камера проскура что это
Камера-обскура
Ка́мера-обску́ра (лат. camera obscūra — «тёмная комната») — простейший вид устройства, позволяющего получать оптическое изображение объектов. Представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном (матовым стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стенке.
Лучи света, проходя сквозь отверстие диаметром приблизительно 0,5-5 мм, создают перевёрнутое изображение на экране. На основе камеры-обскуры были сделаны некоторые фотокамеры.
Содержание
Принцип
Камера-обскура не обеспечивает высокой резкости изображения. До определенного предела резкость изображения может быть повышена путем уменьшения диаметра отверстия, но при слишком сильном уменьшении начинают сказываться эффекты дифракции и изображение становится ещё более расплывчатым. Обскура характеризуется бесконечно большой глубиной резко изображаемого пространства. Говорить о фокусном расстоянии обскуры можно только условно. Под эквивалентным фокусным расстоянием такой камеры обычно понимают расстояние от отверстия до экрана f. Соотношение f/D определяется как и в объективе числом диафрагмы. Камера с f = 100 мм и диаметром отверстия D = 0,5 мм располагает числом диафрагмы равным 200. Увеличение отверстия до 1 мм уменьшает число до 100. Фактор выдержки [неизвестный термин] таким образом уменьшается до 25.
История
Первые камеры-обскуры представляли собой затемнённые помещения (или большие ящики) с отверстием в одной из стен. Упоминания о камере-обскуре встречаются ещё в IV веке до н. э. — последователи китайского философа Мо Ди — моисты — описали возникновение перевернутого изображения на стене затемнённой комнаты. Упоминания о камере-обскуре встречаются и у Аристотеля.
Принцип действия камеры-обскуры впервые объяснил арабский физик и математик X века Ибн ал-Хайсам (Альхазен). При этом он сделал вывод, что общепринятая в те годы теория распространения света (согласно которой лучи света исходят из глаз и как бы «общупывают» объект) не соответствует действительности.
Судя по всему, первым использовал камеру-обскуру для зарисовок с натуры Леонардо да Винчи. Он также подробно описал её в своём «Трактате о живописи». В 1686 году Йоганнес Цан спроектировал портативную камеру-обскуру, оснащённую зеркалом, расположенным под углом 45° и проецировавшим изображение на матовую горизонтальную пластину, что позволило художникам переносить пейзажи на бумагу.
В X веке арабский ученый Альхазен из Басры пользовался специальными палатками для наблюдений за затмениями солнца. Зная, как вредно смотреть на солнце невооруженным глазом, он делал маленькое отверстие в пологе палатки и рассматривал изображения солнца на противоположной стенке. Именно изучая эти явления, он сделал вывод о прямолинейности распространения света.
Многие художники (например Вермеер) использовали камеру-обскуру для создания своих произведений — пейзажей, портретов, бытовых зарисовок. Камеры-обскуры тех времён представляли собой большие ящики с системой зеркал для отклонения света. Часто вместо простого отверстия использовался объектив (обычно одиночная линза), что позволяло значительно увеличить яркость и резкость изображения. С развитием оптики объективы усложнялись, а после изобретения светочувствительных материалов камеры-обскуры стали фотоаппаратами.
Однако и в настоящее время некоторые фотографы используют так называемые «стено́пы» — фотоаппараты с маленьким отверстием вместо объектива. Изображения, полученные при помощи таких камер, отличаются своеобразным мягким рисунком, идеальной линейной перспективой и большой глубиной резкости.
В дофотографическую эру применялась также камера-люцида, изобретённая в 1807 г. английским физиком Волластоном — четырёхгранная призма, при определённом угле зрения совмещающая мнимое изображение пейзажа с листом бумаги, на котором делается зарисовка.
Примеры в кинематографе
Камера-обскура используется для одного из убийств в фильме Генри С. Миллера «Анаморф». Кроме этого, камера-обскура представлена в фильме Питера Веббера «Девушка с жемчужной серёжкой». Также в одном из эпизодов сериала «Герои» женщина наблюдает за солнечным затмением с использованием данной камеры. Также, камера-обскура использовалась в мультфильме «The Simpsons». В нее герои наблюдали за полным солнечным затмением. Один из романов Набокова носит название «Камера-обскура». Эффект камеры-обскуры использовался в одном из эпизодов фильма «Запределье».
