Таинственная камера-обскура. Научные игрушки

Подробности

Обновлено 14.06.2021 19:58

07.2011

Как трудно жить! Как трудно жить! Как трудно было жить в те времена, подумаете Вы, когда не было еще телевизоров, плееров, телефонов, и, наконец, фотоаппаратов ...
А с чего, кстати, начинался наш современный «навороченный» фотоаппарат и когда?
Прадедушкой этого «цифрового недотроги» был скромный темный ящик, названный камерой-обскурой.

С латинского языка «camera» означает комната, а «obscurа» – тёмная, итак, все вместе - "тёмная комната".

Камера-обскура - это самое простое оптическое устройство, с помощью которого можно получить изображение объекта. Ее делали в виде светонепроницаемого ящика с маленьким отверстием (0,5-5 мм) в одной из стенок и экраном на противоположной стенке (первоначально из тонкой тонкой белой бумаги, а позднее из матового стекла).

Лучи света, проходя сквозь отверстие, создавали перевёрнутое изображение на экране.

Уже в 5 веке до н.э. один из китайских философов записал в своем труде о возникновении изображения на стене затемненной комнаты.

Упоминал о таком интересном наблюдении и Аристотель, живший около 350 г. до н.э. Древнегреческий философ отмечал, что свет, проникающий в темную комнату через небольшое отверстие в ставне, образует на противоположной стене изображение предметов, находящихся на улице перед окном, а ведь именно это свойство темной комнаты и является принципом работы камеры-обскуры.

Итак, уже со о времен античности был известен способ построения изображения при помощи малого отверстия.
В 10 веке арабский ученый  Алгазен 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.

А вот первым предложил конструкцию и "фирменное" название "камера-обскура" для нового оптического прибора известный итальянский художник и изобретатель Леонардо да Винчи.
Именно Леонардо да Винчи первым применил эту камеру для зарисовок пейзажей.

Вот как писал Леонардо да Винчи в 1470 году о принципе работы своего изобретения: "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".

Параллельно с  Леонардо да Винчи к аналогичному изобретению пришел и великий математик Тосканелли.

В 1544 году 24 января голландский физик и математик 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.

Как всегда это бывает, 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.

Венецианец Д. Барбаро впервые дал описание камеры-обскуры с плосковыпуклой линзой, позволяющей увеличить действующее отверстие для проникающих в камеру лучей и усилить яркость оптического изображения, получаемого с его помощью.
Итальянский математик и физик Джироламо Кардано (1501–1576) установил в нее линзу, а изображение с помощью зеркала проецировал на матовую стеклянную пластину.

Усовершенствованная и работающая камера-обскура была изготовлена и итальянцем Баттистой дел-ла Порта. А усовершенствованием была линза, вставленная в отверстие. Вот как Баттиста 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».

Камеру - обскуру использовали художники эпохи Возрождния для обучения законам перспективы.

В средневековье, 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.

10 июля 1600 года великий астроном и физик Иоганн Кеплер сделал  для наблюдения солнечного затмения  большую камеру-обскуру.

А в 1620 году Иоганн Кеплер 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 1644 году была сооружена большая камера-обскура монахом-иезуитом из Кима Атанасиусом Кирхером. Это было передвижное помещение, которое легко переносилось с места на место. Человек забирался в эт комнату через люк. На гравюре он очерчивает, с обратной стороны, изображение на прозрачной бумаге, которая висит напротив одной из линз. Кирхер в своей книге "Великое искусство света и теней" описал, как с помощью камеры-обскуры  можно проецировать изображение с прозрачной пластинки на стену или экран.

 В 1659 году голландский ученый Христиан Гюйгенс добавил к аппарату фокусирующие линзы для  увеличения четкости изображения.

В 17 веке была создана первая компактная камера-обскура. Ее легко можно было переносить и поворачивать.

Иоганн Цан в 1685 году создал рефлексную камеру-обскуру.  У этой камеры зеркало помещалось внутри под углом 45 градусов к линзе и изображение отражалось в верхней части ящика, где находилось матовое стекло, покрытое калькой для обводки получаемого изображения.

Усовершенствования, которые претерпела камера-обскура:

в передней стенке появилось двояковыпуклое стекло (объектив), в заднюю стенку вставлялась рамка с матовым стеклом, для удобства зарисовки внутри ящика стали помещать наклонное зеркало, которое отражало изображение на прозрачную крышку аппарата.

К 17 веку камеры-обскуры поделились на маленькие переносные и большие в виде комнаты,

а также были  распространены камеры-обскуры в виде закрытых кресел  и тентов.

Так выглядела, например, камера - обскура в 1769 году: светонепроницаемый ящик с зеркалом.

А это - усовершенствованная камера-обскура, применявшаяся Дж. Б. Портой в 1734 г. : зеркало, наклоненное под углом 45° к горизонту и собирающая линза, проецирующая на бумагу для рисунка изображение внешнего предмета.

