История фотографии. Камера-обскура, Камера Люциды

⁰

Камера-обскура - это оптическое устройство. Оно состоит из светонепроницаемого ящика, на одной из сторон которого находится отверстие для попадания внутрь лучей света, и экрана на противоположной стороне. В роли экрана могут выступать белый лист бумаги или стекло матовое. Лучи проходят через отверстие и формируют на экране перевернутое изображение.

Первые обскуры были стационарными и большим шагом вперед стало создание переносных устройств. Стационарные камеры представляли из себя небольшие затемненные комнаты с отверстием в стене и белым экраном на противоположной стороне. Переносные камеры позволяли работать с ними более продуктивно. Сначала это были темные палатки, которые могли вращаться, чтобы ученые могли наблюдать за звездным небом, солнцем. Чуть позже появились разборные камеры. Они были очень громоздкими, но появилась возможность расширить область их применения.

Первые упоминания о явлении, которое лежит в основе работы камеры-обскуры, датируется V веком до нашей эры. Китайский философ Мао-Цзы описывал в своих трудах, как ему приходилось наблюдать что-то интересное и загадочное. На стене темного помещения появляется изображение, если в окно проникает световой луч. Об этом также писал Аристотель.

В Х веке арабский ученый Ибн Альхазен объяснил это явление и создал наблюдательную палатку в виде камеры-обскуры. Такое приспособление нужно было для наблюдения за звездным небом и солнечными затмениями. Сначала его использовали только астрономы, но несколько веков спустя Леонардо да Винчи нашел применение камере в живописи. В 1950 году итальянский физик оснастил камеру линзой, а немного позже ученые предложили дефрагментировать линзу.

Несмотря на то, что изначально камера-обскура была исключительно инструментом астрономов, художники начали использовать ее активно. Они применяли ее для создания портретов, пейзажных картин, получая нужное изображение на стене и обводя контуры углем, красками и другими материалами, а затем дорисовывая детали. Это существенно облегчало их работу. Уже доказано, что многие гениальные картины великих художников, поражающие обилием деталей, были написаны с применением обскуры.

В какой-то момент физики задумались о том, как можно зафиксировать изображение на экране. Так на основе старинного приспособления был создан первый фотоаппарат.

Принцип действия камеры-обскуры

Принцип действия устройства достаточно прост. Лучи, попадающие в отверстие, достигают экрана или бумажного щита и "рисуют" на нем перевернутое изображение того объекта, который находится перед лицевой стороной прибора. Чем больше расстояние между отверстием и экраном, тем больший размер имеет полученная картина.

Качество изображения на экране или бумаге зависит от диаметра отверстия. Чем оно меньше, тем более резкой получается картинка, но при этом она темнее. Сделать изображение ярче можно путем увеличения диаметра окошка, но в этом случае в камеру будут попадать посторонние лучи и изображение окажется размытым.

Темная комната в отверстием в стене является стационарной камерой-обскурой. По такому же принципу устроены глаза человека. Видеть более резко и четко людям помогает усиление оптической схемы хрусталиком и глазным яблоком.

Усовершенствованные и современные камеры-обскуры

С момента создания камеры-обскуры устройство постоянно совершенствовалось и продолжает совершенствоваться в настоящее время. Все современные фотоаппараты можно назвать улучшенной модификацией камеры-обскуры. Они работают по такому же принципу.

В 1550 году итальянские ученые предложили вставлять в устройство линзу. Это позволяло получать более резкое изображение и управлять резкостью. Заднюю стенку обскуры сделали передвижной.

В 1686 году Йоганесс Цан модернизировал устройство, создав портативную камеру. Изображение на ее экране уже не было перевернутым. Этого удалось добиться путем использования зеркал. Ученый расположил их внутри камеры под углом. Применять обскуру стало гораздо удобнее.

Обскура, сконструированная французским физиком, представляла собой пирамиду четырехгранную. Она состояла из четырех реек. в верхней части рейки соединялись муфтами. В качестве экрана ученый предложил использовать белый фон, на который впоследствии начали наносить специальные закрепляющие реактивы.

Использование камеры в жизни

Зная принцип действия камеры-обскуры, можно использовать это явление для создания примитивных фотоаппаратов и даже домашних кинотеатров. В давние времена люди просверливали небольшое отверстие в стенах, выходящих на улицу, и имели возможность наблюдать на стене противоположной то, что происходит за окном. Когда в домах не было телевизоров, это было вполне интересным развлечением.

В настоящее время это потеряло актуальность, но многие начинающие художники используют такой прием. Чтобы расписать стены, изобразить на них красивый пейзаж, можно создать импровизированную камеру, завесив шторы и сделав в плотном материале небольшое отверстие. Используя крупные линзы, можно перевернуть изображение и сделать наброски, а затем доработать картину.

