Wat is een pinhole-camera en hoe werkt het?

Het is onmogelijk om het leven in de informatie- en technologische wereld voor te stellen zonder foto's. Tegelijkertijd dachten maar weinig mensen dat er zonder een pinhole-camera geen moderne camera's en andere apparatuur zouden zijn verschenen. Uit het materiaal in dit artikel leer je wat het is, wanneer het is gemaakt, wat het principe van zijn werk is en wie het heeft uitgevonden.

De camera obscura wordt beschouwd als het prototype van de moderne fotografische camera. Vertaald uit het Latijn betekent het "donkere kamer". Het is een eenvoudig optisch apparaat waarmee afbeeldingen van weergegeven objecten op het scherm worden verkregen. Uiterlijk is het een donkere doos die geen licht doorlaat, met een opening en een scherm bedekt met dun wit papier of mat glas.

In dit geval bevindt het gat zich aan de ene kant en het scherm aan de andere kant. Het effect van het apparaat is vrij ongebruikelijk. Wanneer de straal door het lichtgat gaat, wordt het object omgekeerd en verkleind weergegeven op de muur tegenover het gat. Dit principe wordt vandaag in sommige camera's voortgezet.

De eerste camera obscura wordt beschouwd als grote dozen en donkere kamers met kleine openingen in een van de 4 muren. De exacte datum van de oprichting van de camera obscura is onbekend. Het principe van zijn oprichting werd voor het eerst toegeschreven aan Roger Bacon, die leefde in 1214-1294. Dit wordt echter weerlegd door het boek "History of Photography", geschreven door het echtpaar Gernsheim.

Het zegt dat dit principe was in het midden van de 11e eeuw bekend bij de Arabische geleerde Hasan-ibn-Hasan... In die tijd dacht de beroemde wetenschapper, natuurkundige en wiskundige na over het lineaire principe van lichtvoortplanting. Zijn conclusies waren gebaseerd op het effect van de pinhole-camera.

maar sommige gegevens stellen ons in staat om te beweren dat optische apparatuur al in de 5e-4e eeuw werd gebruikt. BC NS. De grote Chinese filosoof Mo Tzu (Mo Di) beschreef het verschijnen van een afbeelding op de muur van een donkere kamer. Aristoteles noemt ook een optisch apparaat. Ooit was hij erg geïnteresseerd in het principe van het verschijnen van een rond beeld van de zon wanneer het door een klein vierkant gaatje gloeit.

De eerste optische apparatuur voor het maken van artistieke doeken werd gemaakt door de grote meester Leonardo da Vinci, die leefde in de jaren 1452-1519. De beschrijving ervan is te vinden in de "Verhandeling over schilderen", waar de auteur sprak over het werkingsprincipe van een optisch apparaat. Leonardo da Vinci schreef dat objecten die op een vel papier worden weergegeven, niet alleen in hun werkelijke vorm worden weergegeven, maar ook in dezelfde kleuren.

Obscura-camera's werden actief gebruikt voor het schilderen van landschappen en portretten. Toen waren ze nog groot en voorzien van spiegels die het licht afbuigen. Vaak werden lenzen in het gat gestoken, waardoor de helderheid en scherpte toenam. In de middeleeuwen werden in de astronomie obscura-camera's gebruikt (er werd bijvoorbeeld de hoekdiameter van de zon gemeten).

Daarnaast hebben verschillende onderzoekers over hen geschreven. Bijvoorbeeld, met behulp van een camera obscura kon Gemm Frisius in 1544 een zonsverduistering waarnemen. Gedetailleerde beschrijvingen van dergelijke kamers werden gegeven door Daniele Barbaro (1568) en Benedetti (1585). Ze waren niet alleen groot, maar ook zwaar, met behulp van plano-convexe, platte en concave lenzen.

In 1611 was Kepler in staat om de camera obscura te verbeteren, de beeldhoek werd vergroot. Later, in 1686, kon Johannes Zahn een draagbare versie maken door deze te voorzien van een spiegel. Het werd gepositioneerd onder een hoek van 45 graden en projecteerde het object op een matte plaat die horizontaal was geplaatst. Het weergegeven beeld is ondersteboven gekeerd.

Dit maakte het in de toekomst mogelijk om objecten op papier over te zetten. Dankzij de verkleining werd het mogelijk om de richting van de camera te veranderen en schetsen uit de natuur te maken.

