Камера обскура принцип работы: красота мира в каждом кадре

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

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.

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 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».

Эффект Камеры-обскура в природе

Есть в фильме Музыкальные любовники

См. также

КАМЕРА-ОБСКУРА – ОБЫКНОВЕННОЕ ФОТОЧУДО.

КАМЕРА-ОБСКУРА – ОБЫКНОВЕННОЕ ФОТОЧУДО.

1МОУ «СОШ № 1 г.Пугачева Саратовской области имени Т.Г.Мазура»

1МОУ «СОШ № 1 г.Пугачева имени Т.Г.Мазура»

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Сегодня фотоаппарат есть почти у каждого человека, одни пользуются профессиональными фотокамерами, другим достаточно камеры на телефоне. Увлечение селфи стало неотъемлемой частью нашей культуры. Интересно, а раньше как люди могли запечатлеть моменты своей жизни? Писали картины, например. Но ведь у каждого свой взгляд и видение предметов, а значит 100% сходства, конечно же не было. Так чем же наши предки заменяли фотоаппарат?

Не каждый школьник сможет похвастаться тем, что видел своими глазами и держал в руках черно-белую фотографическую карточку. И совсем мало тех, кто видел, как появляется изображение на фотобумаге. Рассматривая бабушкин фотоальбом, я заметила, что фотографии были совсем другими. Фотобумага, цветовая гамма, размер фотографий заметно отличаются от современных фотографий. Интересно, а когда появилась и как развивалась фото индустрия? В не зависимости от сложности конструкции и функций сегодняшних фотокамер, все они являются потомками устройства изобретенного гораздо раньше, чем появилось само слово «фотография». Речь пойдет о камере-обскура – устройства, на основе которого были созданы все основные принципы фотографирования.

Сегодня фотография очень широко применяется в разных сферах деятельности человека: в искусстве, в науке или повседневной жизни. Увлечение фотографией стало особенной приметой времени. Так как ею занимаются многие люди разных возрастов и самых разных профессий.

Объектом исследования является история развития фотоаппарата.

Предмет исследования камера-обскура.

Цель: изучить историю фотоаппарата и принцип работы камеры-обскура.

Задачи исследования:

1. Узнать историю фотоаппарата.

2. Сделать свои камеры-обскура.

3. Выяснить знают ли школьники что такое «камера-обскура»?

Гипотеза: камера-обскура является прототипом современного фотоаппарата.

Методы исследования: изучение материалов, социологический опрос, обработка анкет, эксперимент, анализ полученных данных.

1. Раздел. История камеры-обскура.

Когда была изобретена камера-обскура, точно не известно, но уже в V веке до нашей эры китайский философ Ми Ти описал возникновение изображения на стене затемненной комнаты. Упоминал о такой камере и Аристотель.¹ С нее – то и началась история фотографии, когда через маленькое отверстие на бумагу проектировали изображение предмета.

Принцип действия камеры-обскура заключается в следующем. Если в одной из стенок темного ящика сделать небольшое отверстие, то на противоположной стенке ящика (внутри его) образуется видимое световое изображение всех освещенных предметов, находящихся перед отверстием, при этом изображение будет перевернутым.

До XVII века все камеры-обскура были стационарными, так как представляли собой обыкновенные комнаты, в которых можно было вести астрономические наблюдения.

Первоначально камерой-обскура пользовались исключительно ученые – оптики и астроному – для научных опытом и наблюдений. Однако вскоре эта монополия была нарушена, и камера-обскура из инструмента ученых постепенно превратилась в инструмент художников-живописцев, найдя в этом свое истинное призвание (См. приложение 1). При помощи зеркала расположенного под углом 45° переводили изображение на матовую, горизонтальную пластину, что позволило художникам переносить пейзаж на бумагу.

Даже, несмотря на всю привлекательность работы художника с камерой-обскура, этот процесс был очень трудоемким. Новое устройство захватило умы всех ученых того времени. Не одну сотню лет ученые в разных странах пытались «остановить мгновения» и каким-то образом зафиксировать изображения, полученные камерой-обскурой. Теперь трудно с точностью сказать, кто первым предложил поставить линзы и увеличить четкость изображения. В свою очередь, фиксация с помощью угля или карандаша светового изображения, возникающего в камере-обскура, натолкнула изобретателей на мысль о химической фиксации этого изображения, что привело, в конце концов, к изобретению фотографии.

Окружающий человека мир постоянно меняется. Поэтому неудивительно, что люди всегда стремились найти способ, который не требовал бы долгого и утомительного труда художника, и позволил бы сохранить на долгие годы жизнь во всем ее многообразии.

Лишь развитие химии позволило создать устойчивое во времени изображение. Первые неисчезающие изображения с помощью камеры-обскура были получены Жозефом Нисефором Ньепсом в 1826 году².

С греческого языка фотография переводится (фото – свет и граф – рисую, пишу) как светопись или рисование светом. Фотография – это объединение различных способов получения изображения и поэтапного процесса попадания света на особые светочувствительные материалы и дальнейшей химической обработки.

