Камера-обскура - это что такое?

Трудно представить жизнь в информационном и компьютеризированном мире без фотографии. А ведь камера-обскура — это предшественница нынешних фотоаппаратов. Принцип ее работы до сих пор используют при производстве фотооборудования.

Общие сведения

Это изобретение является простейшим оптическим устройством, созданным столетия назад. Кроме всего прочего, это еще и прибор, при помощи которого можно было получать изображения определенных предметов.

Конструкция

По внешнему виду камера-обскура представляет собой темный ящик с небольшим отверстием в одной из стенок. На противоположной стороне находится так называемый экран, который покрыт либо матовым стеклом, либо же тонким белым листом бумаги. Когда лучи света проходят через отверстие, то на экране получается перевернутый образ внешнего мира. Этот принцип схож с принципом работы нашего глаза, ведь изображения предметов в нем также переворачиваются и обрабатываются. Помимо этого, в современных фотоаппаратах происходит разворот изображения по аналогичному принципу.

Первые упоминания о камере-обскуре

Точная дата ее изобретения неизвестна. Первые упоминания датируются XI веком. А еще раньше, в Х веке, арабский исследователь Ибн аль-Хайсам (Альхазен) наблюдал за солнечными затмениями при помощи палатки, в одной из стенок которой ученый проделал отверстие. За солнцем он следил на противоположной стенке, где образовалось изображение небесного светила после прохождения лучей через отверстие.

В трудах английского философа Роджера Бэкона встречаются места, которые напоминают описание камеры-обскуры, ставшей прообразом объектива в современных фотоаппаратах. Однако точно известно, что это изобретение принадлежит не ему. Еще во времена Античности появился способ построения изображения через малое отверстие.

В ту же эпоху было замечено, что солнечный луч, проникающий в темную комнату через небольшое отверстие, создает световой рисунок внешнего пространства. Аристотель подметил, что это изображение получается на противоположной стене в перевернутом виде. Кроме того, хотя оно меньшего размера, однако имеет такие же цвета и пропорции, как и реальный объект.

В эпоху Средневековья ученые очень часто использовали камеру-обскуру в своих астрономических исследованиях.

Принцип работы

Его впервые изложил итальянский изобретатель и художник Леонардо да Винчи. Описание данного прибора, сделанное да Винчи, можно обнаружить в трудах Дж. Вентури. Великий итальянец разъясняет принцип работы камеры-обскуры после попадания солнечного света в темное помещение сквозь небольшой зазор. Да Винчи также создал схему расположения отверстий для лучей, траекторию самих солнечный лучей, а также экран, на котором получается изображение. Однако Леонардо в своем трактате ни разу не назвал это изобретение камерой-обскурой.

Есть и другие свидетельства того, что на протяжении столетий ученые разных стран пользовались прибором, напоминавшим тот, который сегодня мы называем камерой-обскурой. Среди них были, например, Кеплер и Цан.

Однако камера-обскура – это устройство, которое применяли не только многие ученые, но и некоторые художники использовали его для создания своих живописных полотен.

Прототипы прибора

В XVII веке немецкий астроном Иоганн Кеплер решил создать свою камеру-обскуру. Для этого он установил палатку в поле, сделал в ней отверстие и вставил туда линзу. Он наблюдал, как на прикрепленном листе бумаги, находящемся напротив линзы, возникало перевернутое изображение внешнего мира. Естественно, это можно было рассмотреть, когда солнечные лучи проходили сквозь стекло в палатке.

Новый тип камеры-обскуры удалось создать в том же XVII веке Иоганну Цану. В изобретенном им ящике находилось зеркало под углом 45 градусов по отношению к линзе. Изображение, которое возникало в момент прохождения света через линзу, отражалось на верхней части ящика, покрытой матовым стеклом с калькой. Благодаря этому Цан мог обводить по контуру появившееся изображение. Можно сказать, что это была в своем роде фотография. Среди других достижений Цана числится похожая камера-обскура, только меньшего размера и уже со встроенной линзой. Это был прообраз прибора, которым спустя сто пятьдесят лет будет пользоваться известный изобретатель фотографии Жозеф Ньепс.

Открытия в сфере оптики

Камера-обскура — это изобретение, породившее стремление познавать оптику. В результате начались открытия физических законов в области отражения света. Первым, кто их использовал в своих научных трудах, был Кеплер. Это случилось в 1604 году. И уже через пару лет Галилей сконструировал достаточно сложный телескоп. Еще через два года Кеплер обосновал теорию линз, которая была принята учеными.