Ящик познания: знакомство с камерой-обскурой
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
Камера-обскура (буквально с латинского — «темная комната») — простейшее приспособление для получения оптических изображений; в хрестоматийной вариации представляет собой затемненную коробку со сквозным отверстием, через которое внутрь проникает свет, отображая на задней стенке идентичную (по цвету и форме), но инвертированную (по вертикали и горизонтали) фигуру излучающего или отражающего его объекта. Так же работают наши глаза, однако встроенный в мозг графический редактор повторно переворачивает картинку.
Говоря о камере-обскуре, мы, как правило, подразумеваем примитивный рукотворный аппарат, однако важно разграничить «искусственные условия» от «естественного явления», допускающего адаптацию пространства (комнаты, портшеза, палатки, коробки), но не предполагающего ее.
Эффект камеры-обскуры возникает и в природе, — например, если во время частного солнечного затмения свет проходит через узкие зазоры между листьями деревьев, на земле образовываются серповидные тени, над которыми размышлял Аристотель (или его последователь) в 15-й книге «Проблем».
Тени во время солнечного затмения
Абелярдо Морелл (1994)
На рубеже V и IV веков до нашей эры моисты составили трактат «Мо-цзы», названный в честь одноименного философа — родоначальника их доктрины, изложением которой и является упомянутый труд. В нем, помимо прочего, содержится рассказ о возникновении перевернутого изображения на стене затемненного помещения — с краткой, общей, но верной интерпретацией:
Из трактата «Мо-цзы»
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.
Книга 10, глава «Разъяснение канона», часть вторая
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.
Иоганн Кеплер, рассматривая камеру-обскуру как модель человеческого глаза, установил, что визуальный образ, вопреки тогдашним представлениям, формируется не в стекловидном теле, а на сетчатке. Он же в «Дополнениях к Вителлию» (1604) впервые употребил ныне общепринятое название устройства.
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.
Ранее в этом блоге
Онлайн-показ: машины из «Безумного Макса»
Первый спецэффект в кино
Параллельный монтаж: кино становится искусством
Монтажная склейка: первые опыты
Камера-обскура: начало эволюции
Разрушая мифы: камера-обскура в Древней Греции
Камера-обскура в эпоху неолита
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
История, применение и принцип действия камеры-обскуры
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 спортивная съемка, читайте о ней отдельный материал. Съемка в сумерках также будет проблематичной. Но с камерой-обскурой можно было написать идеальный натюрморт, 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.
(+35 фото) Как сделать камеру-обскуру своими руками
Камера-обскура, пинхол-камера, 🎥 – известный уже несколько сотен лет человечеству прообраз фотоаппарата. 📸 В этой статье мы не только познакомимся поближе с ее историей 📃 и принципом действия, но и разберем, как сделать камеру-обскуру 📷 своими руками из подручных материалов несколькими способами.
Особенности изготовления
Рассмотрим несколько особенностей подобных устройств.
Что такое камера-обскура
Камера-обскура (лат. camera – “комната”, obscura – “затемненная, темная”) – простейшее оптическое устройство, прообраз фотоаппарата. Ею может быть как коробочка или сундучок, на одной из стенок которого вырезан небольшой глазок- отверстие, а вместо другой натянут экран из полупрозрачного материала, так и темная комната с таким же небольшим глазком и экраном.
Другое название этого устройства – пинхол-камера (англ. pinhole camera – “камера, имеющая отверстие”).
Принцип действия камеры-обскуры
Перед тем как сделать камеру-обскуру своими руками, необходимо разобраться, как же она действует. Ее работа основана на известном со школы законе прямолинейного распространения световых лучей. Через отверстие-глазок камеры проходит множество узких световых пучков. Каждый из них оставляет на экране противоположной стенки световое пятно, равное в размерах глазку.
Такие пятнышки от множества лучей накладываются друг на друга на поверхности экрана пинхол-камеры, тем самым создавая на нем оптическое отражение-копию предмета либо панорамы, находящейся перед этим своеобразным аппаратом.
Человеческий глаз и пинхол-камера
Камера-обскура, кстати, напоминает принципом своего действия человеческий глаз – изображение на ее экран попадает также через маленькое отверстие и вверх тормашками. Происходит это от того, что свет попадает и в глаз, и в аппарат под углом – лучи, отражающиеся от верхней части предметов, направлены вниз, а лучи, отражающие близкие к земле предметы, устремлены вверх. Внутри камеры они пересекаются, поэтому изображение на экране камеры получается перевернутым. В нашем организме картинку в правильное положение возвращает мозг, а в фотоаппарате – зеркало.