Современные фотографы для создания интересных работ используют стеноп. Он является современной модификацией камеры-обскуры. Внешне он выглядит как обычный фотоаппарат, но объектив закрыт крышкой, в котором просверлено небольшое отверстие. Фотографии получаются необычными, с четко выраженной линией перспективы.

В настоящее время примитивные камеры-обскуры используют для:

науки и образования;
получения необычных фотографий;
демонстрации.

В некоторых городах камеры установлены в музеях или даже на открытых площадках, чтобы люди могли своими глазами увидеть то, чем пользовались их предки, а также понять, как работает данное изобретение.

Как сделать камеру-обскуру самостоятельно

Поэкспериментировать со светом и изображением могут даже люди, не имеющие отношения к фотографии и живописи. Для создания примитивной камеры-обскуры нужно взять спичечный коробок, проделать в нем небольшое отверстие, а на противоположную боковую внутреннюю часть прикрепить фотобумагу. Коробок нужно поставить на подоконник или на открытую площадку на 4-6 часов, после чего его можно будет открыть и оценить результат. На фотобумаге проявится изображение. По такому же принципу камеру-обскуру можно сделать из жестяной банки из под чая, из обувной коробки.

В данном опыте можно использовать также фотопленку, но только не засвеченную. Диаметр отверстия в коробке должен быть совсем небольшим. Если сделать его более крупным, эксперимент не удастся из-за засвечивания пленки.

Фотолюбители могут сделать более сложную модель камеры. Для этого потребуются:

крышка от корпуса камеры;
кусок алюминия квадратный (можно вырезать из пивной банки);
иголка;
бумага наждачная;
изолента черного цвета.

В крышке корпуса камеры необходимо просверлить отверстие. Диаметр отверстия - 5 мм. Все неровности следует зашлифовать бумагой наждачной.

В кусочке алюминия также нужно проделать отверстие. Далее нужно соединить алюминиевый квадрат с корпусом. Сделать это удобно при помощи изоленты. Важно, чтобы отверстия совпадали. Далее нужно прикрепить крышку к объективу и приступить к съемке.Так как диафрагма в данном случае будет максимально закрытой, рекомендуется использовать штатив. Так снимки получатся более четкими.

Началась с попыток художников упростить процесс рисования с натуры путём копирования изображений, получаемых в камере-обскуре.

Изобретение камеры-обскуры и ее последующее усовершенствование является наиболее важным периодом в истории развития фотографии. Камерой-обскурой называется темная комната с малым отверстием в одной из ее стен, через которое свет проникает внутрь комнаты, вследствие чего становится возможным получение изображения наружных предметов.

Эффект, даваемой камерой-обскурой, был замечен пытливым человеческим глазом очень давно. Возможно, что поначалу ему придавалось религиозное, сакральное содержание. Так, например, известный польский писатель Болеслав Прус на основе изучения большого количества древнеегипетских документов в 1895 году в своем историческом романе "Фараон", действия которого происходят в середине XI века до н. э., описал, как Верховный жрец Амона Херихор в тёмной палатке показывали своему владыке картины битвы происходящей на освещённой солнцем равнине. При этом повелитель даже не подозревал, что всё виденное им не божественное знамение, а обычное физическое явление. Интересно, что роман был одним из любимых произведений И. В. Сталина.

Впервые упоминание о камере-обскура встречается ещё в V в. до н.э. Китайский философ Мо-цзы (Мо Ди) описал возникновение изображения на стене затемнённой комнаты. Мо-цзы и его последователи вели решительную идейно-теоретическую борьбу против взглядов конфуцианцев, отстаивавших незыблемость господства наследственной аристократии.

Самое раннее описание принципа работы камеры-обскуры встречается в трудах Аристотеля. "Проблемы" (ок. 350 г. до н.э.) - своеобразный каталог неразрешенных задач. Аристотель задавался вопросом, каким образом может возникать круглое изображение Солнца, когда оно светит через квадратное отверстие. Там же он отмечал, что свет, проникающий в тёмную комнату через небольшое отверстие в ставне, образует на противоположной стене изображение предметов, находящихся на улице перед окном. Предметы изображаются в точных пропорциях и цветах, но в уменьшенных, по сравнению с натурой, размерах и в перевёрнутом виде. При этом масштаб изображения тем крупнее, чем дальше от окна находится стена.

Арабский физик и математик, переводчик и комментатор Аристотеля Ибн ал-Хайсам (965‑1039), ученый из Басры, известный в Европе под латинским именем Альгазен, посвятил этому вопросу особый трактат - "Книгу о форме затмений", содержащий первую в истории физики теорию того, что мы теперь называем принципом камеры-обскуры. Арабский ученый использовал камеру-обскуру для наблюдения за солнцем, что позволило ему сохранить свое зрение. Кроме того, эксперименты натолкнули ученого на мысль о прямолинейном распространении света. До появления трудов Ибн ал-Хайсама считалось, что человеческое зрение работает по принципу радара - из глаз исходят какие-то лучи, которые исследуют все вокруг, позволяя человеку видеть. Арабский ученый в буквальном смысле перевернул это представление, заявив, что лучи не исходят из глаз, а наоборот - попадают в них, взаимодействуя с человеческим органом.

