Камера-обскура

Автор Jon Grepstad

Оригинал статьи находится по адресу: http://www.photo.net/photo/pinhole/pinhole

Введение

Для камер-обскур характерна безлинзовая технология (т.е. у этих фотоаппаратов вообще нет линз). Небольшое отверстие заменяет линзу. Свет проходит через отверстие, создавая изображение в камере.

Камеры-обскуры могут быть как небольшие так и большие, самодельные или промышленного изготовления. Камеры делают из всевозможных коробков, ящиков и т.п. Многий сделаны из под коробок овсянки или печенья, по крайней мере один сделан из холодильника. Эти камеры могут быть сделаны какими угодно. Одни их делают из картона, склеивая скотчем. Другие – из ценных пород дерева. Если у вас есть возможность, то можно сделать камеру-обскуру из металла с мехами с возможностью выбора нужной диафрагмы. Есть свидетельства, что кто-то использует фургоны для этой цели, и даже комнаты в постройках. В основном камеры-обскуры это ящики, с небольшим отверстием в одном стороны и фотопленкой или фотобумагой – с другой.

Камеры-обскуры делают развлечения ради, для искусства и для науки.

Разработка и изготовление этого фотоаппарата является очень увлекательным делом. Кроме того фотосъемка аппаратом, который вы сами сделали доставляет большое удовольствие. Тем более, что некоторые снимки невозможно снять традиционными фотоаппаратами.

Характеристики

Снимки сделанные камерой-обскурой более мягки чем это бывает у традиционных линзовых фотоаппаратов. Фотографии получаются с почти бесконечной глубиной резкости.

Экспозиция может колебаться от полсекунды, до нескольких часов. Снимки можно получать как негативные так и позитивные, черно-белые или цветные.

Оптику камеры-обскуры можно использовать не только в фотографии. Есть одно животное, который использует камеры-обскуры для зрения – это моллюск Nautilus.

История

Основные оптические принципы камеры-обскуры разъясняются в китайских трактатах пятого столетия до нашей эры. На западе Аристотелем (в четвертом столетии до нашей эры) описывает образования изображения в камере-обскуре в своих трудах.

Арабский физик и математик Ибн Аль-Хайтам, извесный также как Альхазен, экспериментировал с образованием изображения в десятом столетии нашей эры. Он разместил три свечи и отгородил их от стены экраном с небольшим отверстием. Он отметил, что образы формировались только с использованием небольших отверстий и, что правая свеча была делала свой образ слева на стене. Из этих наблюдений, он вывел линейность распространения света.

В следующих столетиях, техника камеры-обскуры использовалась оптиками различных экспериментах, чтобы изучать солнечный свет прошедший через небольшое отверстие.

Ренессанс

В эпоху Ренессанса и последующих столетиях, камеры-обскуры главным образом использовались для научных целей в астрономии и для помощи художникам.

Леонардо да Винчи (1452-1519), описывает образование изображения в камере-обскуре в своих трудах.

В 1475 математик и астроном Ренессанса Паоло Тосканелли устанавливал бронзовое кольцо с диафрагмой в окне собора Флоренции, все еще существующий до наших пор. В солнечный день, солнечный диск проецировался на полу собора. В полдень, солнечный диск проходил отметку “полдень” на полу. Такое определение полдня использовалось в течение длительного времени.

В 1580 астрономы использовали камеры-обскуры и аналогичную отметка полдня в Ватикане в обсерватории в Риме, чтобы доказывать Папе римский Георгию XIII, что весеннее равноденствие наступает неправльно. Через два года, после этого открытия, Папа римский Георгию XIII скорректировал Юлианский календарь на 10 дням, таким образом создавая Грегорианский календарь.

Устройство камеры-обскуры

Камеры-обскуры могут отличиться в отношении фокусного расстояния, диафрагмой, количеством диафрагм, форматом, типом свето-чувствительного материала, и т.п.

Строго говоря камеры-обскуры не имеют точки фокусировки (не путать употребляемой далее фокусное расстояние, т.е. расстояние от отверстия до пленки).У них бесконечная глубина резкости. Камеры-обскуры могут иметь любые фокусное расстояние т.е. может снимать как широкоугольник (практически до 180 градусов), нормальные или телеобъектив. Следует отметить, что при возрастании фокусного расстояния, должна уменьшаться диафрагма. Другими словами, время экспозиции получается дольше (смотри формулы ниже).

Формула для расчета диафрагмы: f = v/d,

где f -диафрагма,

v-расстояние от отверстия до фотопленки или бумаги,

d-диаметр отверстия.

Камера делает интересные широкоугольные и сверхширокоугольные снимки. В отличие от линзовых аппаратов, у камеры-обскуры сверхширокоугольные снимки остаются прямолинейными. Прямые строки не изогнуты на краях изображения.

Для каждого фокусного расстояния есть оптимальный диаметр булавочной дырки для резкости образа. На данный момент известны множество формул и диаграмм. Обычно меньшая диафрагма производит более четкое изображение чем большая. Но диафрагму уменьшать по бесконечность невозможно : если она будет маленькой, изображение получается опять нечетким из-за дифракции.

Камера может иметь одну или несколько диафрагм. Несколько диафрагм используют для съемки панорамных фотографий.

В камерах можно использовать любые доступные светочувствительные материалы.Главное чтобы они помещались в камеру. Некоторые камеры используют 120 формат. Есть фотографы кто использует 35 мм пленки (напр удаляя линзы из фотоаппаратов и заменяя их пластинкой с отверстием. Дешевые уже не работающие фотоаппараты можно превратить в камеры-обскуры. Можно использовать Полароид для переделки его в камеру.

Наиболее часто камеры, тем не менее, сделаны из обычного коробка, с пластиной булавочного отверстия с одной стороны бумаги или фотопленки с другой. Часто пленка или бумага приклеены к заднику коробки.

С моей точки зрения, наилучшие результаты можно достигнуть используя средним или большой формат светочувствительного материала. Пленка 120 формата более доступно чем листовая пленка.

Лучше если камера может иметь изогнутую плоскость расположения пленки. Если это не так, то может наблюдаться некоторое виньетирование при съемке широкоугольных снимков, особенно с большими форматами фильма. Изображение может быть передержанным в центре и недодержанным на краях. Этот эффект, тем не менее, может использоваться сознательно как спецэффект. Если вы хотите избежать виньетирования, плоскость фильма должна быть изогнута так, чтобы в любой точке расстояние до отверстия было одинаковым. Камера может быть сделана из круглой коробки из под печенья или чипсов(для этого банку разрезают вдоль пополам ), таким образом мы получаем полукруглую плоскость расположения пленки.

С плоским расположение пленки можно фотографировать используя угол до 125 градусов.

Если вы планируете снимать с большими углами охвата изображения, то надо использовать искривленное расположение пленки. Камера может иметь круг охвата почти 180 градусов если отверстие сделано в очень тонком материале (например фольга).

В камере можно использовать как фотобумагу так и пленки. Для черно-белой фотографии доступны масса различных форматов (135, 120 и 4 x 5). Они имеют чрезвычайно широкий набор чувствительностей. Это делает их привлекательным материалом для использования в камерах-обскурах. Черно-белая фотобумага в отличии от пленок имеет низкую чувствительность. Сам я использовал главным образом Fujichrome 50 и Fujichrome Velvia, XP-2 и Ilford Multigrade III RC. Некоторые фотографы рекомендуют использовать матовую бумагу для искривленной фокальной плоскости, чтобы избегать бликования поверхностей. Глянцевая бумага может быть использована в камерах с плоским задником. Некоторые фотографы используют бумагу Ilfochrome с большим успехом. Фильтр 85B (иногда в комбинации с 81 или 82 последовательными фильтрами), может быть использовано, чтобы корректировать свет ламп накаливания на дневной .

Некоторые фотографы используют серый фильтр, чтобы увеличивать время экспозиции при использовании пленки. Фильтры могут также использованы, чтобы управлять контрастом на мультиконтрастных бумагах, или, чтобы управлять цветом при использовании цветных пленок или бумаги.

Многие самодельные камеры в качестве затвора имеют простую картонную дверцу. Я часто использую этот способ в большинстве моих камер. При этом надо учитывать, что при коротком времени экспозиции важно чтобы эта дверца открывалась легко и без вибраций.

Некоторые камеры являются сами по себе красивыми объектами. Швейцарские фотографы Peter Olpe делает камерами из картона в форме небольших замков и построек. Таким образом сами камеры являются объектами искусства.

Проделывание отверстия для камеры

Наиболее важной частью нашей камеры является очень маленькое отверстие. Точно сделанные отверстия в медной или пластине могут быть куплены (images@airtime.co.uk). Вам вышлют список продавцов листов с отверстиями для камер. Тем не менее вы и сами можете проделать отверстие.

Отверстие делают в тонком металле, (например металл крышки стеклянной банки из под кофе). Некоторые используют алюминиевую фольгу. Но обычная алюминиевая фольга слишком тонкая для нашей цели. Я применяю для этого жесть консервных банок.

Если используется металл от консервной банки, он должен быть отшлифованным наждачной бумагой, чтобы удалять любую лак или краску. Отверстие прокалывают иглой. Края отверстия должен быть ровными. Оптимальный диаметр зависит от фокусного расстояния камеры. Некоторые формулы и диаграммы даются ниже.

Положите металлическую пластину на жесткий картон. Осторожно прокалывайте отверстие, следя чтобы оно получилось по возможности круглым. Чтобы не пораниться иглой ее можно зажать в инструменте или просто обмотать липкой лентой. Иглу надо держать точно под углом в 90 градусов к поверхности пластины. Обработайте обратную сторону мелкозернистой наждачной бумагой, чтобы удалять заусеницы. Затем вращая иглу убедитесь, что что отверстие получилось круглым. Его можно проверить лупой или микроскопом. Вы можете также использовать фотоувеличитель, чтобы проверять диаметр отверстия.

По данным Eric Renner выведены по крайней мере 50 формул для расчета оптимального диаметра отверстия за последние 125 лет. Лично я натолкнулся на пятнадцать формул, несколько из которых были производными от тех же основных формул.

Joseph Petzval из Вены очевидно было первым, кто в 1857 попыталсяя найти математическую формулу оптимального диаметра отверстия для получения наилучшего изображения. Британский лауреат Нобелевской Премии Lord Rayleigh предложил свою формулу оптимального диаметра. Она была лучшей в течении 10 лет после опубликования. Тем не менее эта формула используется и сегодня.

Вот его формула:

d = 1.9 * sqrt (L * f),

где:

d – диаметр отверстия;

L = длина волны света;

f =фокусное расстояние.

Для длины волны света, можно использовать другие величину желтого-зеленого спектра, то есть. 0.00055 mm.

Bogre (1988)

Фокусное расстояние	Диаметр	Диафрагма	Коэффициент перерасчета выдержки эквиалентный f/22
50 mm	0.29 mm	f/174	63 x
75 mm	0.35 mm	f/213	94 x
100 mm	0.41 mm	f/246	125 x
125 mm	0.45 mm	f/275	157 x
150 mm	0.50 mm	f/203	188 x
200 mm	0.57 mm	f/348	250 x
250 mm	0.64 mm	f/389	313 x
300 mm	0.70 mm	f/426	376 x

Platt (1989)

Фокусное расстояние	Диаметр	Диафрагма
130	0.33	380
210	0.40	500
260	0.46	550
320	0.50	650
420	0.58	690
550	0.66	800
650	0.74	930
750	0.79	960
1000	0.91	1120

Holter (1990)

Фокусное расстояние (mm)	Диаметр (мм)	Диафрагма	Коэффициент перерасчета выдержки эквиалентный f/16
10	0.14	70	20
20	0.20	100	40
30	0.24	125	60
40	0.28	140	80
50	0.31	160	100
60	0.34	180	125
70	0.37	190	140
80	0.40	200	160
90	0.42	214	180
100	0.45	220	190
150	0.54	280	300
200	0.63	318	400
250	0.70	360	500
300	0.78	380	560
350	0.84	418	700
400	0.89	450	800

Fuller (1992)

Фокусное расстояние (mm)	Диаметр (мм)	Диафрагма
50	0.26	200
75	0.32	220
100	0.45	240
150	0.55	270
200	0.63	320
250	0.71	350
300	0.77	390
350	0.83	420
400	0.89	450
500	1.00	500

Фотографы фотографируют для получения опыта или для создания образов. Когда Вы фотографируете для опыта, вы получаете удовольствие от камеры-обскуры, от планирования картины, от получения изображается таким простым устройством. Когда Вы фотографируете для создания образа, вы получаете удовольствие от результата. Камера-обскура является устройством с потенциалом, каким другие камеры не обладают, например мягкостью рисунка, бесконечной глубиной резкости.

В фотографии, для съемки различных объектов используют разные фотоаппараты. В журналистике, например, обычно используют 35 mm камеры. Портретные фотографы часто используют среднеформатные камеры. Архитектура наилучшим образом получается камерами большого формата. Также и камеры-обскуры имеют некоторые области съемки, которые лучшие у них получаются. Длинные выдержки удаляют некоторые объекты съемки (на снимках исчезают пешеходы, двигающиеся машины) . А бесконечная глубина резкости и прямолинейность широкоугольных снимков представляют неповторимый потенциал.