In de 18e eeuw werden dergelijke camera's in Rusland 'kolos voor het fotograferen van perspectieven' genoemd.... Uiterlijk leken ze op kampeertenten. Ze werden gebruikt om het uitzicht op verschillende Russische steden vast te leggen. Het was mogelijk om afbeeldingen op papier over te brengen met potloden en penselen. Er werd toen echter actief gezocht naar een eenvoudigere overdracht en bedrukking van getoonde objecten.

De eerste foto's verschenen met de ontwikkeling van de chemie. Tegen die tijd waren pinhole-camera's al kleine dozen met een biconvexe lens op de voorwand, evenals met zwak transparant papier aan de andere kant. In feite waren dit apparaten voor het mechanisch schetsen van objecten.

Het effect van dergelijke camera's begon te worden gebruikt in draagbare apparaten die lijken op moderne paviljoencamera's. De wens om het werk van tekenaars te vereenvoudigen maakte het mogelijk om het tekenproces volledig gemechaniseerd te maken. De weergegeven objecten begonnen te verschijnen en op een chemische manier op het vliegtuig te worden gefixeerd.

Het is niet meer nodig om lang achter de camera te gaan staan ​​en het beeld te vertalen door middel van schetsen. Tegenwoordig worden pinhole-camera's slechts af en toe gebruikt. Het principe van hun werk wordt nog steeds gebruikt bij de productie van fotografische apparatuur.

Het werkingsprincipe van de camera obscura en zijn eigenschappen lijken op het werk van de ogen. Evenzo worden weer te geven objecten omgedraaid en verwerkt. De grootte van de gatdiameter varieert van 0,5 tot 5 mm. De afmetingen van de weergegeven objecten zijn gerelateerd aan de afstand tussen het gat en de muur met de lens. Naarmate het groter wordt, neemt de grootte van de weergegeven objecten toe.

Waarin de beeldkwaliteit is direct afhankelijk van de grootte van het gat. Hoe kleiner de diameter, hoe scherper en donkerder het onderwerp. Met zijn toename neemt de scherpte aanzienlijk af, maar de helderheid van het weergegeven object neemt toe. Objecten hebben echter niet de hoge scherpte die kenmerkend is voor digitale technologie.

De scherpte van de beelden wordt tot een bepaalde grens verhoogd, dit wordt gedaan door de diameter van het gat te verkleinen. Als de limiet wordt overschreden, gaat de scherpte van het beeld ernstig achteruit. Het werkschema met vroege apparaten was niet erg handig. Het was moeilijk om de afbeelding ondersteboven over te brengen.

Velen werden in de Middeleeuwen getroffen door de kwaliteit en het realisme van schilderijen van verschillende kunstenaars. Het geheim was het gebruik van optische apparaten. Terwijl de camera obscura met zijn holle lenzen is een echte hulp geworden bij het schilderen.

Het gebruik van de camera bij het schilderen werd niet geadverteerd. Het gebruik van dergelijke objecten maakte het mogelijk om een ​​hoge nauwkeurigheid van beeldoverdracht te bereiken. Onderzoek van renaissanceschilderijen suggereerde dat de kunstenaars dozen met gaten van minder dan 5 mm gebruikten. Opvallend in realisme was de detaillering van de afbeeldingen op de doeken.

Een van de beroemdste schilderijen waarin experts het gebruik van een camera obscura of een holle spiegel hebben opgemerkt, wordt overwogen portret van de echtgenoten Arnolfini, geschilderd door de Vlaming Jan Van Eyck in 1434... Ze onderscheidde zich door een bijna perfecte tekening van details.

Het gebruik van de camera wordt niet alleen aangegeven door de onberispelijk getraceerde kroonluchter met veel lichtreflecties en de kandelaar met een ingewikkelde vorm. Bijzonder opmerkelijk is de spiegel aan de achterwand, die de weerspiegeling van alle meubels in de kamer en zelfs de schaduwen weergeeft. De documentaire nauwkeurigheid kon niet anders dan de aandacht van onderzoekers trekken.

Echter, hetzelfde studies hebben uitgewezen dat de kunstenaar eerder een camera obscura had gebruikt om zijn doeken te schilderen... Een treffend bewijs hiervan is zijn schilderij "Een man in een rode tulband". Ze lijkt gefotografeerd te zijn en de professionaliteit van de tekening geeft aan dat dit niet het eerste gebruik van een optisch apparaat is.