История пинхол-камеры
Как сделать камеру-обскуру своими руками, задумывались и наши далекие предки – впервые это явление заметил Аристотель еще в IV в. до н.э.
Легендарный Леонардо да Винчи первым описал алгоритм и механизм ее работы. Его изобретением в Средневековье пользовались художники – камера-обскура помогала им сделать картины-копии тех или иных объектов.
О том, как сделать своими руками камеру-обскуру в более “продвинутой” версии, ученые думали и позднее.
В 1568 году принцип действия пинхол-камеры был усовершенствован – венецианский изобретатель Де Барбаро заменил экран плоско-выпуклой линзой. Это новшество существенно улучшало четкость и насыщенность изображения. Устройство было названо стеноп-камерой. Оно и стало ступенью к современному фотоаппарату.
Инструкции по сборке
Есть несколько способов самостоятельно собрать камеру-обскуру.
С помощью штор
Если в комнате имеются плотные шторы, её можно за 5 минут превратить в камеру-обскуру. Для этого берём рулон туалетной бумаги с отверстием в несколько сантиметров, пару любых прищепок и задвигаем шторы.
Между шторами вставляем рулон, закрепляем сверху и снизу.
Готово! На противоположной стене появится перевёрнутое изображение пейзажа за окном.
Из банки
Материалы, которые нам понадобятся:
Из коробки
Потребуются следующие материалы:
В середине одной из меньших стенок коробки кнопкой прокалываем отверстие. В противоположной стенке вырезаем прямоугольное «окно».
Заклеиваем это «окно» куском полупрозрачной бумаги. Камера готова. Необходимо сказать, что с помощью такого устройства можно наблюдать только ярко освещённые предметы.
Из спичечного коробка
Камера-обскура из спичечного коробка ближе всего к фотоаппарату – она позволяет получить фотоснимок. Для её изготовления потребуется следующее:
В центре выдвижной части коробка вырезаем отверстие с размерами 32х24 или 24х24 мм. В наружной части посередине также делаем «окно» на 8х5 мм. Из алюминия готовим пластинку 15х15 мм и пробиваем иглой очень маленькое отверстие. Напильником зачищаем от заусенцев. Зачерняем все полученные детали.
Счётчик кадров готовим из пластика: отрезаем узенькую полоску, закручиваем её пальцами. Крепим полоску к кассете с фотоплёнкой на уровне перфорации.
Протягиваем плёнку через коробок, вставляем выдвижную часть коробка так, чтобы плёнка проходила позади неё. Закрепляем плёнку во второй кассете. Все места соединения покрываем изолентой.
Фотографировать следует со штатива или с хорошего упора, так как любое шевеление камеры приведёт к смазыванию изображения.
Вот такой снимок получился с помощью описанной камеры из спичечного коробка.
Из пенокартона
Необходимые материалы:
Вот что примерно должно получиться.
Из пенокартона вырезаем части внешней оболочки по представленным чертежам. Склеиваем внешнюю оболочку. Изготавливаем детали и склеиваем сторону с отверстием по прилагаемым чертежам.
Вид стороны с отверстием.
Затворный узел изготавливаем по чертежам и приклеиваем его к стороне с отверстием.
Сам затвор и прокладки проще всего вырезать из окружности, совпадающей с кольцом по диаметру.
Опять отрезаем часть катушки. Другую катушку вставляем в отверстие с правой стороны верхней части корпуса. Расстояние между дисками (11 мм) подгоняем шлифовкой. Вставной кусочек пенокартона служит для прочности соединения. Склеиваем узел приёмной катушки.
Плёнку вставляем в левую секцию внутренней части и фиксируем головкой обратной перемотки. Протягиваем к приёмной катушке и прикрепляем скотчем. Для определения оптимальной выдержки придётся поэкспериментировать. Геометрия описанной камеры-обскуры даёт приближённую величину диафрагмы в f/75-f/80.
