Камера-обскура
Камера-обскура
Камера-обскура (в переводе с латинского буквально – «темная комната») – это простейшее оптическое устройство (приспособление), позволяющее получить на экране изображения предметов, предшественник фотокамеры.
Камера-обскура.
Принцип действия камеры-обскуры 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. Размеры изображаемых предметов (или, другими словами, масштаб увеличения) зависят от расстояния между отверстиями и стенкой, на которой возникает изображение. Чем больше это расстояние, тем большими будут выглядеть изображаемые предметы. При этом качество изображения находится в прямой зависимости от величины отверстия. Чем оно меньше, тем резче изображение и тем оно темнее. С увеличением отверстия резкость изображения ухудшается, зато его яркость возрастает.
Все современные фотоаппараты есть не что иное, как все та же древняя камера-обскура, только снабженная различного рода вспомогательными механизмами. Принцип действия ее остался прежним.
Этот принцип был известен ученым давно. О нем еще в середине IV в. до н. э. упоминал в одном из своих трудов великий мыслитель древности Аристотель. В то время камера-обскура в том виде, какой она стала позже, еще не была известна. Дело в том, что принцип ее действиям можно наблюдать в любом темном помещении с отверстием для света, в том числе в комнате, что и делал, по всей вероятности, Аристотель.
Такая комната и называлась первоначально камерой-обскурой. Позже по аналогии с «темной комнатной» камерой-обскурой стали называть деревянный или металлический ящик с отверстием в передней стенке, куда вставлялась простая двояковыпуклая линза в оправе, а вместо задней стенки крепилась полупрозрачная бумага или матовое стекло.
Судя по некоторым источникам, первую камеру-обскуру построил английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (1217—1294). Он предполагал пользоваться камерой-обскурой вместе с зеркалом для того, чтобы, находясь в помещении, наблюдать за проходящими мимо окон людьми. Вероятно, это была первая попытка практического использования камеры-обскуры.
В 1279 г. англичанин Джон Пенхан высказал мысль, что камеру-обскуру можно использовать для наблюдений за движением солнца. Это первый случай, когда камеру-обскуру предполагалось применить в качестве оптического прибора для научных опытов. Кстати, Джон Пенхан был в то время архиепископом Кентерберийским. Это говорит о том, что были священнослужители, в том числе и высокопоставленные, которые живо интересовались наукой и не без успеха проводили научные опыты.
Первым сделал детальное описание камеры-обскуры, сопроводив его чертежами, Леонардо да Винчи. Это описание сохранилось в рукописях гениального итальянца, которые были вывезены Наполеоном Бонапартом в качестве трофея во время Итальянского похода и затем в 1797 г. изданы в Париже. Интерес к камере-обскуре возник у Леонардо да Винчи в связи с изучением природы зрения. Пытаясь понять, каким образом на сетчатке глаза образуется изображение, он обращается за помощью к камере-обскуре, находя между нею и глазом много общего. Так, он советовал провести с камерой-обскурой опыт, показывающий, как предметы посылают свои изображения, или подобия, пересекающиеся в глазу в водянистой влаге. Да Винчи говорил: «Это станет ясно, когда сквозь маленькое круглое отверстие изображения освещенных предметов проникнут в очень темное помещение, тогда ты уловишь такие изображения на белую бумагу, расположенную внутри указанного помещения неподалеку от этого отверстия, и увидишь все вышеуказанные предметы на этой бумаге с их собственными очертаниями и красками, но они будут меньших размеров и перевернутыми по причине упомянутого пересечения. Такие изображения, если будут исходить от места, освещенного солнцем, покажутся словно нарисованными на этой бумаге, которая должна быть тончайшей и рассматриваться с обратной стороны, а названное отверстие должно быть сделано в маленькой, очень тонкой железной пластинке».
Описание камеры-обскуры можно также найти в работе другого итальянского ученого Цезаря Цезармано, которая была издана в 1521 г. в городе Коно.
Был знаком с камерой-обскурой и голландский математик Гемма Фризиус. Он не только описал камеру-обскуру, но и первым с ее помощью наблюдал в январе 1544 г. солнечное затмение. Тогда же, в середине XVI в., делаются первые попытки ее усовершенствовать. Так, итальянский физик и математик Жером Кардано, для того чтобы улучшить в камере-обскуре изображение, предложил в 1550 г. вставлять в отверстие линзу, а для наводки на резкость советовал сделать заднюю стенку камеры передвижной. Другой итальянец, Даниелло Барбаро, в своей книге о перспективе, изданной в 1556 г., наряду с предложением пользоваться линзой указал, что, диафрагмируя эту линзу, можно добиться улучшения качества изображения. О подобном усовершенствовании камеры-обскуры писал также еще один итальянский ученый XVI в., Джованни Бенедетти, в книге, вышедшей в 1585 г. в Турине. Большое неудобство представляло перевернутое изображение; чтобы избавиться от этого недостатка, Игназио Данти предложил в 1573 г. крепить к камере-обскуре зеркало, которое вторично переворачивало изображение.
Долгое время изобретателем камеры-обскуры считался итальянский физик Джованни Батиста дела Порта.
Родился Порта в Неаполе приблизительно в 1538, 1540 или 1545 г. Он получил по тем временам блестящее образование. В молодости много путешествовал и заинтересовался многими вопросами физики, в том числе и оптики. Имя Порта становится известным, и многие научные общества избирают его своим членом.
В 1560 г. Порта издает свой главный труд – книгу «Натуральная магия». Один из разделов книги был посвящен камере-обскуре. Широкое распространение «Натуральной магии» и ее необыкновенная популярность сделали свое дело – еще при жизни Порта стал считаться изобретателем камеры-обскуры.
В немалой степени этому способствовали и высказывания некоторых авторитетных ученых, которые были знакомы с «Натуральной магией» Порта, но не знали предшествующих изданий и рукописей, в которых говорилось о камере-обскуре. Сам Порто почерпнул эти знания, вероятнее всего, из книги Цезаря Цезариано.
В 1604 г. Иоанн Кеплер писал, что сведения о камере-обскуре он почерпнул из книги Порта. О том, что Порта является изобретателем камеры-обскура, шла речь в статье «Камера-обскура» из знаменитой «Энциклопедии» Дидро и Д’Аламбера. То же самое утверждал и автор-составитель известного в XVIII в. учебника физики аббат Ж. А. Ноле. Но больше всех способствовал распространению и упрочению этого ошибочного мнения известный французский физик и астроном Д. Ф. Араго. Выступая в 1839 г. в Парижской академии наук с сообщением об изобретении дагеротипии, он назвал Порта единственным, кто был причастен к изобретению камеры-обскуры. С той поры, благодаря большому авторитету Араго, во всех книгах по истории фотографии Порта называется изобретателем камеры-обскуры. И только намного позже это ошибочное мнение было исправлено.
До XVII в. все камеры-обскуры были стационарными, так как представляли собой обыкновенные затемненные комнаты, в которых можно было вести астрономические наблюдения, как это делали Пенхам и Фризиус, проводить оптические опыты (Леонардо да Винчи и Цезариано) или обводить изображение углем или мелом на бумаге, как это советовали делать Барбаро и Порта. Кардано же предполагал использовать камеру-обскуру в качестве вспомогательного технического средства при постановке развлекательных зрелищ и показе всевозможных чудес. Тем не менее такие камеры-обскуры из-за своей неподвижности не находили должного распространения и являлись большой редкостью.
В XVII в. появляются первые переносные камеры-обскуры. Несмотря на то что они были довольно тяжелыми и громоздкими, такие камеры стали находить уже более широкое применение. Этим камера-обскура во многом обязана Кеплеру, много сделавшему для ее усовершенствования. Камера-обскура, которой пользовался Кеплер, представляла собой специальную палатку, которая вращалась, давая возможность вести круговой обзор неба или горизонта. В 1600 г. Кеплер начал применять свою камеру-обскуру для наблюдения за движением солнца, а в 1607 г. он наблюдал с ее помощью прохождение Меркурием солнечного диска.
Описание камеры-обскуры можно найти в книге А. Кирхера «Великое искусство света и тени» (1671). Там же дается совет, как использовать камеру-обскуру в качестве приспособления для зарисовок с натуры или «волшебного фонаря» (другими словами, проекционного аппарата).
Между тем работы по усовершенствованию камеры-обскуры продолжались. В 1655 г. появилась первая компактная камера-обскура, которую сконструировал Роберт Бойль. В 1680 г. оригинальную конструкцию камеры-обскуры, напоминающую своим внешним видом современный артиллерийский снаряд, описал Роберт Хук. Камеру-обскуру с зеркалом, которое располагалось в верхней ее части и служило для отражения идущих от рассматриваемых предметов лучей, что позволяло получать прямое изображение, описал в 1685 г. немецкий монах из Вюрцбурга Зан. Одна из многочисленных конструкций разборных камер-обскур принадлежала французскому физику Ж. А. Нолле. Его камера представляла собой четырехгранную пирамиду, состоящую из четырех реек, которые соединялись вверху муфтой, а снизу крепились по углам квадратной рамы. Все это устройство обтягивалось черной светонепроницаемой материей. В муфте помещалась линза. Через нее изображение, улавливаемое подвижным зеркалом, попадало на основание пирамиды, где помещался лист белой бумаги или картона.
Камеры-обскуры, подобные этой, сравнительно легкие и удобные для транспортировки, имели широкое распространение в XVIII – начале XIX в. В 1812 г. английский физик У. Волластон заменил в камере-обскуре двояковыпуклую линзу менисковой, снабженной диафрагмой. Этим он добился заметного улучшения резкости по краям изображения.
Первоначально камерой-обскурой пользовались исключительно ученые – оптики и астрономы – для научных опытов и наблюдений. Однако вскоре эта монополия была нарушена, и камера-обскура из инструмента ученых постепенно превратилась в инструмент художников-живописцев, рисовальщиков, граверов, декораторов, найдя в этом свое истинное призвание. В свою очередь, фиксация с помощью угля или карандаша светового изображения, возникающего в камере-обскуре, натолкнула изобретателя на мысль о химической фиксации этого изображения, что привело в конце концов к изобретению фотографии.
Стремясь любыми средствами облегчить и ускорить свой труд, художники просто не могли обойти вниманием камеру-обскуру.
Наиболее широкое распространение камеры-обскуры наблюдается в XVIII в. Многие художники той поры не мыслили своей работы без этого простого и надежного аппарата. Одним из таких художников был разносторонне одаренный француз Л. К. Кармонтель, оставивший после себя огромное количество живописных портретов, которые поражали современников удивительным сходством с натурой. Нет сомнения, что Кармонтель пользовался камерой-обскурой.
Наиболее полно проявилось новое качество художественного видения, позаимствованного у камеры-обскуры, беспристрастная документальная правдивость и пристальное внимание ко всему, что находится в поле зрения, в работах Белотто. Яркое свидетельство тому – большая его серия видов Варшавы, созданная в 1770-х гг.
Пользовались камерой-обскурой и художники более позднего времени, как, например, работавший в России в XIX в. француз Ф. В. Перро. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на его подцвеченную акварелью литографию «Владимирская церковь».
Таким образом, стремление художников «механизировать» и ускорить процесс рисования явилось тем толчком, который привел впоследствии к открытию фотографии.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.