-х годов XIX века была изобретена пленка, появились пленочные фотоаппараты (рис.11). Пленка была черно-белая и цветная. Чтобы получилась фотография, пленку проявляли, фиксировали,
просушивали и печатали фотографии на специальной фотобумаге.

Рис. 11 Пленочный фотоаппарат.

Рис.12 Фотоаппарат Polaroid SX 70, 1963 год.

Сейчас мы пользуемся цифровыми фотоаппаратами. Фотографии в них сохраняются на карту памяти. Такие фотоаппараты устанавливают в телефонах, планшетах, ноутбуках… Фотографии можно посмотреть на экранах этих устройств или распечатать на бумаге (рис.13).

Рис.13 Современный фотоаппарат.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА

2.1 Изготовление камеры-обскуры

И зготовим из подручных материалов камеру–обскуру. Для изготовления камеры-обскуры нам понадобятся:

- листы белой бумаги;

- шнурок для крепления.

Возьмем коробку среднего размера. С одного торца коробки вырезаем ножницами круглое отверстие и вставляем в него линзу. Это будет "объективом" нашей камеры. С другого торца коробки вырезаем прямоугольное отверстие. В него мы будем наблюдать изображение, полученное камерой–обскурой.

Закрепляем в пяльцах белый лист бумаги. Это будет экраном нашей камеры. При помощи шнурка крепим экран внутри коробки.

Экран должен быть подвижным, чтобы его можно было передвигать на различные расстояния от линзы.

Чтобы в коробку попадало как можно меньше света, заклеиваем в ней скотчем все щели.

2.2 Исследование изображения, получаемого камерой-обскурой

Проведем эксперименты . Исследуем изображения, получаемые камерой–обскурой. Для наблюдений потребуется яркий свет снаружи и темнота со стороны экрана. Поэтому лучше проводить опыт находясь в темном помещении, освещая предмет источником света, или в солнечный день на улице, изолировав экран от постороннего света. Таким образом проведем 2 эксперимента.

Эксперимент №1.

Для первого эксперимента нам понадобятся:

- источник света – лампа;

Первый эксперимент проведем дома. В комнате занавесим шторы и выключим свет, чтобы постороннее освещение не влияло на качество получаемого изображения. Через камеру-обскуру будем наблюдать за освещенным лампой яблоком.

В итоге на экране получилось четкое изображение перевернутого яблока.

Во время эксперимента мне удалось установить, что:

Если камеру-обскуру отодвинуть дальше от яблока, то на экране яблоко становилось меньше.

ВЫВОД 1: чем дальше камера-обскура от источника света, тем изображение меньше, четкость не изменяется.

Если экран в камере-обскуре отодвинуть дальше от линзы, то на экране яблоко становилось больше.

ВЫВОД 2: чем больше размер камеры-обскуры, тем изображение больше, четкость не изменяется.

В результате такого эксперимента полученное изображение можно обвести карандашом на бумажном экране и получится нарисованное яблоко.

Таким образом, используя этот приём уже в 16 веке, живописцы добивались поразительного сходства картин с натурой.

Эксперимент №2.

После эксперимента дома мы с братом взяли камеру-обскуру и вышли на улицу. Где объектом наблюдения стала я.

Мой брат Миша через камеру-обскуру смотрит на меня и видит мое перевернутое изображение. Почему так происходит?

Световые лучи меня освещают и отражаются от меня. Отраженные лучи света через отверстие с линзой в камере попадают на экран. Поэтому Миша видит на экране моё перевернутое изображение.

ВЫВОД 3: изображение в камере-обскуре получается перевернутым.

Если убрать линзу, изображение в такой маленькой коробке получается очень размытым.

ВЫВОД 4: линза в камере-обскуре улучшает четкость изображения.

Таким образом, считаю гипотезу, что можно создать камеру-обскуру, из обычной коробки, с помощью которой можно получить четкие изображения предметов, доказанной!

Изучив литературу, я узнала историю изобретения камеры-обскуры и выяснила принцип её действия. Собрала литературный материал об эволюции фотоаппаратов - потомков камеры-обскуры.