Камера обскура из картона
Камера Obscura означает темную комнату! С помощью этого инструктажа мы создадим маленькую темную комнату из картона, коробки для хлопьев, маскирующей ленты и дешевой пластиковой ручной линзы. Вы можете использовать эту маленькую штуковину, чтобы посмотреть на мир с ног на голову, превратить его в камеру-обскуру или использовать в качестве проектора для мобильного телефона!
Это отличный инструмент для обучения детей тому, как работает глаз, как мы воспринимаем свет, а также о прозрачных и непрозрачных материалах.
Шаг 1: Соберите материалы
Вам понадобится …
Шаг 2: вырежьте кусочки картона
Используя предоставленный шаблон, вырежьте все ваши кусочки картона. Вы можете сделать это с помощью ножа для коробок, лезвия или лазерного ножа, если у вас есть доступ к нему. Старайтесь держать края как можно более прямыми, это значительно облегчит соединение деталей.
Шаг 3: Склейте картонные кусочки
Выложите кусочки картона, как показано на рисунке. Положите один кусок ленты с каждой стороны спереди, перекрывая каждую сторону.
Шаг 4: Объектив камеры обскура
Наклейте объектив на переднее отверстие. Если наклонить рукоятку, объектив должен уместиться без необходимости что-либо резать.
Шаг 5: Закончи сборку
Сложите все части так, чтобы ваша коробка выглядела как коробка. Лента все внешние края, пытаясь закрыть любые световые промежутки. Чем темнее внутри вашей коробки, тем четче будет ваше изображение. Вы также можете покрыть снаружи темной бумагой, если хотите.
Шаг 6: Вырежьте держатель экрана
Используя предоставленный шаблон, вырежьте держатель экрана. Если вы используете папку с файлами, как я, отрежьте две части и склейте их вместе, это сделает ее немного более прочной. Убедитесь, что вы добавили свои оценки. Это будет, где вы сложите держатель в рамку.
Шаг 7: Сложите рамку и склейте ее вместе
Это единственная сложная часть камеры обскуры. Сложите рамку на линии партитуры так, чтобы углы были заправлены в небольшую букву V. Подробности см. На рисунке. Обмотайте V и закрепите все четыре угла. Когда вы закончите, ваш кадр должен выглядеть как фотография!
Шаг 8: Лента на вашем экране
Вырежьте лист бумаги или пергамента, немного больше, чем отверстие в рамке. Лента по внутренней части структуры камеры.
Шаг 9: Вставьте рамку и проверьте ее!
Вставьте рамку в заднюю часть камеры-обскуры. Вы можете использовать ручки для регулировки расстояния между экраном и объективом. Экспериментируйте с разными расстояниями, разными источниками света и более темным окном. Попробуйте превратить ваш проект в камеру с отверстиями или проектор для мобильного телефона!
Камера-обскура или экран в стаканчике
Посмотрите, какой шедевр можно создать с помощью камеры-обскуры.
Перевернутое изображение осеннего Центрального парка в Нью-Йорке отобразилось на стенах и потолке. Фотография сделана Абелардо Мореллом с помощью камеры-обскуры. Затемните комнату, — говорит он, — сделайте небольшое отверстие для света – и картины мира по ту сторону окна поселятся в вашем доме.
Гм… — не знаю… Но идея соблазнительная
Мы сегодня смастерим более простое устройство, чем то, которое использовал Морелл. Но не менее интересное.
Нам понадобятся:
Что делать:
Как работает камера-обскура легко понять из этого рисунка:
Рекомендации
Рассматриваемое устройство основано на законах геометрической оптики. Отображение картинки на экране не требует использования оптических элементов, которые по своей природе искажают световые лучи. Этим обусловлена относительная простота и низкие затраты.
При построении фотографирующей камеры-обскуры выдержка измеряется секундами и даже часами в зависимости от освещенности объектов. Поэтому очень важно устранить дома всякую возможность засветки фотоматериала в камере: тщательно изолируйте её от проникновения слабейшего лучика изолентой либо другим способом.
По этой же причине все внутренние поверхности камеры надо покрывать чёрной краской, предотвращающей блики. Ещё одно обязательное условие при фотографировании – неподвижность камеры во время экспозиции. Используйте надёжную твёрдую опору или штатив.
Заключение
В некоторых вариантах этих камер может использоваться пленка. В других — фотобумага. Наиболее распространена пинхол-камера из спичечного коробка, к которому приделываются подающая и приемная кассеты для пленки.