Camera obscura (temná komora): princip, historie a vliv na fotografii

Camera obscura (temná komora): princip, historie a vliv na fotografii — zjistěte, jak jednoduchá dírková kamera formovala vznik fotografie, její fungování a využití v umění.

Camera obscura znamená latinsky "temná komora". Je to název pro jednoduché zařízení, které sloužilo k vytváření obrazů a které vedlo k vynálezu fotografie. Anglický výraz pro dnešní fotografické přístroje je pouze zkrácením tohoto názvu na "camera".

V nejjednodušším případě je camera obscura jednoduchá krabička (může mít velikost místnosti) s malým otvorem na jedné straně (podrobnosti o tom, jak ji sestrojit, najdete v části dírková komora). Světlo pouze z jedné části scény projde otvorem a dopadne na určitou část zadní stěny. (Projekce může být provedena na papír, na který může umělec obraz zkopírovat.) Se zmenšováním dírky se obraz stává ostřejším, ale citlivost na světlo se snižuje. S tímto jednoduchým přístrojem je obraz vždy vzhůru nohama. Pomocí zrcadel, stejně jako v horní verzi z 18. století, je také možné promítat obraz "pravou stranou nahoru".

Princip funkce

Camera obscura funguje na velmi jednoduchém optickém principu: světlo vycházející z jednotlivých bodů scény prochází úzkým otvorem a promítá se na protější stěnu nebo na matný povrch jako obrázek okolí. Každý paprsek z určitého místa scény má při průchodu otvorem pevnou trajektorii, proto se na projekční ploše setává obraz celého výhledu. Vzhůru nohama se obraz ocitá proto, že paprsky z horní části scény dopadají na spodní část projekční plochy a naopak.

Velikost a ostrost obrazu závisí na několika faktorech:

• Průměr otvoru – čím menší otvor, tím ostřejší je obraz, ale méně světla prochází (delší expozice nebo tmavší projekce). Příliš malý otvor zase způsobí difrakci světla a obraz se opět rozostří.
• Vzdálenost mezi otvorem a projekční plochou (někdy označovaná jako ohnisková vzdálenost) – určuje zvětšení a velikost zobrazeného pole.
• Povrch projekce – matný, bíle natřený papír nebo plátno poskytne lepší kontrast než lesklá nebo odrazivá plocha.
• Přítomnost čočky – jednoduchá čočka dovolí sesbírat více světla a zkrátit expoziční čas, současně umožňuje ostření podobně jako u moderních fotoaparátů.

Krátká historie

Princip camera obscura byl znán už ve starověku. Již Aristotelés a čínský myslitel Mozi ve starověku popisovali efekt, kdy malé otvory promítají obraz. Nejvýznamnějším raným teoretikem byl středověký arabský vědec Ibn al‑Haytham (Alhazen), který ve svém díle "Kniha optiky" (11. století) podrobně vysvětlil principy vidění a pinhole projekce.

V renesanci a v 16.–17. století se camera obscura stala důležitým nástrojem umělců a vědců. Leonardo da Vinci a další ji zmiňovali jako pomůcku při kreslení perspektivy. V 17. a 18. století se začaly objevovat i velké místnosti přestavěné na camera obscura, kam lidé chodili sledovat panoramatické promítání okolí. V 18. století byla vylepšena například o zrcadla a čočky, aby obraz promítala "správně" a umožnila pohodlnější sledování.

V 19. století přímý vztah mezi camera obscura a fotografií vyústil v první snímky: vynálezci jako Nicéphore Niépce, Louis Daguerre a William Henry Fox Talbot využili principu promítání světla na světlocitlivé materiály, čímž vznikla moderní fotografie.

Vliv na fotografii a současné použití

Camera obscura dala fotografii nejen název, ale i základní myšlenku zobrazení scény světlem. Z ní se vyvinuly:

• princip sběru světla pomocí otvoru nebo čočky (základ dnešních objektivů),
• pochopení expozice a nutnosti citlivých materiálů či snímačů,
• údání standardů pro konstrukci těla fotoaparátu — uzavřená komora s ovladatelným otvorem, systémem ostření a projekce na médium.

Dnes se camera obscura používá nejen historicky či výukově, ale i umělecky. Dírkové fotografování (pinhole) je oblíbenou technikou pro dlouhé expozice a měkké, charakteristické obrazy. Vědecky se tato metoda používá pro bezpečné pozorování zatmění Slunce (projekcí na obrazovku), v architektuře pro studium osvětlení a v muzeích jako interaktivní instalace ukazující princip vidění a projekce.

Praktické tipy pro stavbu a pozorování

Několik jednoduchých rad pro ty, kdo chtějí camera obscuru sestrojit sami:

• použijte temnou krabičku nebo místnost s jediným úzkým otvorem, vnitřek natřete černě pro potlačení odlesků;
• dírka může být vyrobena z tenkého plechu nebo papíru; experimentujte s průměry v řádu stovek mikrometrů až 1 mm v závislosti na vzdálenosti k projekční ploše;
• projekční plochu umístěte v dostatečné vzdálenosti od dírky, abyste získali požadované zvětšení; posunem plochy lze „ostřit“;
• pokud chcete zachytit obraz fotograficky, použijte světlocitlivý film nebo digitální fotoaparát připevněný uvnitř krabičky; bez čočky budou expozice výrazně delší;
• pro bezpečné sledování Slunce nikdy nekoukejte přes otvor přímo do zdroje světla, vždy používejte projekci na povrch.

