Камера-обскура

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Камера-обскура, схема
Камера-обскура, общий вид

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.

Принцип[править | править вики-текст]

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. Процесс размытия представляет собой реализацию математической операции свёртки: изображение на экране является свёрткой фотографируемого объекта с фигурой отверстия (если пренебречь дифракцией и другими искажениями). Например, если отверстие имеет форму щели, то изображение окажется линейно размытым; если сделать несколько отверстий, то изображение будет «размноженным».

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[править | править вики-текст]

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-цзы (моисты) описали возникновение перевёрнутого изображения на стене затемнённой комнаты[1]. Возможно, упоминание о камере-обскуре встречаются у Аристотеля, который задавался вопросом, каким образом может возникать круглое изображение Солнца когда оно светит через квадратное отверстие[2].

В X веке арабский ученый Ибн ал-Хайсам (Альхазен) из Басры пользовался специальными палатками для наблюдений за затмениями Солнца. Зная, как вредно смотреть на солнце невооружённым глазом, он делал маленькое отверстие в пологе палатки и рассматривал изображения солнца на противоположной стенке. Альхазен был первым, кто объяснил принцип действия камеры-обскуры основываясь на принципе прямолинейности распространения света. 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.

В средние века камера-обскура неоднократно использовалась для астрономических наблюдений. Так, в XIII веке английский философ Роджер Бэкон и французский астроном Гильом де Сен-Клу использовали её для наблюдения солнечных затмений, астрономы XIV века Леви бен Гершом и Ибн аш-Шатир использовали камеру-обскуру для измерения углового диаметра Солнца (у Леви бен Гершома — также планет).

Фрагмент пейзажа Яна Вермеера Дельфтского, созданный при помощи камеры-обскуры.

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 позволяло переносить пейзажи на бумагу.

Некоторые 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 фотокамерами.

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[править | править вики-текст]

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. В сериале «Белый воротничок» главные герои обнаруживают такую комнату камеру-обскуру в заброшенном доме. Также камера-обскура использовалась в мультфильме «Симпсоны» и 7 серии 3-го сезона сериала Безумцы (Mad Men). В нём герои наблюдали за полным солнечным затмением. Один из романов Набокова носит название «Камера-обскура». Эффект камеры-обскуры использовался в одном из эпизодов фильма «Запределье». Камеры-обскуры есть в компьютерных играх «Тургор» и «Голос цвета» производства Ice-Pick Lodge: если коснуться любой сестры цветом, в камере-обскуре герой увидит её настоящую сущность.

Эффект камеры-обскура в природе[править | править вики-текст]

Серповидные тени во время частного солнечного затмения — проявление эффекта камеры-обскуры

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Needham J., Science and Civilisation in China, V. IV. Physics and Physical Technology, Pt. 1. Physics, Cambridge University Press, 1962, page 82.
  2. The Camera Obscura : Aristotle to Zahn.

Литература[править | править вики-текст]

  • Сурдин В. Г., Карташев М. А. Камера-обскура // Квант. — 1999. — № 2. — С. 12—15.

Ссылки[править | править вики-текст]