Kas ir cauruma kamera un kā tā darbojas?

Nav iespējams iedomāties dzīvi informācijas un tehnoloģiju pasaulē bez fotogrāfijām. Tajā pašā laikā daži cilvēki domāja, ka bez cauruma kameras modernas kameras un cita tehnika nebūtu parādījusies. No šī raksta materiāla jūs uzzināsit, kas tas ir, kad tas tika izveidots, kāds ir tā darbības princips un kurš to izgudroja.

Kamera obscura tiek uzskatīta par mūsdienu fotokameras prototipu. Tulkojumā no latīņu valodas tas nozīmē "tumša istaba". Tā ir vienkārša optiskā iekārta, ar kuras palīdzību ekrānā tiek iegūti attēloto objektu attēli. Ārēji tā ir tumša kaste, kas nepārlaiž gaismu, ar atveri un ekrānu, kas pārklāts ar plānu baltu papīru vai matētu stiklu.

Šajā gadījumā caurums atrodas vienā pusē, bet ekrāns - otrā, pretējā pusē. Ierīces efekts ir diezgan neparasts. Kad stars iziet cauri gaismas caurumam, objekts tiek parādīts uz sienas pretī caurumam apgrieztā un samazinātā skatā. Šis princips dažās kamerās turpinās arī mūsdienās.

Par pirmo camera obscura tiek uzskatītas lielas kastes un tumšas telpas ar mazām atverēm vienā no 4 sienām. Precīzs camera obscura tapšanas datums nav zināms. Tās izveides princips pirmo reizi tika attiecināts uz Rodžeru Bēkonu, kurš dzīvoja 1214.-1294. Tomēr to atspēko grāmata "Fotogrāfijas vēsture", ko sarakstījis pāris Gernsheim.

Tajā teikts, ka šo principu 11. gadsimta vidū zināja arābu zinātnieks Hasans-ibn-Hasans... Tolaik slavenais zinātnieks, fiziķis un matemātiķis mēdza domāt par gaismas izplatīšanās lineāro principu. Viņa secinājumi balstījās uz cauruma kameras efektu.

bet daži dati ļauj apgalvot, ka optiskās iekārtas tika izmantotas jau 5.-4.gs. BC NS. Lielais ķīniešu filozofs Mo Tzu (Mo Di) aprakstīja attēla parādīšanos uz tumšas istabas sienas. Aristotelis piemin arī optisko ierīci. Savulaik viņu ļoti interesēja princips, kā izskatās apaļš saules attēls, kad tā spīd caur nelielu kvadrātveida caurumu.

Pirmo optisko iekārtu mākslas audeklu veidošanai radīja izcilais meistars Leonardo da Vinči, kurš dzīvoja 1452.-1519.gadā. Tās apraksts atrodams "Traktātā par glezniecību", kur autore stāstīja par optiskās ierīces darbības principu. Leonardo da Vinči rakstīja, ka uz papīra lapas attēlotie objekti tiek atveidoti ne tikai reālajās formās, bet arī tajās pašās krāsās.

Obscura kameras sāka aktīvi izmantot ainavu un portretu gleznošanai. Tad tie joprojām bija lieli un aprīkoti ar spoguļiem, kas novirza gaismu. Bieži vien caurumā tika ievietotas lēcas, kas panāca spilgtuma un asuma palielināšanos. Viduslaikos astronomijā izmantoja obscura kameras (piemēram, tika mērīts saules leņķiskais diametrs).

Turklāt par tiem ir rakstījuši dažādi pētnieki. Piemēram, ar camera obscura palīdzību 1544. gadā Džems Frīzijs varēja novērot saules aptumsumu. Detalizētus šādu kameru aprakstus sniedza Daniele Barbaro (1568) un Benedetti (1585). Tās bija ne tikai lielas, bet arī smagas, izmantojot plakaniski izliektas, plakanas un ieliektas lēcas.

1611. gadā Kepleram izdevās uzlabot kameru obscura, tā skata leņķis tika palielināts. Vēlāk, 1686. gadā, Johannes Zahn spēja izgatavot portatīvo versiju, aprīkojot to ar spoguli. Tas tika novietots 45 grādu leņķī un projicēja objektu uz matētas plāksnes, kas novietota horizontāli. Parādītais attēls ir apgriezts otrādi.