Závěr: Camera obscura je jednoduchý, ale velmi významný přístroj, který propojuje fyziku světla, historii vědy a umění. Její princip je stále relevantní — od starých kreslířských pomůcek přes vznik fotografie až po současné umělecké instalace a vzdělávací projekty.

Objev a původ

První zmínka a objev principů dírkové komory, předchůdce camery obscury, patří Mozimu (470 až 390 př. n. l.), čínskému filozofovi a zakladateli mohismu. Později Aristoteles (384 až 322 př. n. l.) pochopil optický princip dírkové komory. Dírami v sítu pozoroval půlměsíc částečně zatmělého Slunce promítaný na zem a mezery mezi listy platanu.

První kameru obscuru později sestrojil irácký vědec Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham, narozený v Basře (965-1039 n. l.), na Západě známý jako Alhacen nebo Alhazen, který ve své Knize o optice provedl praktické pokusy v oblasti optiky.

Ibn al-Haitham při svých různých experimentech používal termín "al-Bayt al-Muẓlim" (arabsky: البيت المظلم), což v překladu znamená temná místnost. V pokusu, který podnikl, aby zjistil, že světlo se šíří v čase a rychlostí, říká: "Pokud byl otvor zakryt závěsem a závěs byl odhrnut, světlo putující od otvoru k protější stěně spotřebuje čas." V tomto pokusu se světlo šíří v čase a rychlostí, a proto se světlo šíří v čase. Stejnou zkušenost zopakoval, když stanovil, že světlo se pohybuje po přímce. Nejobjevnějším experimentem, který skutečně zavedl cameru obscuru, byly jeho studie půlměsícovitého tvaru obrazu Slunce při zatměních, které pozoroval na stěně naproti malému otvoru vytvořenému v okenicích. Ve svém slavném spise "O podobě zatmění" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (arab: (مقالة في صورةالكسوف) komentoval své pozorování takto: "Obraz Slunce v době zatmění, pokud není úplné, ukazuje, že když jeho světlo prochází úzkým kulatým otvorem a je vrženo na rovinu protilehlou k otvoru, nabývá podoby měsíčního srpku".

Ve svém pokusu se slunečním světlem rozšířil své pozorování průniku světla otvorem a dospěl k závěru, že když sluneční světlo dosáhne otvoru a pronikne jím, vytvoří v místech, kde se setkává s otvorem, kuželovitý tvar, který později vytvoří další kuželovitý tvar opačný k prvnímu na protější stěně v tmavé místnosti. K tomu dochází, když se sluneční světlo rozchází z bodu "ﺍ", dokud nedosáhne otvoru "ﺏﺤ" a nepromítne se jím na stínítko ve svítícím bodě "ﺩﻫ". Protože vzdálenost mezi clonou a obrazovkou je v porovnání se vzdáleností mezi clonou a sluncem zanedbatelná, měla by být divergence slunečního světla po průchodu clonou zanedbatelná. Jinými slovy, hodnota "ﺏﺤ" by měla být přibližně rovna hodnotě "ﺩﻫ". Je však zjištěno, že je mnohem větší "ﻙﻁ", když se dráhy paprsků, které tvoří krajní body "ﻙﻁ", sledují v opačném směru, zjistí se, že se setkávají v bodě mimo clonu a pak se opět rozcházejí směrem ke Slunci, jak je znázorněno na obrázku 1. Toto byl skutečně první přesný popis jevu Camera Obscura.

Z hlediska kamery se světlo sbíhá do místnosti otvorem a přenáší s sebou objekt(y), který(é) je(jsou) proti němu(nim). Objekt se zobrazí v plné barvě, ale vzhůru nohama na promítacím plátně/stěně naproti otvoru uvnitř tmavé místnosti. Vysvětlení spočívá v tom, že světlo se šíří přímočaře, a když některé paprsky odražené od jasného předmětu projdou malým otvorem v tenkém materiálu, nerozptýlí se, ale zkříží se a vytvoří obrácený obraz na rovné bílé ploše držené rovnoběžně s otvorem. Ib al-Haitham zjistil, že čím menší je otvor, tím jasnější je obraz.

Ačkoli se dírková komora i camera obscura připisují Ibn al-Hajthamovi, camera obscura byla poprvé popsána Aristotelem, který jako první popsal, jak vzniká obraz na oku, a jako analogii použil camera obscura. Alhazen uvádí (v latinském překladu), a to s ohledem na kameru obscuru: "Et nos non inventimus ita", my jsme to nevynalezli.

Alhacenova pozorování chování světla skrze dírku

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to camera obscura?

Otázka: Jaký je původ termínu "camera obscura"?

Otázka: Jak camera obscura funguje?

Otázka: Je promítaný obraz u camery obscury vždy vzhůru nohama?

Otázka: Jak může umělec vytvořit kopii promítaného obrazu v camery obscury?

Otázka: Je možné promítnout obraz v camera obscura "pravou stranou nahoru"?

Otázka: Jaký je rozdíl mezi camery obscury a dírkové komory?

Hledání podle dopisu