Ongeacht het talent en de verfijning van de tekenvaardigheden van beroemde meesters, was het toen onmogelijk om verbazingwekkende nauwkeurigheid in detail te bereiken. Geleidelijk aan begon de techniek van het gebruik van optische apparatuur te verbeteren. Aan het begin van de 16e eeuw werd het toegankelijker, maar het toevoegen van lenzen loste het probleem van het omgekeerde beeld nog niet op.

Dat is waarom er waren nog veel linkshandigen op de doeken van grote kunstenaars. Een voorbeeld van zo'n werk is een schilderij van Frans Hals, waarop meerdere linkshandigen tegelijk staan ​​afgebeeld. Een linkshandige man en een vrouw smullen ervan, een andere linkshandige bedreigt hen door het raam. En zelfs de aap raakt met zijn linkerpoot de zoom van de jurk van de vrouw aan.

Na verloop van tijd is het gebrek aan weergave geëlimineerd. In de 17e eeuw verschenen niet alleen spiegels, maar ook optische prisma's in het optische apparaat. Daarom is het probleem van het omkeren van het beeld geëlimineerd. Deze camera's werden lucide camera's genoemd. Ze werden gebruikt door vooraanstaande kunstenaars.

Fotografische schilderkunst is terug te vinden in de doeken van Jan Vermeer. Een voorbeeld hiervan is het schilderij "De Lijster". Het is niet moeilijk te begrijpen dat Vermeer een geavanceerde camera obscura gebruikte. Zijn canvas heeft dezelfde gebreken die kenmerkend zijn voor sommige moderne camera's (bijvoorbeeld zijkanten en objecten die onscherp worden).

De relevantie van de camera obscura in de ontwikkeling van schilderkunst en wetenschap is duidelijk. Dit blijkt uit verschillende interessante feiten.

• Dankzij haar verschenen documentaire kunstenaars (bijvoorbeeld de grote Canaletto, die Westminster Bridge schilderde, de meesters van het penseel LK Carmontel, Belotto, FV Perrot). Daarnaast droeg ze bij aan de ontwikkeling van de fotografie.

• Obscura-camera's werden ook gebruikt in animatie. Met hun hulp werden de contouren van de kunstenaars geschetst, waardoor de meest natuurlijke contouren, bewegingen en verhoudingen werden bereikt. Levendige voorbeelden hiervan zijn cartoons als "The Scarlet Flower", "The Frog Princess", gemaakt in de vorige eeuw.

• Renaissance-kunstenaars gebruikten optische apparaten, dit waren donkere kamers met een gat dat niet alleen in de muur, maar ook aan het plafond kon worden geplaatst. Opmerkelijk is dat ze in volledige duisternis moesten schilderen.

• Ondanks het feit dat de camera obscura tegenwoordig zijn relevantie verliest, wordt hij gebruikt door beginnende kunstenaars. Met zijn hulp worden bijvoorbeeld muren geverfd en versierd met realistische landschappen of andere afbeeldingen.

• Daarnaast wordt met deze optische apparatuur ongebruikelijke foto's en demonstraties gemaakt, waarin de jongere generatie wordt getoond hoe dit apparaat werkt, hoe het was, hoe het correct te gebruiken.

• Opmerkelijk is dat er, op zoek naar verbeteringen, een optische camera is gemaakt in de vorm van een vierzijdige piramide. In tegenstelling tot de dozen was het apparaat gebaseerd op 4 lamellen, die aan de bovenkant met koppelingen waren verbonden.Het camerascherm werd een witte achtergrond, waarop vervolgens speciale fixeerreagentia werden aangebracht.

• De methode om afbeeldingen te verkrijgen in een camera obscura (daguerreotypie) kreeg in 1839 vorm. Een verzilverde metalen plaat werd in het donker geplaatst en overgoten met jodiumdamp en vervolgens in een camera geplaatst voor langdurige blootstelling aan fel licht. Daarna werd de plaat ontwikkeld in kwikdamp tot een amalgaam werd verkregen. Daarna werd de daguerreotypie met spiegelbeeld gefixeerd. Met de uitvinding van lichtgevoelige materialen werden pinhole-camera's camera's.

Zie de volgende video voor wat een pinhole-camera is.