Экспериментально изготовила камеру-обскуру, тем самым доказав гипотезу исследования.

Экспериментально исследовала изображения и сделала выводы:

ВЫВОД 1: чем дальше камера-обскура от источника света, тем изображение меньше, четкость не изменяется.

ВЫВОД 2: чем больше размер камеры-обскуры, тем изображение больше, четкость не изменяется.

ВЫВОД 3: изображение в камере-обскуре получается перевернутым.

ВЫВОД 4: линза в камере-обскуре улучшает четкость изображения.

К исследовательской работе прилагается видеоматериал с моими экспериментами.

Надеюсь, тема моего исследования была интересна для Вас!

Сурдин В., Карташев М. Камера-обскура// Квант, 1999, № 2

Скоренко Т./фотоаппарат на коленке / Популярная механика /N10 2009г.

Классная физика для любознательных

Журнал о фототехнике и фотографии № 1. История, применение и принцип действия камеры-обскуры

Невозможно представить жизнь в информационном и технологичном мире без фотографий. При этом мало кто задумывался над тем, что без камеры-обскуры не появились бы современные фотоаппараты и иное оборудование. Из материала данной статьи вы узнаете, что она собой представляет, когда была создана, в чем заключается принцип ее работы и кто ее изобрел.

Что это такое?

При этом отверстие располагается на одной стороне, а экран – на другой, противоположной. Эффект устройства весьма необычный. При прохождении луча через отверстие света объект отображается на противоположной по отношению к отверстию стенке в перевернутом и уменьшенном виде. Этот принцип сохраняется и сегодня в некоторых фотокамерах.

История создания

В ней указывается, что данный принцип был известен в середине XI столетия арабскому ученому Хасан-ибн-Хасану. В то время известный ученый, физик и математик раньше задумывался о линейном принципе распространения света. Его выводы были основаны на эффекте работы камеры-обскуры.

Однако некоторые данные позволяют утверждать, что оптическим оборудованием пользовались уже в V—IV в. до н. э. Великий китайский философ Мо Цзы (Мо Ди) сделал описание появления изображения на стене темного помещения. Упоминание об оптическом приборе есть и у Аристотеля. В свое время его очень интересовал принцип появления круглого изображения солнца при его свечении сквозь маленькое отверстие квадратной формы.

Отражение завораживало простотой эффекта наряду с цветовой передачей.

Камеры-обскуры стали активно применять для написания пейзажей и портретов. Тогда они еще были большими и оснащались зеркалами, отклоняющими свет. Нередко в отверстие вставляли линзы, чем достигалось увеличение яркости и резкости. В эпоху Средневековья камерам-обскурам нашлось применение в астрономии (к примеру, измеряли угловой диаметр солнца).

Кроме того, о них писали разные исследователи. Например, с помощью камеры-обскуры в 1544 году Гемм Фризиус смог наблюдать затмение солнца. Подробные описания таких камер давали Даниеле Барбаро (в 1568г) и Бенедетти (в 1585г). Они были не только велики, но и тяжелы, в них использовались плоско-выпуклые, плоские и вогнутые линзы.

В 1611 году камеру-обскуру смог усовершенствовать Кеплер, ее угол зрения стал увеличенным. Позже, в 1686 году, Йоганес Цан смог сделать портативную версию, оснастив ее зеркалом. Оно располагалось под углом 45 градусов и проектировало объект на матовую пластинку, расположенную горизонтально. Отображаемое изображение было перевернуто вверх ногами.

В дальнейшем это делало возможным перенос объектов на бумагу. Благодаря уменьшению размеров появилась возможность менять направление камеры, а также делать эскизы с натуры.

При этом перспектива передавалась безупречно, стало возможным копирование деталей, что свойственно фотографическим снимкам.

Первые фотографии появились с развитием химии. К тому моменту камеры-обскуры уже представляли собой небольшие ящики с двояковыпуклой линзой на передней стенке, а также со слабопрозрачной бумагой на противоположной стороне. По сути, это были устройства для механической зарисовки объектов.