Камеру – обскуру можно было приспособить и для  копирования рисунков.  Если вместо светонепроницаемой верхней стенки камеры вставить матовое стекло,    то можно скопировать рисунок, полученный  с помощью камеры.

В 17-18 веках особенно широко стала использоваться камера-обскура среди проффессиональных художников.

Многие художники использовали камеру—обскуру для создания пейзажей и портретов. Она не обеспечивала высокой резкости изображения, хотя все-таки резкость изображения могла быть повышена путем уменьшения диаметра отверстия. Камеры обскуры тех времён представляли собой большие ящики с системой зеркал для отклонения света, а вместо простого отверстия использовался объектив, что позволяло увеличить яркость и резкость изображения.

Голландец Ян Вермеер с помощью камеры-обскуры достиг в городских пейзажах почти фотографической объективности.
Так выглядит фрагмент пейзажа Яна Вермеера Детлефского, созданного при помощи камеры—обскуры.

При помощи камеры работал художник Каналетто, изображая Венецию. Именно он считается создателем жанра венецианской ведуты, когда при создании картин с целью повышения точности изображаемого художник использовал камеру-обскуру. Многие появившиеся в те времена картины и гравюры с изображением панорам городов и улиц были до мельчайших деталей  абсолютно точны, что было явным признаком работы с применением камеры-обскуры. 

В середине 18 века в России была распространена камера-обскура под названием «махина для снимания перспектив», сделанная в виде походной палатки. С ее помощью были почти документально запечатлены виды Петербурга и окресностей. Известный «ландкартный гравер и в перспективе мастер» М. Махаев к 50-летию Петербурга очень быстро выполнил два десятка «першпектов» столицы, а затем и виды других городов.

Для развлечения публики строились камеры- обскуры величиной с комнату.

Сверху делали маленькое отверстие. Проецировали на отверстие изображение природы или предметов с помощью зеркала и получали внутри затемненной камеры - комнаты на горизонтальной поверхности, например стола, изображения внешних объектов.

В 18 веке одна придворная дама записала впечатления от своей прогулки с камерой-обскурой:

" Я приказала своему арапу принести камеру-обскуру и поставить ее напротив коллонады на другой стороне от озера, чтобы можно было срисовать этот прекрасный вид. Озеро было широко, и я находилась на очень выгодном для перспективы расстоянии. Камера-обскура была очень удобна и велика, в нее можно было войти до пояса и хорошо упереться руками. Я стала работать.

В это время на другой стороне озера шла графиня Бранницкая. Она заметила мой прибор, но не могла понять, что это такое, и остановилась. Рассматривая этот четырехугольный предмет и зеленую занавес, падающую до земли, она спросила своего лакея, что, по ее мнению, это может быть такое. Глупый, но самоуверенный, тот отвечал: - Это госпожа Эстергази лечится электричеством ...

Даже несмотря на всю привлекательность работы художника с камерой-обскурой, этот процесс был очень трудоемким. Не одну сотню лет ученые пытались «остановить мгновение» и каким-то образом зафиксировать изображения, полученные камерой-обскурой. Лишь развитие химии позволило создать устойчивое во времени изображение.

Первые  неисчезающие  изображения с помощью камеры-обскуры были получены Жозефом Нисефором Ньепсом в 1826 году.

Первый в мире гелиографический снимок Ньепса, сделанный с натуры в 1826 году, это вид из окна его мастерской.

11 лет спустя  Луи Дагер усовершенствовал  процесс  фиксации изображения с камеры-обскуры при помощи металлических пластинок. Так выглядела раздвижная камера-обскура Луи Дагера.

К 1839 году окончательно сложился метод получения изображений в камере-обскуре, названный дагеротипией: посеребрённую  металлическую пластинку подвергали в темноте воздействию паров йода  и помещали в камеру-обскуру для длительного экспонирования на ярком свету, затем пластинку проявляли в парах ртути до образования амальгамы и готовый дагеротип закрепляли. Изображение на дагеротипе получалось зеркальным.

Парижский бульвар 1839г. Первый дагеротип с человеком в кадре:

В историю мировой науки и искусства 1839 год вошёл, как год изобретения фотографии. После изобретения светочувствительных материалов камеры- обскуры стали фотоаппаратами.

Почти 250 лет представления с камерой-обскурой занимали публику. Ажиотаж был необыкновенный.

И даже в начале 20 века, когда уже вовсю крутили немое кино, залы, где давали представления с камерой-обскурой, были переполнены.

Во многих странах мира строились аттракционы с камерой- обскура.

Изображения камер-обскур и павильонов с ними можно увидеть на старинных открытках и на рисунках и гравюрах в книгах.

Выпускались камеры-обскуры и в качестве игрушек для детей.

В наше время камеры-обскуры выставлены в музеях, проводятся демонстрации старинных оптических приборов, строятся новые павильоны на потеху публики. Так появилась и огромная камера-обскура в штате Миннесота США.