Опыт с малым отверстием описан также в фундаментальной работе ал-Хайсама "Книга оптики", переработанный средневековым польским учёным Эразмом Витело вариант которой (с включением других оптических трактатов ал-Хайсама) был переведён на латинский язык. Это сочинение представляет собой труд из десяти книг под общим названием "Оптика". Трактат Витело, написанный между 1270 и 1278 годом, стал источником знаний для всех, кого упоминают в связи с историей камеры-обскуры: Роджера Бэкона, Леонардо да Винчи, Джироламо Кардано, Джиованни делла Порта, Франческо Мавролика, Иоганна Кеплера. Заслуги Витело в области оптики настолько велики, что один из лунных кратеров назван его именем.

Обложка трактата "Оптика".

В 1267 г. английский ученый и естествоиспытатель Роджер Бэкон пишет трактат "Perspectiva" о луче и спектре разложения света. Правда, в области оптики Бэкон многим обязан Аль Хайсаму, уже упомянутому выше. В этом трактате описание камеры-обскуры так неопределенно, что может быть принято за описание проектирования изображения. В сочинении "Большой труд" (Opus majus) так же присутствуют места, как будто указывающие на его знакомство с принципом камеры-обскуры, но они также столь неясно выражены, что едва ли будет справедливым приписывать Роджеру Бэкону открытие камеры-обскуры.

В 1279 году архиепископ Кентерберийский Джон Пенхан, живо интересовавшийся наукой и не без успеха проводивший научные опыты, высказал мысль, что камеру-обскуру можно использовать для наблюдений за движением солнца. Это был первый случай, когда камеру-обскуру предполагалось применить в качестве оптического прибора для научных опытов.

Описание принципа работы камеры-обскуры можно встретить и в трудах Леонардо да Винчи (1452-1519).

Первое точное и полное ее описание мы находим в рукописи итальянского ученого Джованни Баттиста Вентури "О физико-математических трудах Леонардо да Винчи", опубликованной в Париже в 1797 г. Вентури приводит следующее место из сочинения Леонардо, относящееся к камере-обскуре: "Следующий опыт показывает, каким образом пересекаются лучи от предметов в белковой жидкости внутри глаза. Когда изображения освещенных предметов попадают через малое круглое отверстие внутрь очень темной комнаты, то, поместив на некотором расстоянии от отверстия лист белой бумаги, вы обнаружите на ней все предметы в их соответствующих размерах и цветах. Они будут уменьшенных размеров и обращенными по причине вышеуказанного пересечения лучей. Изображение предмета, освещенного солнцем, будет казаться как бы нарисованным на бумаге, если взять тонкую бумагу и изображение рассматривать сзади. Отверстие должно быть сделано в очень тонком куске листового железа". Далее представлена схема расположения отверстия и экрана и ход световых лучей. Очень важен тот факт, что автор не говорит о камере-обскуре как об изобретении. Из чего можно заключить, что не Леонардо да Винчи первый описал это устройство.

В 1544 году 24 января нидерландский математик, врач, картограф, философ, гравер, мастер астрономических инструментов и создатель одного из старейших глобусов Рейнер Гемм Фризиус наблюдал солнечное затмение при помощи камеры-обскуры. Благодаря Фризиусу появилось первое изображение камеры-обскуры в научных трудах. Это была затемненная комната с отверстием в стене. Изображения предметов, находящихся вне комнаты, проецировались через отверстие на противоположную стену. Люди, находившиеся в комнате, могли наблюдать эти изображения и срисовывать их на бумагу.

Новое устройство захватило умы всех ученых того времени. В разных странах камеры-обскуры испытывались, дополнялись нововведениями, усовершенствовались. Порой это происходило одновременно в разных странах. Теперь трудно с точностью сказать, кто первым предложил поставить линзы и увеличить четкость изображения. Знакомые с наукой люди делали в стенах своих домов отверстия, чтобы, не выходя из дома, наблюдать на противоположной стене, как на экране, происходящее на улице. Камеру-обскуру начинают широко использовать художники эпохи Возрождения для обучения законам перспективы.

В 1568 году ученый и меценат венецианец Даниеле Барбаро впервые дал подробное описание камеры-обскуры с плоско-выпуклой линзой, позволяющей увеличить действующее отверстие для проникающих в камеру лучей и усилить яркость оптического изображения, получаемого с её помощью. А первое подробное описание камеры-обскуры с линзой находим в девятой части его трактата о перспективе "La Pratticadella Prospettiva", изданном в Неаполе в 1568 г.