Их принцип был предельно простым: пользователь обводил изображение на бумажном листе.

Эффект таких камер стал использоваться в переносных устройствах, которые напоминают современные павильонные фотоаппараты. Стремление упростить труд рисовальщиков позволило сделать процесс рисования полностью механизированным. Отображаемые объекты стали проявляться и закрепляться на плоскости химическим способом.

Отпала необходимость в утомительном стоянии за камерой и переводе изображения путем зарисовки. Сегодня камеры-обскуры используют лишь изредка. Принцип их работы до сих пор используют при производстве фотооборудования.

Фотографы утверждают, что сделанные ею снимки обладают большей мягкостью и глубиной резкости в сравнении с линзовыми фотоаппаратами. У них нет искажений, свойственных иным оптическим устройствам. Что касается резкости, то для ее увеличения используется объектив.

Устройство и принцип работы

Принцип действия камеры-обскуры и ее свойства напоминают работу глаз. Аналогично им отображаемые объекты переворачиваются и обрабатываются. Размер диаметра отверстия варьируется от 0,5 до 5 мм. Размеры отображаемых объектов связаны с расстоянием между отверстием и стенкой с линзой. С его увеличением увеличиваются размеры отображаемых объектов.

При этом качество изображения зависит непосредственно от размера отверстия. Чем меньше диаметр, тем выше резкость и темней объект. С его увеличением резкость заметно ухудшается, но повышается яркость отображаемого объекта. Однако высокой резкости, характерной для цифровой техники, у предметов нет.

Резкость изображений повышается до определенного предела, делается это путем уменьшения диаметра отверстия. Если предел превышен, резкость картинки сильно ухудшается. Схема работы с ранними устройствами не отличалась удобством. Переносить изображение вверх ногами было сложно.

Когда в устройство добавились зеркала, эксплуатация оптических приборов упростилась.

Применение в живописи

Многих в средние века поражали качество и реалистичность картин разных художников. Секрет же заключался в использовании оптических устройств. В то время камера-обскура с ее вогнутыми линзами стала настоящим подспорьем в живописи.

Применение камеры в живописи не афишировалось. Применение таких предметов позволяло добиться высокой точности передачи изображения. Изучение картин эпохи Ренессанса позволило предположить, что художники пользовались ящиками с отверстиями менее 5 мм. Детализация изображений на полотнах поражала реалистичностью.

Одной из наиболее известных картин, в которых специалисты заметили применение камеры-обскуры либо вогнутого зеркала, считается портрет супругов Арнольфини, написанный фламандцем Яном Ван Эйком в 1434 году. Она отличалась едва ли не идеальной прорисовкой деталей.

Об использовании камеры говорят не только безупречно прорисованная люстра с множеством световых бликов и подсвечник сложной формы. Особого внимания заслуживает зеркало на задней стене, в котором прорисовано отражение всей обстановки в комнате и даже теней. Документальная точность не могла не привлечь внимание исследователей.

Без дополнительного оборудования сделать такое было невозможно.

Вне зависимости от таланта и отточенности навыков рисования известных мастеров добиться потрясающей точности в детализации тогда было невозможно. Постепенно техника использования оптического оборудования стала усовершенствоваться. К началу XVI века она стала более доступной, однако и добавление линз пока не решало проблему перевернутого изображения.

Именно поэтому на полотнах великих художников все еще было много левшей. Примером такой работы можно назвать картину Франса Халса, на которой изображено сразу несколько левшей. На ней пируют мужчина и женщина левши, в окно им грозит еще 1 левша. И даже обезьянка трогает подол платья женщины левой лапой.

Со временем недостаток отображения был устранен. В XVII веке у оптического приспособления появились не только зеркала, но и оптические призмы. Поэтому проблема переворачивания изображения была устранена. Такие камеры стали называть камерами-люцидами. Ими пользовались именитые художники.

Интересные факты

Актуальность камеры-обскуры в развитии живописи и науки очевидна. Этому свидетельствуют различные интересные факты.