Nākotnē tas ļāva pārsūtīt objektus uz papīra. Pateicoties izmēra samazināšanai, radās iespēja mainīt kameras virzienu, kā arī veidot skices no dabas.

18. gadsimtā Krievijā šādas kameras sauca par "kolosiem perspektīvu fotografēšanai".... Ārēji tās atgādināja kempinga teltis. Tie tika izmantoti, lai iemūžinātu skatu uz dažādām Krievijas pilsētām. Attēlus bija iespējams pārsūtīt uz papīra, izmantojot zīmuļus un otas. Tomēr šajā laikā tika aktīvi meklēti vienkāršāki attēloto objektu pārsūtīšana un apdruka.

Pirmās fotogrāfijas parādījās līdz ar ķīmijas attīstību. Tajā laikā pinhole kameras jau bija mazas kastes ar abpusēji izliektu objektīvu uz priekšējās sienas, kā arī ar vāji caurspīdīgu papīru pretējā pusē. Faktiski tās bija ierīces objektu mehāniskai skicēšanai.

Šādu kameru efektu sāka izmantot pārnēsājamās ierīcēs, kas līdzinās mūsdienu paviljonu kamerām. Vēlme vienkāršot rasētāju darbu ļāva padarīt zīmēšanas procesu pilnībā mehanizētu. Parādītie objekti sāka parādīties un ķīmiski nostiprināties lidmašīnā.

Vairs nav nepieciešams nogurdinoši stāvēt aiz kameras un tulkot attēlu skicējot. Mūsdienās caurumu kameras tiek izmantotas tikai reizēm. Viņu darba princips joprojām tiek izmantots fototehnikas ražošanā.

Camera obscura darbības princips un tās īpašības atgādina acu darbu. Līdzīgi tiek apgriezti un apstrādāti attēlojamie objekti. Atveres diametra izmērs svārstās no 0,5 līdz 5 mm. Parādīto objektu izmēri ir saistīti ar attālumu starp caurumu un sienu ar objektīvu. Palielinoties, parādīto objektu izmērs palielinās.

Kurā attēla kvalitāte ir tieši atkarīga no cauruma lieluma. Jo mazāks diametrs, jo asāks un tumšāks objekts. Palielinoties, asums ievērojami pasliktinās, bet parādītā objekta spilgtums palielinās. Tomēr objektiem nav digitālajām tehnoloģijām raksturīgā augsta asuma.

Attēlu asums tiek palielināts līdz noteiktai robežai, tas tiek darīts, samazinot urbuma diametru. Ja robeža tiek pārsniegta, attēla asums tiek ievērojami pasliktināts. Darba shēma ar agrīnām ierīcēm nebija ļoti ērta. Bija grūti pārnest attēlu otrādi.

Daudzus viduslaikos pārsteidza dažādu mākslinieku gleznu kvalitāte un reālisms. Noslēpums bija optisko ierīču izmantošana. Kamēr Camera obscura ar ieliektajām lēcām ir kļuvusi par īstu palīgu glezniecībā.

Kameras izmantošana glezniecībā netika reklamēta. Šādu objektu izmantošana ļāva sasniegt augstu attēla pārraides precizitāti. Renesanses gleznu pārbaude liecināja, ka mākslinieki izmantoja kastes ar caurumiem, kas mazāki par 5 mm. Attēlu detalizācija uz audekliem bija pārsteidzoša reālismā.

Tiek uzskatīta viena no slavenākajām gleznām, kurā eksperti pamanījuši kameras obscura vai ieliektā spoguļa izmantošanu Arnolfīni dzīvesbiedru portrets, ko gleznojis flāms Jans Van Eiks 1434. gadā... Viņa izcēlās ar gandrīz perfektu detaļu zīmējumu.

Par kameras lietošanu liecina ne tikai nevainojami izsekotā lustra ar daudz gaismas atspīdumu un sarežģītas formas svečturis. Īpaši ievērības cienīgs ir spogulis uz aizmugurējās sienas, kas attēlo visu telpas iekārtojumu un pat ēnu atspulgu. Dokumentālā precizitāte nevarēja nepiesaistīt pētnieku uzmanību.

Tomēr tas pats pētījumi atklājuši, ka mākslinieks savu audeklu gleznošanai iepriekš izmantojis camera obscura... Spilgts pierādījums tam ir viņa glezna "Cilvēks sarkanā turbānā". Šķiet, ka viņa ir fotografēta, un zīmējuma profesionalitāte liecina, ka šī nav pirmā optiskās ierīces izmantošana.