Итальянский математик и физик Джероламо Кардано (1501–1576) установил в камеру-обскуру линзу, а изображение с помощью зеркала проецировал на матовую стеклянную пластину. Ученый предполагал использовать камеру-обскуру в качестве вспомогательного технического средства при постановке развлекательных зрелищ и на показе всевозможных чудес. Кардано считается изобретателем карданного вала. Механизм был известен ещё Леонардо да Винчи, но Кардано был первым, кто опубликовал изобретение.

В 1570 году итальянец Джамбаттиста делла Порта сконструировал усовершенствованный вариант камеры-обскуры. Позднее он предложил использовать камеру-обскуру для выполнения рисунков и их проектирования (идея проекционного фонаря). Принцип действия камеры-обскуры он также использовал при разработке теории зрения. Он также обсуждал вопрос о соединении выпуклой и вогнутой линз для наблюдения далеких и близких предметов. Вот как делла Порта описывал в 1589 году свою камеру-обскуру: "Теперь сообщу Вам то, о чем доселе молчал и думал, что должен молчать. Если поместить у отверстия чечевицеобразное стекло, то все изображение будет отчетливее; увидишь и лица проходящих людей, платья, цвета, движение, все как будто было вблизи. Зрелище так приятно, что видевшие не могли вдоволь насмотреться".

Чтобы придать перевернутому изображению правильную ориентацию, в 1573-м году Игназио Данти стал использовать зеркала.

10 июля 1600 года великий астроном и физик Иоганн Кеплер сделал для наблюдения солнечного затмения большую камеру-обскуру, а в 1607 году он наблюдал с ее помощью прохождение Меркурием солнечного диска. Первый трактат Кеплера по оптике называется "Дополнения к Вителлию" (издан в 1604 году). В нем был сформулирован один из основных законов фотометрии - закон обратной пропорциональности между освещенностью и квадратом расстояния до источника света, введено понятие фокуса и дана формула линзы. В 1620 году он поставил в поле камеру-обскуру в виде темной палатки, в прорезь палатки вставил линзу и наблюдал изображения, появлявшееся на белой бумаге на противоположной стенке. Кеплер создал оптическую систему для камеры-обскуры, состоящую из вогнутой и выпуклой линз, что позволило увеличить угол поля зрения камеры.

В XVII в. появляются первые переносные камеры-обскуры. Несмотря на то что они были довольно тяжелыми и громоздкими, такие камеры стали находить уже более широкое применение. Этим камера-обскура во многом обязана Кеплеру, много сделавшему для ее усовершенствования.

В 1644 году немецкий ученый, иезуит, священник из Кима Атанасиус Кирхер соорудил большую камеру-обскуру. Это было передвижное помещение, которое легко переносилось с места на место. Человек забирался в эту комнату через люк. На гравюре он очерчивает, с обратной стороны, изображение на прозрачной бумаге, которая висит напротив одной из линз. Обладавший энциклопедическими знаниями Кирхер написал много трактатов по самым разнообразным предметам. В 1671 году в своей книге "Великое искусство света и теней" описал, как с помощью камеры-обскуры можно проецировать изображение с прозрачной пластинки на стену или экран. Там же дается совет, как использовать камеру-обскуру в качестве приспособления для зарисовок с натуры или "волшебного фонаря" (другими словами, проекционного аппарата).

В 1659 году голландский ученый Христиан Гюйгенс добавил к аппарату фокусирующие линзы для увеличения четкости изображения. Так называемый "окуляр Гюйгенса", состоит из двух плоско-выпуклых линз, обращенных выпуклыми сторонами к объективу. Также Гюйгенс является изобретателем диаскопического проектора.

XIX век внес окончательную ясность в принцип действия камеры-обскуры с помощью открытий Огюстена Жана Френеля (1788-1827), Доминика Франсуа Жана Араго (1786-1853), Джона Уильяма Стретта (лорда Рэлей) (1842-1919).

Французский астроном и физик Араго с позиций теории дифракции Френеля объяснил парадоксальное свойство малого отверстия: освещённость в изображении падает в v2 раз при увеличении его диаметра кратно четному числу зон Френеля, а наименьшая освещённость соответствует двум зонам Френеля. Несколькими десятилетиями позже Рэлей вывел формулу для вычисления диаметра отверстия, соответствующего наиболее резкому и четкому изображению.

Эти открытия показали, что с незапамятных времен природа дала в руки человеку почти идеальный оптический прибор - камеру-обскуру, отягощённую только одной хроматической аберрацией. В дальнейшем эти свойства оптического элемента камеры-обскуры послужили основой для создания специальных видов фототехники, применявшихся в пикториальной фотографии. И сейчас, в век цифровой фотографии, предшественница современного фотоаппарата продолжает привлекать фотографов простотой конструкции, изяществом концепции и работой непосредственно со светом.