Давно было замечено, что влияние солнечного света на окружающий мир весьма велико. Например, было установлено его воздействие на соли серебра, из-за чего серебряные изделия заметно темнеют. Это явление положило начало великой истории фотографии.

Первым, кто смог доказать эту теорию, был физик Иоганн Шульце. В XVIII веке он проводил эксперименты по созданию светящегося в темноте вещества. В ходе своего опыта ученый смешал азотную кислоту, в составе которой было растворенное серебро, с мелом. Профессор заметил, что жидкость, находясь на солнце, постепенно темнеет. Обнаружив это явление, Шульце поставил несколько экспериментов, использовав фигурки и буквы. Он вырезал фигуры из бумаги и приложил к бутылке с раствором. В ходе этого эксперимента удалось получить фотографические отпечатки на меле, смешанном с серебром. Не подозревая о важности своего открытия, он взбалтывал бутылку, после чего изображение терялось. Результаты этого эксперимента физик опубликовал через несколько лет.

Первые фотографии

Начиная с XVIII века возрос спрос на портреты. Учитывая то, что в то время это было дорогое удовольствие, альтернативой живописному портрету стали результаты новых изобретений. Такой портрет создавался при помощи обводки силуэта, который проектировался на бумагу. Затем заготовку вырезали и наклеивали. В 1786 году Жиль-Луи Кретьен придумал обводку лица. Процесс был похож на очерчивание силуэта, однако это изображение потом гравировалось на медной пластинке, с которой делали оттиски на бумаге.

Первая фотография была получена в 1822 году. Это удалось сделать французскому изобретателю Жозефу Ньепсу. Самой старой фотографией, которая смогла уцелеть, стал снимок, сделанный Ньепсом из окна в 1826 году при помощи камеры-обскуры. Она имела оловянную пластинку, покрытую легким слоем асфальта. Создать изображение было затруднительно, поскольку сам процесс фотографирования длился целых восемь часов, да еще и при ярком свете дня. Тем не менее это был настоящий прогресс, так как уже не предусматривалось наличие темной комнаты для получения изображения.

Как изготовить камеру-обскуру в домашних условиях

Многие, кто увлекается оптикой и физикой, нередко задавались вопросом, как же ее сделать самостоятельно? Существует несколько способов, при помощи которых можно посмотреть, как работает изобретение.

Способ №1

Для изготовления камеры-обскуры своими руками необходима коробка, в которой делается отверстие для будущей линзы. Внутренняя поверхность коробки окрашивается в черный цвет, чтобы избавиться от излишка света и не испортить пленку. Перед затвором нужно установить держатель из картона и приклеить его изолентой к внешней стороне. В самой крышке затвора делается небольшое отверстие, а между его держателем устанавливается пластинка из непрозрачного материала.

К конструкции плотно привязываются подающая и принимающая камера. Кроме того, нужно учитывать герметичность, поскольку если будут щели, то фотография не получится.

В подающий отсек следует вставить новую пленку. Её можно приобрести или же достать из старых фотоаппаратов.

На последнем этапе наклеивается фольга с уже проколотым отверстием, которую следует разместить на имеющееся отверстие в коробке. Края должны быть ровными. После этого можно вставлять пленку в камеру и пользоваться.

Способ №2

Для следующего способа берется кусок плотного картона. Желательно, чтобы его внутренняя часть была черного цвета. Это нужно для того, чтобы в камеру не попадали лишние лучи света, иначе результат может быть испорчен. Кроме того, именно по этой причине всю начинку фотоаппаратов делали черного цвета и продолжают делать. Если вместо картонных заготовок, которые нужно самим собирать, взять готовый коробок, то важно не забыть прокрасить черной краской его внутреннее пространство. Чтобы максимально обезопасить камеру-обскуру, проклейте ее со всех сторон черной липкой лентой. Это послужит дополнительной защитой для того, чтобы свет точно не смог попасть и испортить результат работы.

Для этого способа стоит использовать картонные заготовки: прямоугольники, полоски разных размеров. Из них нужно склеить задник камеры, где и будет находиться пленка. На передней части камеры необходимо создать «объектив», в котором так же, как и в первом способе, сделать небольшое отверстие. Оно должно быть ровным, иначе это сильно повлияет на качество изображения. Когда конструкция будет готова, можно приступать к ее использованию.

Создать камеру-обскуру своими руками вполне возможно. Главное – следовать инструкции. А польза от нее может быть большой.

Например, такая самодельная камера-обскура – это прекрасная возможность изучить законы оптики, ближе познакомиться с наукой.