Neatkarīgi no slaveno meistaru talanta un zīmēšanas prasmju izsmalcinātības, toreiz nebija iespējams sasniegt pārsteidzošu precizitāti detaļās. Pamazām sāka uzlaboties optisko iekārtu izmantošanas tehnika. Līdz 16. gadsimta sākumam tas kļuva pieejamāks, tomēr lēcu pievienošana vēl neatrisināja apgrieztā attēla problēmu.

Tāpēc uz izcilu mākslinieku audekliem joprojām bija daudz kreiļu. Par šāda darba piemēru var saukt Fransa Halsa gleznu, kurā vienlaikus attēloti vairāki kreiļi. Ar to mielojas kreilis vīrietis un sieviete, cits kreilis viņiem draud pa logu. Un pat mērkaķis ar kreiso ķepu pieskaras sievietes kleitas apakšmalai.

Laika gaitā displeja trūkums ir novērsts. 17. gadsimtā optiskajā ierīcē parādījās ne tikai spoguļi, bet arī optiskās prizmas. Tāpēc attēla invertēšanas problēma ir novērsta. Šīs kameras sāka saukt par gaišajām kamerām. Tos izmantoja izcili mākslinieki.

Jana Vermēra audeklos var izsekot fotogrāfiskajai glezniecībai. Piemērs tam ir glezna "Strazds". Nav grūti saprast, ka Vermērs izmantoja progresīvu camera obscura. Viņa audeklam ir tie paši defekti, kas raksturīgi dažām mūsdienu kamerām (piemēram, sāni un objekti izkrīt no fokusa).

Camera obscura nozīme glezniecības un zinātnes attīstībā ir acīmredzama. Par to liecina dažādi interesanti fakti.

• Pateicoties viņai, parādījās dokumentālie mākslinieki (piemēram, lieliskais Canaletto, kurš gleznoja Vestminsteras tiltu, otas meistari LK Carmontel, Belotto, FV Perrault). Turklāt viņa sniedza ieguldījumu fotogrāfijas attīstībā.

• Obscura kameras tika izmantotas arī animācijā. Ar viņu palīdzību tika iezīmētas mākslinieku kontūras, panākot dabiskākās aprises, kustības un proporcijas. Spilgti piemēri tam ir tādas multfilmas kā "Scarlet Flower", "The Frog Princess", kas radītas pagājušajā gadsimtā.

• Renesanses mākslinieki izmantoja optiskās ierīces, kas bija tumšas telpas ar caurumu, kas varēja atrasties ne tikai sienā, bet arī griestos. Ievērības cienīgs ir fakts, ka viņiem bija jākrāsojas pilnīgā tumsā.

• Neskatoties uz to, ka mūsdienās kamera obscura zaudē savu aktualitāti, to izmanto iesācēju mākslinieki. Piemēram, ar tās palīdzību tiek krāsotas sienas, dekorējot tās ar reālistiskām ainavām vai citiem attēliem.

• Turklāt ar šo optisko iekārtu tiek iegūtas neparastas fotogrāfijas un paraugdemonstrējumi, kuros jaunajai paaudzei tiek parādīts, kā šī iekārta darbojas, kā bija, kā pareizi lietot.

• Ievērības cienīgs ir fakts, ka, meklējot uzlabojumus, tika izgatavota optiskā kamera četrpusīgas piramīdas formā. Atšķirībā no kastēm, ierīce balstījās uz 4 līstēm, kuras augšpusē tika savienotas ar uzmavām.Kameras ekrāns kļuva par baltu fonu, uz kura pēc tam tika uzklāti īpaši fiksējošie reaģenti.

• Attēlu iegūšanas metode camera obscura (dagerotips) izveidojās 1839. gadā. Apsudrabota metāla plāksne tika novietota tumsā un aplieta ar joda tvaikiem, pēc tam ievietota kamerā ilgstošai spilgtas gaismas iedarbībai. Pēc tam plāksne tika attīstīta dzīvsudraba tvaikos, līdz tika iegūta amalgama. Tad tika fiksēts dagerotips ar spoguļattēlu. Izgudrojot gaismas jutīgus materiālus, caurumu kameras kļuva par kamerām.

Par to, kas ir cauruma kamera, skatiet nākamo videoklipu.