Евклид, исследуя ход лучей через малое отверстие, создал всем нам знакомую Евклидову геометрию и заложил основы геометрической, или лучевой, оптики. Леонардо да Винчи первым провёл прямую аналогию между глазом и камерой-обскурой, указывая на сходство происходящих в них физических явлений. Популяризаторская деятельность Джамбаттиста делла Порта доказала объективное существование действительного изображения вне человеческого глаза. По словам С.И. Вавилова «...камера-обскура решительно отделила свет от зрения, и в этом ее историческая теоретико-познавательная роль».

Итак, с одной стороны, «Камера обскура» это фестивальный арт-хаусный триллер, апеллирующий очень многообещающей идеей и непредсказуемым развитием сюжета. С другой это дебютная полнометражная работа, не избежавшая досадных ошибок многих дебютных полнометражных работ.

Давайте начнём с плюсов. В хороших режиссёрских руках данный сценарий мог бы получить поистине качественную реализацию: потенциала тут хоть отбавляй. Во-первых, тема фотографирования используется в кино очень редко, а за редкими алмазами своя охота. Во-вторых, как прекрасно, когда нельзя догадаться сразу, что за барабашка происходит с главным героем. Начинается всё как типичная мистическая история: протагонисту ставится задача если не разгадать, откуда взялось зло, то по крайней мере попытаться его уничтожить. Продолжается всё уже как триллер, в котором иллюзии становятся убийственными, а собственному рассудку доверять больше нельзя. Здесь важно с чувством, с толком, с расстановкой запутать и запугать бедного зрителя, чтобы тот ломал голову над метаморфозами сюжета и при этом хотел узнать, чем в итоге обернётся то ли психоз, то ли свистопляска призраков. И в-третьих, «Камера обскура» почти идеальное кино для ночных одиночек, которым важно правильно настроить себя на сон, избежав вечерней тоски. Если переждать довольно унылое начало, потом события станут течь как подобает и вряд ли захочется прервать просмотр. Приятный бонус: из актёрской команды особенно была хороша колоритная Кэти Куртин, сыгравшая женщину-полицейского. Жаль, ей не дали полностью раскрыться.

А теперь к минусам. Ну, опять же, какой бы многообещающей ни была задумка, целостной постановки не получилось. Вся она какая-то неуверенная, сырая и сделанная почти по-студенчески. Кунц не пытается напрягать оператора ради продуманных планов и ракурсов, актёров ради добротного исполнения, себя ради того, чтобы повествование хотя бы не разваливалось на части. К тому же, мне совсем не верилось в химию между главными героями. Вели они себя так неловко, словно только начали отношения, хотя изначально понятно эти двое давно вместе. Да и вообще, когда начинают происходить жуткие вещи, истеричность Клэр и растерянность Джона в совокупности смотрятся скорее нелепо, чем впечатляюще. Отрекаясь от сладкой парочки, можно также упомянуть, что моменты эдакого бытового спокойствия очень слабо уживаются с возникающими впоследствии ужасами: фильм словно скачет по шкале интереса от «хм, неплохо!» до «давайте промотаем, а то я уйду на перерыв». Скорее всего, именно это обстоятельство мешает полностью сосредоточиться на набирающей обороты проблеме главного героя: не соблюдён баланс между важным и мелочным, не найдено решение, как поэтапно раззадорить публику, либо подкидывая новые загадки, либо шокируя очередными элементами хоррора, от которого никогда не знаешь, чего ожидать.

Всё изложенное выше, конечно, подразумевает для «Камеры обскура» самую нейтральную оценку. Это тот случай, когда отдаешь отчёт, что фильм вполне мог тебе понравиться, но в твоей голове его иная интерпретация выглядит гораздо более заманчиво, чем на экране. Увы, А. Б. Кунц не лучшая кандидатура на пост режиссёра для воплощения таких интересных идей.

Леонардо Да Винчи

Геометрическая оптика основывается на представлении о прямолинейном распространении света, и едва ли не главную роль в ней играет феномен светового луча. Когда свет отражается от полированной плоской поверхности, то угол падения обязательно должен быть равен углу отражения, поэтому, глядя в зеркало, можно увидеть не только собственное лицо, но и источник света. На этом принципе и построено великое изобретение геометрической и световой оптики - камера обскура (от лат. сamera - «комната» и obscura - «темная»).

Древнее изобретение

Первые упоминания о камере-обскуре встречаются еще в V веке до н. э. Именно тогда китайский философ Ми Ти поведал миру о возникновении изображения на стене затемненной комнаты. Принцип камеры обскура первым подробно описал и проанализировал Аристотель. Вслед за ним арабский физик и математик X века ибн Аль-Хайтам (Альхазен) сделал вывод о линейности распространения света. В Средние века камера-обскура была вновь «открыта» английским философом и естествоиспытателем Роджером Бэконом (1217–1294), а в 1279-м архиепископ Кентерберийский Джон Пенхам высказал мысль, что с помощью камеры-обскуры можно наблюдать за движением Солнца.

Первый прообраз фотографии

Первая камера обскура, использованная для написания художественных полотен, была создана Леонардо да Винчи. «Титан Возрождения» подробно описал ее в своем «Трактате о живописи». «…Когда изображения освещенных объектов проходят через маленькое круглое отверстие в очень темную комнату, вы будете видеть на бумаге все те объекты в их естественных формах и цветах…», - писал великий живописец, наблюдая, как лучи света, отражаясь на матовом стекле, создавали перевернутое цветное изображение.

Конечно, по такой технологии нельзя запечатлеть что-то динамичное, так что если вас интересует , читайте о ней отдельный материал. также будет проблематичной. Но с камерой-обскурой можно было написать , чем Леонардо и пользовался.

«Темную комнату?» - спросите вы. Да, в Средние века и в сменившую их эпоху Возрождения камера-обскура была стационарной - большой темной комнатой с отверстием в одной из стен. Художник находился внутри нее, зарисовывая на противоположной стене происходящее снаружи. Для больших по размеру полотен это было весьма удобно. Леонардо да Винчи принадлежит и проект инструмента для измерения интенсивности света, и фотометр, воплощенный в жизнь лишь три века спустя. Неудивительно, что в числе изобретений великого художника почетное место занимала камера-обскура - прообраз будущего фотоаппарата.

И все же камера-обскура великого Леонардо имела существенное неудобство. Как ученый-оптик Леонардо да Винчи знал, что зрительные образы на роговице глаза проецируются в перевернутом виде, поэтому не удивлялся тому, что в камере-обскуре все отображалось вверх ногами. Но художникам, пытавшимся вслед за Леонардо соединять живопись и достижения прикладной оптики, было очень неудобно каждый раз ставить все с головы на ноги. Это учел Йоганнес Цан, который в 1686 году, опираясь на чертежи и расчеты великого Леонардо, спроектировал портативную камеру-обскуру, значительно ее усовершенствовав. Он снабдил камеру зеркалом, расположенным под углом 45 градусов и проецирующим изображение на матовую горизонтальную пластину, что позволяло художникам легко переносить пейзажи на бумагу уже не в перевернутом виде.

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

Введение

Сегодня фотоаппарат есть почти у каждого человека, одни пользуются профессиональными фотокамерами, другим достаточно камеры на телефоне. Увлечение селфи стало неотъемлемой частью нашей культуры. Интересно, а раньше как люди могли запечатлеть моменты своей жизни? Писали картины, например. Но ведь у каждого свой взгляд и видение предметов, а значит 100% сходства, конечно же не было. Так чем же наши предки заменяли фотоаппарат?

Не каждый школьник сможет похвастаться тем, что видел своими глазами и держал в руках черно-белую фотографическую карточку. И совсем мало тех, кто видел, как появляется изображение на фотобумаге. Рассматривая бабушкин фотоальбом, я заметила, что фотографии были совсем другими. Фотобумага, цветовая гамма, размер фотографий заметно отличаются от современных фотографий. Интересно, а когда появилась и как развивалась фото индустрия? В не зависимости от сложности конструкции и функций сегодняшних фотокамер, все они являются потомками устройства изобретенного гораздо раньше, чем появилось само слово «фотография». Речь пойдет о камере-обскура - устройства, на основе которого были созданы все основные принципы фотографирования.

Сегодня фотография очень широко применяется в разных сферах деятельности человека: в искусстве, в науке или повседневной жизни. Увлечение фотографией стало особенной приметой времени. Так как ею занимаются многие люди разных возрастов и самых разных профессий.

Объектом исследования является история развития фотоаппарата.

Предмет исследования камера-обскура.

Цель: изучить историю фотоаппарата и принцип работы камеры-обскура.

Задачи исследования:

Узнать историю фотоаппарата.

Сделать свои камеры-обскура.

Выяснить знают ли школьники что такое «камера-обскура»?

Гипотеза: камера-обскура является прототипом современного фотоаппарата.

Методы исследования: изучение материалов, социологический опрос, обработка анкет, эксперимент, анализ полученных данных.

Раздел. История камеры-обскура.

Когда была изобретена камера-обскура, точно не известно, но уже в V веке до нашей эры китайский философ Ми Ти описал возникновение изображения на стене затемненной комнаты. Упоминал о такой камере и Аристотель. 1 С нее - то и началась история фотографии, когда через маленькое отверстие на бумагу проектировали изображение предмета.

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

До XVII века все камеры-обскура были стационарными, так как представляли собой обыкновенные комнаты, в которых можно было вести астрономические наблюдения.

Первоначально камерой-обскура пользовались исключительно ученые - оптики и астроному - для научных опытом и наблюдений. Однако вскоре эта монополия была нарушена, и камера-обскура из инструмента ученых постепенно превратилась в инструмент художников-живописцев, найдя в этом свое истинное призвание (См. приложение 1). При помощи зеркала расположенного под углом 45° переводили изображение на матовую, горизонтальную пластину, что позволило художникам переносить пейзаж на бумагу.

Даже, несмотря на всю привлекательность работы художника с камерой-обскура, этот процесс был очень трудоемким. Новое устройство захватило умы всех ученых того времени. Не одну сотню лет ученые в разных странах пытались «остановить мгновения» и каким-то образом зафиксировать изображения, полученные камерой-обскурой. Теперь трудно с точностью сказать, кто первым предложил поставить линзы и увеличить четкость изображения. В свою очередь, фиксация с помощью угля или карандаша светового изображения, возникающего в камере-обскура, натолкнула изобретателей на мысль о химической фиксации этого изображения, что привело, в конце концов, к изобретению фотографии.

Окружающий человека мир постоянно меняется. Поэтому неудивительно, что люди всегда стремились найти способ, который не требовал бы долгого и утомительного труда художника, и позволил бы сохранить на долгие годы жизнь во всем ее многообразии.

Лишь развитие химии позволило создать устойчивое во времени изображение. Первые неисчезающие изображения с помощью камеры-обскура были получены Жозефом Нисефором Ньепсом в 1826 году 2 .

С греческого языка фотография переводится (фото - свет и граф - рисую, пишу) как светопись или рисование светом. Фотография - это объединение различных способов получения изображения и поэтапного процесса попадания света на особые светочувствительные материалы и дальнейшей химической обработки.

Далее камера-обскура все более совершенствовалась: в нее добавлялись линзы, сначала для увеличения угла обозрения, затем для улучшения четкости изображения, большое неудобство представляло перевернутое изображение, чтобы избавиться от этого недостатка, крепили к камере-обскура зеркало, которое вторично переворачивало изображение. Со временем из стационарной, она стала мобильной и меньших размеров.

В XVII веке появляются первые переносные камеры-обскура. Раньше и сейчас такие комнаты используются для развлечения и обучения. Несмотря на то, что они были довольно тяжелыми и громоздкими, такие камеры стали находить уже более широкое применение. Представляли собой специальную палатку, которая вращалась, давая возможность вести круговой обзор неба или горизонта. В том же веке в России, имела распространение камера-обскура, сделанная в виде походной палатки. С ее помощью были документально запечатлены виды Петербурга, Петергофа и другие русские города.

Основной частью любого фотоаппарата является объектив, непрозрачная камера, светочувствительная поверхность внутри камеры (фотопластинка, фотопленка, а у цифровых фотоаппаратов это матрица) во время фотографирования объектив приоткрывается с помощью специального затвора, он пропускает свет в камеру, и мы получаем уменьшенное, перевернутое изображение.

Все современные фотоаппараты это все та же древняя камера-обскура, только снабженная различного рода вспомогательными механизмами. Принцип действия ее остался прежним.

С латинского языка camera переводится как комната, а obscura - темная. 3 Темная комната. По определению получается, что камера-обскура - это прототип фотографического аппарата, это темное помещение с одним миниатюрным отверстием, через которое на противоположную стенку проецируется перевернутое уменьшенное изображение предметов снаружи.

Все слышали знаменитую фразу фотографов «Внимание, сейчас вылетит птичка». А что за птичка и где она находится? Оказывается, раньше фотографы действительно её использовали. В начале 20 века, определенные навыки требовались не только фотографу, но и фотографируемому. Кадр занимал несколько секунд, в течение которых человек должен быть неподвижен, иначе фотография получалась смазанная. Для детей это была большая проблема. И тогда была придумана птичка из латуни.

Её держал ассистент или один из родителей около объектива. К ней подходил небольшой резиновый шланг с грушей. Нижняя часть птички была заполнена водой. При надавливании на грушу птичка издавала свист похожий на пение настоящей птицы и ребенок на несколько секунд замирал, глядя на то, кто же там поет. В результате получался нужный кадр, все были довольны.

2 раздел. Эксперимент

Посмотрев передачу по детскому телеканалу, там рассказывали, как сделать камеру - обскура. Меня это очень заинтересовало. Я предложила маме сделать такой эксперимент дома. Мама согласилась.

Как мы уже выяснили, что камера-обскура имела самые разнообразные размеры, мы сделали«камеры» двух размеров, одну небольшую из коробки под обуви, и большую во всю комнату.

Для небольшой нам понадобились:

Коробка;

Листы темной бумаги;

Скотч или клей;

Ножницы;

Лист белой бумаги;

Что делать:

Взять коробку из-под обуви, на внутреннюю сторону крышки приклеить темный лист бумаги, и на дно коробки также приклеить темный лист, небольшое отверстие, плотно заклеить, чтобы не проникали лишние лучи. «Экраном» будет белый лист бумаги, приклеить «экран» полукругом. На противоположной стороне от экрана необходимо сделать маленькое отверстие. Сначала мы сделали маленькое отверстие шилом, но так как света проникало очень мало, изображение было очень темным. Тогда при помощи ножниц, мы увеличили отверстие, картинка стала светлее. Так как в такую маленькую коробку мы не поместимся, мы воспользовались современными технологиями. В коробку мы поместили сначала мобильный телефон с возможностью видеозаписи. И попробовали в солнечный день снять видео в своем кабинете с классным руководителем. Но телефон был слишком большой и помещался под углом, поэтому видео сняли только частично. У папы спросили видеорегистратор из машины. С балкона сняли видео. Вот что получилось… Так как на улице зима, белый снег и коричневые деревья, то видео получилось черно - белое. (Но весной мы с мамой обязательно попробуем еще раз этот эксперимент, чтобы получить цветное изображение) Видео не очень четкое, но нам удалось при помощи обычной коробки из-под обуви получить перевернутое изображение предметов находящихся за окном!!!

Для камеры-обскура больших размеров нам понадобятся:

Комната;

Темная непрозрачная пленка;

Что делать:

Заклеить окно пленкой, сделать небольшое отверстие в пленке и смотреть на противоположную сторону.

Я живу на третьем этаже, перед нашим окном растет дерево, поэтому на противоположной стене я увидела ветви дерева, было не очень красиво, но так удивительно!!!

Когда свет проникает в темное пространство сквозь крошечное отверстие, происходит нечто таинственное и удивительное.

Размеры изображаемых предметов зависят от расстояния между отверстиями и стенкой, на которой появляется изображение. Чем больше это расстояние, тем большими будут выглядеть изображаемые предметы. При этом качество изображения зависит от величины отверстия. Чем оно меньше, тем резче изображение и тем оно темнее. С увеличением отверстия резкость изображения ухудшается, зато его яркость возрастает.

Проведя социологический опрос (см. приложение 2) в своем классе, я выяснила, что 30 человек не знают, что такое «Камера - обскура» (и некоторые взрослые кому я задавала этот вопрос, затруднялись с ответом) 3 человека ответили, что знают. Из них двое смотрели мультик «Смешарики» в котором рассказывали о камере-обскура. И один человек узнал от своей мамы.

Заключение

Изучив историю вопроса, появление фотоаппарата мне удалось определить основные этапы развития, что сначала появилась камера-обскура, которая проецировала изображение в комнату, затем научились эти кадры сохранять, сначала перерисовывая изображение, с развитием и изучением химических свойств сохранять изображения.

Проведя все эксперименты, выделила специфические особенности:

Изображения получаются перевернутыми.

Чем меньше отверстие, тем более четкие получаются изображения, но темные.

Количество изображений равно количеству отверстий.

Форма отверстия на форму изображения не влияет.

Если в камеру-обскура добавить линзы для улучшения четкости изображения, зеркало - чтобы перевернуть изображение то получится фотоаппарат. Все современные фотоаппараты это древняя камера-обскура, только снабженная различного рода вспомогательными механизмами.

В природе, эффект камеры-обскура можно наблюдать во время частичного солнечного затмения - тогда на земле появляются серповидные тени, повторяющие форму Солнца, закрытого Луной. (См. приложение 3).

Наши глаза, тоже маленькие камеры-обскура, то, что мы называем зрачком это не черный кружок, а отверстие, которое ведет в темную внутренность нашего органа зрения, все предметы мы видим перевернутыми, но наш мозг каждый раз возвращает их в естественное положение. (См. приложение 4).

Гипотеза подтвердилась, что камера-обскура является прототипом современного фотоаппарата.

И сейчас, в век цифровой фотографии, камера-обскура продолжает привлекать фотографов простотой конструкции, изяществом концепции и работой непосредственно со светом.

Надеюсь, тема моего исследования заинтересовала Вас, сделать такое нехитрое устройство может каждый, (напомню, что для этого надо затемнить окно темной пленкой, сделать в пленке небольшое отверстие и наслаждаться результатом) я Вас уверяю, результат Вас удивит и зачарует!

Список литературы

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

Розов Г.Д. Искусство фотографии. Издательство: АСТ, 2006.

Большая советская энциклопедия. М., 1973 г.

Интернет источники

http://novotarbeevo.narod.ru/festival/tur_fisic/kamera.htm

http://animamuseum.ru/blogarticle/kamera-obskura-3-ya-chast-nano

http://m.nat-geo.ru/photo-master/34462-kamera-obskura

Приложение 1

Камера - обскура

Приложение 2

Социологический опрос