Далее камера-обскура все более совершенствовалась: в нее добавлялись линзы, сначала для увеличения угла обозрения, затем для улучшения четкости изображения, большое неудобство представляло перевернутое изображение, чтобы избавиться от этого недостатка, крепили к камере-обскура зеркало, которое вторично переворачивало изображение. Со временем из стационарной, она стала мобильной и меньших размеров.

В XVII веке появляются первые переносные камеры-обскура. Раньше и сейчас такие комнаты используются для развлечения и обучения. Несмотря на то, что они были довольно тяжелыми и громоздкими, такие камеры стали находить уже более широкое применение. Представляли собой специальную палатку, которая вращалась, давая возможность вести круговой обзор неба или горизонта. В том же веке в России, имела распространение камера-обскура, сделанная в виде походной палатки. С ее помощью были документально запечатлены виды Петербурга, Петергофа и другие русские города.

Основной частью любого фотоаппарата является объектив, непрозрачная камера, светочувствительная поверхность внутри камеры (фотопластинка, фотопленка, а у цифровых фотоаппаратов это матрица) во время фотографирования объектив приоткрывается с помощью специального затвора, он пропускает свет в камеру, и мы получаем уменьшенное, перевернутое изображение.

Все современные фотоаппараты это все та же древняя камера-обскура, только снабженная различного рода вспомогательными механизмами. Принцип действия ее остался прежним.

С латинского языка camera переводится как комната, а obscura – темная.³ Темная комната. По определению получается, что камера-обскура – это прототип фотографического аппарата, это темное помещение с одним миниатюрным отверстием, через которое на противоположную стенку проецируется перевернутое уменьшенное изображение предметов снаружи.

Все слышали знаменитую фразу фотографов «Внимание, сейчас вылетит птичка». А что за птичка и где она находится? Оказывается, раньше фотографы действительно её использовали. В начале 20 века, определенные навыки требовались не только фотографу, но и фотографируемому. Кадр занимал несколько секунд, в течение которых человек должен быть неподвижен, иначе фотография получалась смазанная. Для детей это была большая проблема. И тогда была придумана птичка из латуни.

Её держал ассистент или один из родителей около объектива. К ней подходил небольшой резиновый шланг с грушей. Нижняя часть птички была заполнена водой. При надавливании на грушу птичка издавала свист похожий на пение настоящей птицы и ребенок на несколько секунд замирал, глядя на то, кто же там поет. В результате получался нужный кадр, все были довольны.

2 раздел. Эксперимент

Посмотрев передачу по детскому телеканалу, там рассказывали, как сделать камеру – обскура. Меня это очень заинтересовало. Я предложила маме сделать такой эксперимент дома. Мама согласилась.

Как мы уже выяснили, что камера-обскура имела самые разнообразные размеры, мы сделали«камеры» двух размеров, одну небольшую из коробки под обуви, и большую во всю комнату.

Для небольшой нам понадобились:

— коробка;

— листы темной бумаги;

— скотч или клей;

— ножницы;

— лист белой бумаги;

Что делать:

Взять коробку из-под обуви, на внутреннюю сторону крышки приклеить темный лист бумаги, и на дно коробки также приклеить темный лист, небольшое отверстие, плотно заклеить, чтобы не проникали лишние лучи. «Экраном» будет белый лист бумаги, приклеить «экран» полукругом. На противоположной стороне от экрана необходимо сделать маленькое отверстие. Сначала мы сделали маленькое отверстие шилом, но так как света проникало очень мало, изображение было очень темным. Тогда при помощи ножниц, мы увеличили отверстие, картинка стала светлее. Так как в такую маленькую коробку мы не поместимся, мы воспользовались современными технологиями. В коробку мы поместили сначала мобильный телефон с возможностью видеозаписи. И попробовали в солнечный день снять видео в своем кабинете с классным руководителем. Но телефон был слишком большой и помещался под углом, поэтому видео сняли только частично. У папы спросили видеорегистратор из машины. С балкона сняли видео. Вот что получилось… Так как на улице зима, белый снег и коричневые деревья, то видео получилось черно – белое. ( Но весной мы с мамой обязательно попробуем еще раз этот эксперимент, чтобы получить цветное изображение) Видео не очень четкое, но нам удалось при помощи обычной коробки из-под обуви получить перевернутое изображение предметов находящихся за окном!!!

Для камеры-обскура больших размеров нам понадобятся:

— комната;

— темная непрозрачная пленка;

Что делать:

Заклеить окно пленкой, сделать небольшое отверстие в пленке и смотреть на противоположную сторону.

Я живу на третьем этаже, перед нашим окном растет дерево, поэтому на противоположной стене я увидела ветви дерева, было не очень красиво, но так удивительно!!!

Когда свет проникает в темное пространство сквозь крошечное отверстие, происходит нечто таинственное и удивительное.

Размеры изображаемых предметов зависят от расстояния между отверстиями и стенкой, на которой появляется изображение. Чем больше это расстояние, тем большими будут выглядеть изображаемые предметы. При этом качество изображения зависит от величины отверстия. Чем оно меньше, тем резче изображение и тем оно темнее. С увеличением отверстия резкость изображения ухудшается, зато его яркость возрастает.

Проведя социологический опрос (см. приложение 2) в своем классе, я выяснила, что 30 человек не знают, что такое «Камера – обскура» (и некоторые взрослые кому я задавала этот вопрос, затруднялись с ответом) 3 человека ответили, что знают. Из них двое смотрели мультик «Смешарики» в котором рассказывали о камере-обскура. И один человек узнал от своей мамы.

Заключение

Изучив историю вопроса, появление фотоаппарата мне удалось определить основные этапы развития, что сначала появилась камера-обскура, которая проецировала изображение в комнату, затем научились эти кадры сохранять, сначала перерисовывая изображение, с развитием и изучением химических свойств сохранять изображения.

Проведя все эксперименты, выделила специфические особенности:

1. Изображения получаются перевернутыми.

2. Чем меньше отверстие, тем более четкие получаются изображения, но темные.

3. Количество изображений равно количеству отверстий.

4. Форма отверстия на форму изображения не влияет.

Если в камеру-обскура добавить линзы для улучшения четкости изображения, зеркало – чтобы перевернуть изображение то получится фотоаппарат. Все современные фотоаппараты это древняя камера-обскура, только снабженная различного рода вспомогательными механизмами.

В природе, эффект камеры-обскура можно наблюдать во время частичного солнечного затмения – тогда на земле появляются серповидные тени, повторяющие форму Солнца, закрытого Луной. (См. приложение 3).

Наши глаза, тоже маленькие камеры-обскура, то, что мы называем зрачком это не черный кружок, а отверстие, которое ведет в темную внутренность нашего органа зрения, все предметы мы видим перевернутыми, но наш мозг каждый раз возвращает их в естественное положение. (См. приложение 4).

Гипотеза подтвердилась, что камера-обскура является прототипом современного фотоаппарата.

И сейчас, в век цифровой фотографии, камера-обскура продолжает привлекать фотографов простотой конструкции, изяществом концепции и работой непосредственно со светом.

Надеюсь, тема моего исследования заинтересовала Вас, сделать такое нехитрое устройство может каждый, (напомню, что для этого надо затемнить окно темной пленкой, сделать в пленке небольшое отверстие и наслаждаться результатом) я Вас уверяю, результат Вас удивит и зачарует!

Список литературы

1. Сурдин В., Карташев М. Камера-обскура// Квант, 1999, № 2

2. Розов Г.Д. Искусство фотографии. Издательство: АСТ, 2006.

3. Большая советская энциклопедия. М., 1973 г.

Интернет источники

1. http://novotarbeevo.narod.ru/festival/tur_fisic/kamera.htm

2. http://animamuseum.ru/blogarticle/kamera-obskura-3-ya-chast-nano

3. http://m.nat-geo.ru/photo-master/34462-kamera-obskura

Приложение 1

Камера — обскура

Приложение 2

Социологический опрос

Приложение 3

Эффект камеры-обскура в природе

Приложение 4

Наши глаза – маленькие «Камеры-обскура»

1 ^{Сурдин В., Карташев М. Камера-обскура// Квант, 1999, № 2}

2 ^{Розов Г.Д. Искусство фотографии. Издательство: АСТ, 2006}

3 ^{Большая советская энциклопедия. М., 1973 г.}

Просмотров работы: 1114

Удивительная камера-обскура — как это работает

Камера-обскура — древнее оптическое устройство. В своей основной форме это, попросту говоря, темный комната с небольшой дырой в стене. На стене напротив дыры формируется образ всего, что находится снаружи. Это изображение перевернутая (перевернутая) и задняя часть вперед (смещенная сбоку).
Размер отверстия имеет большое влияние на проецируемое изображение. Небольшое отверстие дает резкий изображение, которое тусклое, в то время как большее отверстие дает более яркое изображение, которое менее хорошо сфокусировано.

Это происходит потому, что свет распространяется по прямым линиям — свойство, известное как прямолинейное распространение света.

Наблюдения и эксперименты с камерой-обскурой проводились с очень древних времен. Первый записанный свидетельство этого эффекта было у Мо Цу, китайского мыслителя в 500 г. до н. э.

Камера-обскура, широко используемая астрономами для наблюдения за солнцем, не причиняя вреда глазам. практически не изменился примерно до 1550 года, когда человек по имени Кардано заменил точечное отверстие линзой, как описано в его книга De Subtilitate Libri.Это увеличение размера диафрагмы привело к гораздо более яркому изображению, но означало, что Картинка нуждалась в фокусировке. Это было достигнуто перемещением обзорной поверхности или линзы, это стало необходимо, когда линзы имеют фиксированное фокусное расстояние. Объекты на переднем плане фокусируются дальше от объектива, в то время как удаленные объекты фокусируются ближе к объективу.

Это был большой шаг вперед в развитии камеры-обскуры. Яркость и четкость изображения, которые Представленный объектив сделал его практическим инструментом для таких художников, как Вермееер и Каналетто, и, возможно, стимулировал больше экспериментирование.

Камера-обскура существует в двух основных формах. Помещения, в которых зритель находится внутри камеры и смотрит прямо на Типы изображений и боксов, в которых изображение проецируется на экран, просматриваемый снаружи. Экран часто изготавливается из матового стекла и обычно требует кожуха или колпака, чтобы блокировать окружающий свет.

В викторианские времена они достигли пика популярности. Благодаря улучшениям в производстве вероятно, что качество линз повысилось, а стоимость снизилась, что сделало линзы менее эксклюзивными.Многие из них были построены в морские и туристические курорты как популярное развлечение. Сегодня, хотя о камере-обскуре в значительной степени забыли о, есть еще некоторые открытые для публики.

Наша камера-обскура построена в стиле комнаты с горизонтально установленным объективом в потолке и зеркалом. при размещении над ним на сорок пять градусов вся линза и зеркало могут поворачиваться на 360 градусов Посмотреть. Наш объектив с рейтингом F16 обеспечивает хорошее изображение даже в пасмурный день.

Инструкции по созданию собственной камеры-обскуры см. Информационная страница здания.

Принцип камеры-обскуры | Событие

Вторник, 5 июля 2016 г., 19:00 —

Hohenzollerndamm 176 Берлин 10713

Современные позиции в фотографии-обскурах

С работами Томаса Бахлера, Джорджия Кравец, Оливер Мёст, Карен Штуке, Майкл Везели

Когда Аристотель наблюдал солнечное затмение за 400 лет до Рождества Христова, он впервые реализовал принцип камеры-обскуры.Когда свет проходит через маленькое отверстие в темную комнату, он создает перевернутое изображение. 1800 лет спустя Леонардо да Винчи обнаружил, что человеческий глаз работает в основном таким же образом.
Выставка «Принцип камеры-обскуры» исследует это явление с позиций современного искусства. Новые перспективы, конструкции и концептуальные стратегии показывают, что очарование старости сегодня потеряло всякое влияние и продолжает оставаться призрачным.
На выставке будут представлены работы, в которых освещены экспериментальные и современные подходы к этой традиционной художественной технике.
Например, Майкл Везели представляет ящики с отверстиями, боковые стенки которых покрыты фоточувствительной бумагой; таким образом отображается только окружающее пространство, а не объект, на который указывает камера.
Оливер Мёст снимает задний экран камеры-обскуры, создавая поэтические миниатюры фильмов-обскур.
Карен Стьюке использует свою машину как треногу, а через переднее окно она выставляет фотографии, сделанные во время поездок по европейским туннелям. Время, свет и пространство создают эффект всасывания форм и цветов.
Джорджия Кравец сфотографировала пары братьев и сестер из Силезии / Польши двумя камерами-обскурами, и она представляет изображения в футляре стереоскопического обзора, выражая ностальгию и отсутствие.
Томас Бахлер неоднократно менял форму отверстия для камеры и создает в серии Pixel Trees цифровые эффекты, несмотря на аналоговую запись.
Помимо фотографий, видео и аппаратов ручной работы, на выставке можно будет окунуться в камеру-обскуру.

Вложения

История камеры-обскуры и ее использование для создания произведений искусства

Устройство камеры-обскуры.(Фото: Wikimedia Commons [CC BY-SA 3.0])

Что такое

Камера-обскура (что на латыни означает «темная комната») — это устройство в форме коробки, используемое в качестве вспомогательного средства для рисования или развлечения. Также называемое изображением обскуры , оно пропускает свет через небольшое отверстие с одной стороны и проецирует перевернутое и перевернутое изображение с другой.

Как это работает

Как следует из названия, многие исторические эксперименты с камерой-обскурой проводились в темных комнатах.Окружение проецируемого изображения должно быть относительно темным, чтобы изображение было четким. Человеческий глаз работает во многом как камера-обскура; оба имеют отверстие (зрачок), двояковыпуклую линзу для преломления света и поверхность, на которой формируется изображение (сетчатка).

Ранние устройства камеры-обскуры были большими и часто устанавливались внутри целых комнат или палаток. Позже портативные версии, сделанные из деревянных ящиков, часто имели линзу вместо точечного отверстия, что позволяло пользователям регулировать фокус.Некоторые боксы для камеры-обскуры также имели угловое зеркало , позволяющее проецировать изображение правильно вверх.

Принцип камеры-обскуры, проиллюстрированный Джеймсом Эйскоу в «Кратком описании глаза и природы зрения», 1755 г. (Фото: Wikimedia Commons [Public Domain])

История камеры-обскура

Самое раннее письменное упоминание о теории камеры-обскуры можно найти в исследованиях китайского философа и основателя мусульманства Мози (470–390 до н. Э.).Он записал, что изображение в камере-обскуре перевернуто на вверх ногами на , потому что свет распространяется по прямым линиям от своего источника. В течение 4-го века греческий философ Аристотель заметил, что солнечный свет, проходящий через промежутки между листьями, создает изображение затменного солнца на земле. Это явление было также отмечено греческим архитектором VI века Антемиусом Траллесским, который в своих экспериментах использовал камеру-обскуру. В IX веке арабский философ, математик, врач и музыкант Аль-Кинди также экспериментировал со светом и отверстием.

Знакомый с этими ранними исследованиями, Леонардо да Винчи опубликовал первое четкое описание камеры-обскуры в Атлантическом кодексе (1502), 12-томном переплете своих рисунков и сочинений, где он также рассказал о других изобретениях, таких как летательные аппараты и музыкальные инструменты. Он писал (в переводе с латыни): «Если фасад здания, или места, или ландшафта освещен солнцем, и в стене комнаты в здании, обращенном к нему, просверливается небольшое отверстие, которое не является прямым освещенные солнцем, то все освещенные солнцем объекты будут передавать свои изображения через это отверстие и появятся в перевернутом виде на стене, обращенной к отверстию.Вы увидите эти изображения на листе белой бумаги, который вертикально разместите в комнате недалеко от этого отверстия, и вы увидите все вышеупомянутые объекты на этой бумаге в их естественной форме или цвете, но они будут казаться меньше и вверх ногами из-за пересечения лучей на этом отверстии. Если эти изображения сделаны из освещенного солнцем места, они будут выглядеть на бумаге такими же раскрашенными, как и они. Бумага должна быть очень тонкой, и смотреть на нее нужно сзади.”

За эти годы да Винчи нарисовал около 270 схем устройств камеры-обскура в своих альбомах.

Рисунок, на котором человеческий глаз сравнивается с камерой-обскурой из «Атлантического кодекса» Леонардо да Винчи (1490–1495). (Фото: Wikimedia Commons [общественное достояние])

Йоханнес Вермеер и камера-обскура

Хотя нет никаких документальных свидетельств, подтверждающих это, историки искусства предположили, что голландский мастер 17-го века Йоханнес Вермеер использовал камеру-обскуру в качестве вспомогательного средства для создания своих картин.Теория основана на исследованиях самих произведений искусства. Под поверхностью его картин нет никаких признаков того, что он вносил какие-либо поправки в свои макеты во время работы. Вместо этого Вермеер создал темное изображение, очерчивающее сцену, перед рисованием, возможно, на основе проецируемого изображения.

Первым, кто публично высказал предположение о возможности использования Вермеера камеры-обскуры, был американский художник Джозеф Пеннелл. В 1891 году он заметил, что мужчина на переднем плане картины Вермеера «Офицер и смеющаяся девушка » (1657) был почти в два раза больше, чем девушка, перед которой он сидел, — точно так же, как эта сцена появляется на фотографии.

«Офицер и смеющаяся девушка» Йоханнеса Вермеера, 1657 г. (Фото: Wikimedia Commons [Public Domain])

Статьи по теме:

Как развитие камеры изменило наш мир

Получите «мгновенную» историю того, как Polaroid произвел революцию в фотографии

Девушка с жемчужной серьгой: разгадывая загадочный шедевр Золотого века Голландии

Camera Obscura — обзор

1.2.1 Основы многоэкранного режима

Термин «многоэкранный режим» широко используется для описания различных систем.В этом разделе мы имеем дело исключительно с системами, в которых выходные данные со всех камер обрабатываются совместно, чтобы создать некоторое общее представление сцены. Поэтому, например, системы видеонаблюдения, в которых видео регистрируется и просматривается с каждой камеры независимо, выходят за рамки нашего рассмотрения.

Рассматриваемая цель получения многовидового видео — создание трехмерного представления сцены. Такое трехмерное представление необходимо для включения функций, связанных со свободной навигацией VR, например.g., чтобы синтезировать виртуальные виды, видимые с произвольных позиций на сцене. В настоящее время наиболее часто используемым форматом такого представления является многоракурсное видео плюс глубина (MVD). В МВД многие 2D (плоские) изображения с камер дополнены картами глубины, которые несут дополнительную информацию о третьем измерении сцены. Карты глубины — это матрицы значений, отражающие расстояния между камерой и точками сцены. Обычно карты глубины представлены в виде серого видео, см. Рис. 1.12, где более близкие объекты отмечены высокой интенсивностью (свет), а дальние объекты — низкой интенсивностью (темные).

Рис. 1.12. Исходный вид (A) и соответствующая карта глубины (B) одного кадра «Poznan Blocks» [104, 105] тестовой последовательности 3D-видео. На карте глубины более близкие объекты отмечены высокой интенсивностью (светлый) , а дальние объекты отмечены низкой интенсивностью (темный) .

Конкретное значение термина «глубина» варьируется в литературе и часто используется взаимозаменяемо с другими, такими как несоответствие, нормализованное несоответствие, z -значение.Фактически, на рис. 1.12 «глубина», представленная значением серой шкалы пикселей, соответствует диспаратности: более близкие пиксели имеют более высокое значение, что соответствует более высокому значению диспаратности. Чтобы понять точное значение каждого из этих терминов «глубина» и «несоответствие», давайте рассмотрим модель камеры с отверстиями.

Камера-обскура — это упрощенная камера-обскура, в которой линзы заменены на одно-точечное отверстие, которое действует как бесконечно малая диафрагма.Лучи света от трехмерной сцены проходят через эту единственную точку и проецируют перевернутое изображение на противоположной стороне коробки, ср. Рис. 1.13A. В некоторых формулировках модели камеры-обскуры тот факт, что проецируемое изображение инвертируется, часто опускается, предполагая, что плоскость изображения (виртуальная) расположена на той же стороне от отверстия, что и сцена, ср. Рис. 1.13B. Следовательно, уравнение апертуры:

Рис. 1.13. Визуализация камеры-обскуры (A), ее упрощенной модели (B) и соответствующей системы координат (C).

(1.1) fz = ux = vy.

, где f — фокусное расстояние (расстояние плоскости изображения по оси z ), u и v — координаты на плоскости проецируемого изображения некоторой точки с x , y , z координаты в трехмерном пространстве. В упомянутом уравнении спроецированная система координат UV сдвинута так, что она центрирована в главной точке P , ср. Рис. 1.13C. В таком случае перспективная проекция будет следующей:

(1.2) u = xz⋅f, v = yz⋅f.

Используя такую ​​модель камеры-обскуры, мы можем рассмотреть объект F , ср. Рис. 1.14, наблюдаемый с двух камер (левой и правой). В каждом из ракурсов данный объект виден под разными углами и позициями, ср. Рис. 1.14, и поэтому его наблюдаемые положения на плоскостях изображения различаются ( F _L на левом изображении и F _R на правом изображении). Имея только один вид (например, левый), мы не можем сказать, каково расстояние до объекта, наблюдаемого в позиции F _L .Для реального положения F объект можно представить как находящийся в положении G , I или J , что на правом виде будет наблюдаться в положениях F _R , G _R , I _R и J _R соответственно. Набор всех потенциальных трехмерных положений наблюдаемого объекта E _L , спроецированный на другую плоскость изображения, геометрически склонен лежать вдоль так называемой эпиполярной линии.

Рис. 1.14. Эпиполярная линия как проекция на правую проекцию всего потенциального положения объекта, находящегося на луче ρ , рассматриваемая на левом виде как единая точка.

Эпиполярная линия — это проекция луча, направленного из оптического центра одной камеры в трехмерную точку, на плоскость изображения другого вида. Например, на рис. 1.14 луч ρ (начиная с O _L и проходя через F ) рассматривается левой камерой как точка, потому что он находится прямо на одной линии с проекцией этой камеры. .Однако правая камера видит этот луч ? в плоскости изображения в виде линии. Такая проекция линии в поле зрения правой камеры называется эпиполярной линией. Эпиполярная линия отмечает потенциальные соответствующие точки на правом виде для пикселя F на левом виде.

Положения и ориентация эпиполярных линий указываются положениями камер; их ориентации; и другие параметры, такие как фокусное расстояние, угол обзора и т. д. Обычно все эти параметры собираются в виде матриц внутренних и внешних параметров камеры, см.Раздел 1.3.1. В общем случае эпиполярные линии могут лежать под произвольными углами, ср. Рис. 1.16 (вверху).

Распространенным и важным случаем для рассмотрения глубины является линейное расположение камер с параллельными осями точек обзора, ср. Рис. 1.15. Такая настройка может быть получена как путем точного физического позиционирования камер, так и с помощью постобработки, называемой исправлением, см. Рис. 1.16 (внизу).

Рис. 1.15. Линейное расположение камер с параллельными осями точек обзора.

Рис. 1.16. Исходное (вверху) и исправленное (внизу) изображения из «Poznan Blocks» [104, 105] многовидового видеопоследовательности для некоторой выбранной пары просмотров. Примерная эпиполярная линия для луча ρ отмечена сплошной линией.

В таком случае линейного расположения плоскости изображения всех видов совпадают, ср. Рис. 1.16 (внизу), и все эпиполярные линии выровнены с горизонтальными осями изображений. Следовательно, различия в наблюдаемых положениях объектов превращаются в диспропорции вдоль горизонтальных рядов.Из-за проективного характера такой видеосистемы с линейным расположением камер, чем дальше объект от камеры, тем ближе его проекция к центру плоскости изображения.

Что такое камера-обскура?

Camera = Latin для «

Идите в очень темную комнату в ясный день. Сделайте маленькую дырочку в окне накройте и посмотрите на противоположную стену. Что ты видишь? Магия! Там в полный цвет и движение будет мир за окном — вверх вниз! Эта магия объясняется простым законом физического мира.Свет распространяется по прямой линии, и когда некоторые лучи отражаются от яркого предмета проходят через маленькую дырочку в тонком материале, не разбрасывать, а скрещивать и преобразовывать как перевернутое изображение на квартире поверхность проводится параллельно отверстию. Этот закон оптики был известен еще в древности. раз.

Самое раннее упоминание об этом типе устройства было сделано китайским философом. Мо-Ти (V век до нашей эры). Он официально зафиксировал создание перевернутого изображение, образованное световыми лучами, проходящими через точечное отверстие в затемненное комната.Он называл эту затемненную комнату «местом сбора» или «запертым уголком». сокровищница «.

Аристотель (384-322 до н.э.) понял оптический принцип камеры обскура. Он увидел полумесяц частично затменного солнца, спроецированный на земле через отверстия в сите, а промежутки между листьями платана.

Исламский ученый и ученый Альхазен (Абу Али аль-Хасан ибн аль-Хайсам) (ок. 965 — 1039) дал полный учетная запись принципа, включая эксперименты с пятью фонарями за пределами комнаты с небольшой дырочкой.

В 1490 году Леонардо да Винчи дал два четких описания камеры-обскуры в его записные книжки. Много из в первый камеры-обскуры были большие комнаты, подобные той, что проиллюстрировал голландский ученый Райнерус. Гемма-Фризиус в 1544 году для использования при наблюдении солнечного затмения.

Качество изображения было улучшено за счет добавления выпуклой линзы в отверстие в 16 веке и позднее добавление зеркала в Отразите изображение вниз на смотровую поверхность.Джованни Баттиста Делла Порта в своей книге 1558 года Magiae Naturalis рекомендовал использовать это устройство. как помощь в рисовании для художников.

Термин «камера-обскура» впервые использовал немецкий астроном Йоханнес. Кеплер в начале 17 века. Он использовал его для астрономических приложений. у него была портативная палатная камера для съемки в Верхней Австрии.

Разработка камеры-обскуры шла в два направления. Один из них привело к переносному коробочному устройству, которое было инструментом для рисования.В 17-м и 18 век многим художникам помогло использование камеры-обскуры. Ян Вермеер, Каналетто, Гварди и Пол Сэндби являются представителями эта группа. К началу 19 века камера-обскура была готов с небольшими изменениями или без них, чтобы принять лист светочувствительного материал, чтобы стать фотоаппаратом. Портативный и бокс-обскуры из нашей коллекции показаны на другом страница на этом сайте.

Другой трек стал комнатой камеры-обскуры, сочетание образования и развлечения.В 19 веке с улучшенными линзами, которые могли снимать более крупные и четкие изображения, камера-обскура процветала в побережье и живописные районы. Есть несколько страниц, на которых изображения камеры комнаты-обскура, такие как эта страница в парке США камеры-обскуры из наших коллекция. Сегодня к камере-обскуре возрождается интерес. Старая камера обскуры находятся праздновал как культурный и исторические сокровища и новые камеры-обскуры строятся вокруг мир.

История Camera Obscuras — Kirriemuir Camera Obscura

Роль в современную эпоху

Хотя технические принципы камеры-обскуры были известны с древних времен, широкое использование технических концепций для создания изображений с линейной перспективой в картинах, картах, театральных декорациях и архитектурных, а затем и фотографических объектах. изображения и фильмы начались в эпоху Западного Возрождения и научной революции. Хотя, например, Альхазен уже наблюдал оптический эффект и разработал современную теорию преломления света, его меньше интересовало создание изображений с его помощью; общество, в котором он жил, враждебно относилось даже к личным образам.Западные художники и философы использовали открытия арабов в новых рамках эпистемической релевантности. например Леонардо да Винчи использовал камеру-обскуру как модель глаза, Рене Декарт — как глаз и разум, а Джон Локк начал использовать камеру-обскуру как метафору человеческого понимания как такового. Современное использование камеры-обскуры в качестве эпистемической машины имело важные побочные эффекты для науки.

История

Самая ранняя существующая письменная запись о камере-обскуре находится в трудах Мози (470–390 до н.э.), китайского философа и основателя могизма.Мози правильно утверждал, что изображение в камере-обскуре переворачивается вверх ногами, потому что свет распространяется по прямым линиям от своего источника. Его ученики развили это до второстепенной теории оптики.

Греческий философ Аристотель (384–322 до н.э.) был знаком с принципом камеры-обскуры. Он смотрел на полумесяц частично затемненного солнца, проецируемый на землю через отверстия в сите и через щели между листьями платана. В 4 веке до нашей эры Аристотель отмечал, что «солнечный свет, проходящий через небольшие отверстия между листьями дерева, отверстия сита, отверстия в плетеной ткани и даже переплетенные пальцы, создадут круглые пятна света на земле.В «Оптике Евклида» (около 300 г. до н.э.) камера-обскура упоминается как демонстрация того, что свет распространяется по прямым линиям. В 4 веке греческий ученый Теон Александрийский заметил, что «свет свечи, проходящий через точечное отверстие, создает освещенное пятно на экране, которое находится прямо на одной линии с апертурой и центром свечи ».

В VI веке византийско-греческий математик и архитектор Антемий из Тралл (наиболее известный своим проектированием Собора Святой Софии) использовал в своей работе камеру-обскуру. эксперименты.

В 9 веке Аль-Кинди (Алькиндус) продемонстрировал, что «свет с правой стороны пламени пройдет через отверстие и попадет в левую сторону экрана, в то время как свет с левой стороны пламени будет проходят через апертуру и оказываются в правой части экрана ».

Затем Ибн аль-Хайтам (965–1039 гг. Н.э.), также известный как Альхазен, описал «темную камеру» и экспериментировал с изображениями, видимыми через отверстие. Он поставил три свечи в ряд и поставил ширму с маленьким отверстием между свечами и стеной.Он отметил, что изображения образовывались только с помощью маленьких отверстий и что свеча справа создавала изображение на стене слева.

Леонардо да Винчи (1452–1519), знакомый с работами Альхазена в латинском переводе и после обширного исследования оптики и человеческого зрения, опубликовал первое четкое описание камеры-обскуры в Codex Atlanticus (1502):

If фасад здания, или место, или пейзаж освещается солнцем, и в стене комнаты в здании, обращенном к нему, просверливается небольшое отверстие, которое не освещается напрямую солнцем, затем все объекты освещаются Солнце отправит свои изображения через это отверстие и появится вверх ногами на стене, обращенной к отверстию.

Вы увидите эти картинки на листе белой бумаги, который вертикально разместите в комнате недалеко от этого отверстия, и вы увидите все вышеупомянутые объекты на этой бумаге в их естественной форме или цвете, но они будут появляться меньше и в перевернутом виде из-за пересечения лучей на этом отверстии. Если эти изображения сделаны из освещенного солнцем места, они будут выглядеть на бумаге такими же раскрашенными, как и они. Бумага должна быть очень тонкой, и смотреть на нее нужно сзади.

В Англии 13 века Роджер Бэкон описал использование камеры-обскуры для безопасного наблюдения солнечных затмений. Считается, что в конце 13 века Арнальдус де Вилла Нова использовал камеру-обскуру для проецирования живых выступлений для развлечения. Его потенциал в качестве вспомогательного средства для рисования, возможно, был знаком художникам еще в 15 веке; Леонардо да Винчи (1452–1519 гг. Н.э.) описал камеру-обскуру в Атлантическом кодексе. Книга Иоганна Зана «Oculus Artificialis Teledioptricus Sive Telescopium», опубликованная в 1685 году, содержит множество описаний, диаграмм, иллюстраций и эскизов как камеры-обскуры, так и волшебного фонаря.

Джамбаттиста делла Порта улучшил камеру-обскуру, заменив отверстие на линзовидную (двояковыпуклую) линзу старика в своей Magia Naturalis (1558–1589), популярность которой способствовала распространению знаний о ней. Он сравнил форму человеческого глаза с линзой в своей камере-обскуре и привел легко понятный пример того, как свет формирует изображения в глазу. Одна глава в Saggio sopra Pittura Конте Альгаротти (1764) посвящена использованию камеры ottica («оптической камеры») в живописи.

Голландские мастера 17-го века, такие как Иоганнес Вермеер, были известны своим великолепным вниманием к деталям. Было широко распространено предположение, что они использовали такую ​​камеру, но степень их использования художниками в этот период остается предметом значительных споров.

Сам термин «камера-обскура» впервые был использован немецким астрономом Иоганном Кеплером в 1604 году. Термин основан на латинском «камера» (сводчатая) камера или комната и obscura, «затемненный» (множественное число: camerae obscurae ).

№ 1772: Камера-обскура

Сегодня фотоаппараты без пленки. Университет Инженерный колледж Хьюстона представляет это сериал о машинах, которые делают наши цивилизация бежит, а люди, чья изобретательность создал их.

Мы недавно видели статьи историков, которые считают, что многие из старые мастера использовали для своих живопись — то, что сообщало сцены с с большей точностью, чем их собственные глаза.Новая книга Филипа Стедмана, Vermeer’s Камера , анализирует десять картин. Каждый показывает именно то, что можно было бы увидеть с одной точки. Это буквально виды через камеру-обскуру. Это могли быть фотографии.

Итак, давайте посмотрим на слово камера . Это Латинский для большой сводчатой ​​комнаты. Из камера получаем слово камера .( товарищ — буквально тот, кто сидит в одной комнате с нами.) Мы верим на слово фотоаппарат из старинного устройства, возможно тот самый прибор, который использовал Vermeer, называемый камерой obscura
— буквально темная комната.

Представьте себе полностью темную комнату с крошечной дырой через одну стену. Это отверстие проецирует точный изображение внешнего мира на противоположной стене.Без пленки мы не сможем сфотографироваться с это, но мы можем проследить изображение пером. Аристотель был знаком с этой идеей, и в средневековье писатели много говорили об этом.

Когда я был молод, фотопленка была хороша медленный, и он был большого размера. Мы использовали камера-обскура идея сделать что-то, что называется Камера-обскура .Мы пробили дырку в один конец обувной коробки и установить пленку на противоположном конец, все плотно запечатано. Тогда мы бы направьте коробку на предмет, откройте отверстие для всего мгновение, и мы получим сносную фотографию.

Конечно, никто не вставлял пленку в фотоаппарат до тех пор, пока девятнадцатого века, но у фотоаппаратов были линзы еще в как шестнадцатый век.Кеплер, который использовал один с довольно сложная система линз, чтобы сделать солнечные наблюдений в 1600 году, придумал термин камера Обскура .

Тогда наступила эпоха оптических инструментов. Теперь мы увидим телескопы и микроскопы, как а также сложные камеры-обскуры. Мы также начали видя заметные улучшения в способах живописи обработанная перспектива.Вермеер жил в самом апогей оптического возрождения.

Таким образом, фотографии не нужно было бороться за принятие, как и многие изобретения. В сама камера была очень сложной для двоих сто лет и просто жду, пока кто-нибудь найдет способ автоматической записи изображения. Но затем не могло произойти, пока у нас не было восемнадцатого века улучшения по химии.

Французский литограф Жозеф Ньепс наконец сделал первую фотографию в 1826 году. восьмичасовая выдержка вида из его окна, сформированный из затвердевшего битума на оловянном олове фотопластинка. Ниепсу потребовалось десять лет экспериментов, но он обеспечил долгожданное решение давней головоломки. Спустя две тысячи лет он, наконец, предоставил пленку. для камеры-обскуры.

Однако это было через два столетия после того, как Вермеер показал нам его прекрасные виды внутренней голландской жизни — преследующий, люминесцентный и фотографически точно.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересуют изобретательные умы Работа.

П. Стедман, Камера Вермеера: раскрытие Правда за шедеврами. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, 2001.

Об искусстве Вермеера см .