Художники эпохи Возрождения использовали оптические приспособления, представлявшие собой темные комнаты с отверстием, которое могло располагаться не только в стене, но и на потолке. Примечателен тот факт, что рисовать им приходилось в полной темноте.

Несмотря на то, что сегодня камера-обскура утрачивает актуальность, ею пользуются начинающие художники. К примеру, с ее помощью расписывают стены, украшая их реалистичными пейзажами или иными изображениями.

Кроме того, данное оптическое оборудование применяют для получения необычных фотографий и демонстраций, на которых подрастающему поколению показывают, как работает данное приспособление, каким оно было, как им правильно пользоваться.

Примечателен тот факт, что в поиске усовершенствований была сделана оптическая камера в форме четырехгранной пирамиды. В отличие от ящиков в основе прибора были 4 рейки, которые соединялись вверху муфтами. Экраном камеры стал белый фон, на который в дальнейшем стали наноситься особые закрепляющие реактивы.

Метод получения изображений в камере-обскуре (дагеротипия) сложился к 1839 году. Посеребренную металлическую пластинку помещали в темноту и обдавали парами йода, затем помещали в камеру для длительного экспонирования на ярком свету. После этого пластинку проявляли в ртутных парах до получения амальгамы. Далее дагеротип с зеркальным изображением закрепляли. С изобретением светочувствительных материалов камеры-обскуры стали фотоаппаратами.

О том, что такое камера-обскура, смотрите в следующем видео.

Изобретение кинематографа открыло новую эпоху в современной культуре. Однако успех братьев Огюста и Луи Люмьер, которых традиционно — и неправильно — считают изобретателями кино, не был связан с открытием по-настоящему революционной технологии. Братья Льюмьер лишь довели до коммерческого использования множество идей, витавших в воздухе и опробованных на тех или иных устройствах в различных странах. По большому счету, люди познакомились и начали экспериментировать с оптическими иллюзиями в очень давние времена. Вместе с киноведом Гором Мелконом мы начинаем цикл публикаций об истории и теории кинематографа, уделяя особое внимание техническому, технологическому и физиологическому аспектам. Наш первый материал посвящен простейшему оптическому прибору — камере-обскуре.

Так выглядит перевернутое изображение объекта, излучающего свет, на задней стенке камеры-обскуры

Тени во время солнечного затмения

Абелярдо Морелл (1994)

Свет падает на человека — стрелами.
Свет от человека попадает в отверстие, формируя его картину.
Свет от головы человека — в нижней части картины.
Свет от ног человека — в верхней части картины.
Все потому, что свет переворачивается в отверстии.

Это древнейшее (из дошедших до нас) описание камеры-обскуры, которую сами моисты нарекли сокровищницей. Есть, однако, предположение, что такое обозначение обусловлено иероглифической ошибкой копииста, в оригинале же якобы подразумевался экран. Гипотеза недоказуемая, но небезосновательная: трактат частично утрачен и местами невнятен во многом из-за неполных и неточных переписок.

До X века, то есть еще полторы тысячи лет после моистов, косвенно, но явственно писавших как о прямолинейном и независимом распространении света, так и об излучающих и отражающих его объектах, в ученом мире преобладало мнение, что это наши глаза испускают энергию, как бы сканируя предметы.

В англоязычной литературе, кстати, дифференцируют понятия “camera obscura” (оснащена фокусирующей оптикой) и “pinhole camera” (лишена факультативных элементов); последнее, в свою очередь, ошибочно отождествляют со стенопом - фотоаппаратом с отверстием вместо объектива.

Следует подчеркнуть, что камера-обскура и пинхол-камера являются не вариациями, а формациями — функционально они взаимозаменяемы, но качественно не равносильны: оптика делает изображение резче и ярче.

Сейчас камера-обскура воспринимается как незатейливый фокус — сложно поверить, что когда-то она была универсальным инструментом для научного постижения и художественного переосмысления действительности: с ее помощью физики изучали лучевые и волновые свойства света; астрономы наблюдали небесные тела и явления; художники делали наброски с натуры — так, кстати, начался Ренессанс.

Читайте также: