Camera obscura latīņu valodā nozīmē “tumšā kamera”. Tas ir vienkāršs optisks ierīces princips — gaisma no ārpuses nonāk caur nelielu atveri tumšā telpā vai kastē un uz pretējās sienas veido reālu attēlu. Camera obscura ideja bija svarīgs solis, kas galu galā noveda pie fotogrāfija rašanās. Angļu vārds camera cēlies no tā paša latīņu vārda caur viduslaiku itāļu valodu un burtiski nozīmē “istaba, kambaris”.
Kā tas darbojas
Vienkāršākā camera obscura var būt pat istabas lieluma vai neliela kaste. Uz vienas puses ir maza caurumiņa — tikai tieši noteikta virsmas daļa caur to ļauj iekļūt gaismai. Katrs punktu laukums no ārpuses caur šo atveri projekcējas uz iekšējās sienas kā atsevišķs punkts, tāpēc kopumā veidojas kopējs attēls. Attēls vienmēr ir apgriezts otrādi (gandrīz 180° apgrieziens) — augšā kļūst apakša, labajā pusē kļūst kreisā.
Ja izmanto tikai caurumiņu (pinhole), attēla asums un spilgtums ir atkarīgs no atveres izmēra un attāluma līdz projekcijas virsmai:
- mazāks caurumiņš parāda asāku attēlu, bet tas būs tumšāks;
- lielāks caurumiņš palielina gaismas daudzumu un attēls kļūst spožāks, taču sāksies apjoma izplūde un attēls kļūs neskaidrs;
- ideālais cauruma izmērs ir kompromiss starp asumu un gaismas daudzumu — praktiski parasti lieto apmēram 0.2–0.6 mm atkarībā no attāluma starp caurumu un iekšējo ekrānu.
Ja vietā no caurumiem izmanto lēcu (konvexu stikla lēcu), liela gaismas daļa tiek savākta un rezultātā iegūst gaišāku un asāku attēlu. Lēca arī ļauj mainīt fokusēšanu — tāpēc modernās kameras izmanto lēcas sistēmas, kas balstās uz to pašu pamatprincipu kā camera obscura.
Vēsture un lietojumi
Camera obscura parādījās jau senās civilizācijās: par pinholla efekta novērojumiem rakstīja Aristotelis, vēlāk šo fenomenu pētīja Āzijas un Arābu mūsdienu zinātnieki (piem., Ibn al‑Haytham/Alhazen). Renesanses un baroka laikos to bieži izmantoja gleznotāji (pazīstami piemēri ir kādu meistaru studijas), lai precīzāk uzmērītu perspektīvu un līnijas, kā arī sabiedriskās izrādēs un izglītībā. 17.–18. gadsimtā radās arī portatīvās camera obscura kastes un teltis ar spoguļiem, kas ļāva projektēt attēlu pareizi uzlabotā formā vai uz horizontālas virsmas. Mūsdienās pastāv publiskas “camera obscura” izstādes un lieli istabas izmēra piemēri tūristu apmeklētām vietām.
Kā pagatavot vienkāršu pinhole kameru mājās
Vienkārša demonstrācijas kamera ir viegli izgatavojama:
- Materiāli: tumša kaste (piem., kurpju kaste), plāna metāla folija (vai alumīnija papīrs), adata vai ļoti smalka urbīte, melna matēta krāsa vai melns papīrs, caurspīdīgs papīra ekrāns (balts papīrs) un līmlente.
- Soļi: nokrāso kastes iekšpusi matēti melnu (lai samazinātu odziņas), uz viena gala izveido nelielu taisnstūrveida atveri un tās priekšā piesien plānu folijas gabalu, izveido mazu apaļu caurumiņu folijā ar adatu (mēģini nedurt caurumam neripinot malas), iebāz balto papīru pretējā kastes iekšējā sienā kā ekrānu. Slēdz kasti un novieto to tā, lai gaisma kritītu uz caurumiņu — iekšpusē parādīsies ārējā skata mazs, apgriezts attēls.
- Eksperimenti: maini attālumu starp caurumu un ekrānu, mēģini dažādus cauruma izmērus, vai aizvieto foliju ar nelielu lēcu, lai redzētu atšķirību.
Drošības piezīmes
Nekad neskatieties tieši caur caurumu uz Sauli — tas var sabojāt acu tīkleni. Ja izmantojat camera obscura, lai demonstrētu Saules projekciju (piemēram, aptumšošanas laikā), projicējiet Saules attēlu uz ekrāna un skaties tikai uz ekrānu, nevis tieši uz Sauli vai caur atveri.
Kopsavilkums
Camera obscura ir vienkāršs, bet spēcīgs optisks princips — tumšā telpā gaismas stari caur nelielu atveri veido reālu, apgrieztu attēlu. Tas deva pamatu gan glezniecības tehnikām, gan vēlākajai fotogrāfijas izveidei, un principu joprojām var viegli demonstrēt ar nelielu mājas izgatavotu pinhole kameru.
