![„Matrix” i konie w galopie. Polecamy biograficzny komiks o Muybridge’u [RECENZJA]](/i/images/9/1/9/d2FjPTMxN3gxLjUwMA==_src_235919-IMG_8199-3.png)
Newsletter
Newsletter
Poniższym tekstem Ryszarda Wójcika "Camera obscura mity i rzeczywistość" rozpoczynamy cykl artykułów poświęconych technice bezkamerowej czyli fotografii otworkowej. Publikowane artykuły towarzyszą I Ogólnopolskiemu Festiwalowi Fotografii Otworkowej, który rozpoczyna się już 3 listopada 2005 roku.
Camera obscura mity i rzeczywistość
Camera obscura to zaciemniony pokój lub zamknięta wyczerniona wewnątrz skrzynka z małym otworem w jednej ze ścian. Na ścianie przeciwległej do otworu powstaje odwrócony obraz. Mechanizm powstawania obrazu działa na zasadzie wyodrębnienia wiązki promieni, za pomocą tego małego otworu, które załamują się na jego krawędziach. Utworzony w ten sposób obraz jest pomniejszony.
Historia camera obscura ginie w mroku dziejów ludzkości. Nie jesteśmy w stanie wskazać kiedy naprawdę człowiek zaczął posługiwać się tym prostym a zarazem dającym wiele możliwości urządzeniem. Na przestrzeni wieków różne grupy ludzi w różny sposób i w różnych celach używały camera obscura. Służyła astronomom do obserwacji rocznych torów po jakich porusza się słońce, plam słonecznych i księżyca. Interesowali się nią również artyści malarze, ponieważ pozwalała na przeniesienie trójwymiarowego obrazu natury na dwuwymiarowy podkład malarski, a także ułatwiała poprawne wykreślanie perspektywy. W XVIII wieku w ciekawych widokowo miejscach wznoszono wolnostojące budynki, których zwieńczenia zaopatrzone w układy optyczne pozwalały obserwować okolicę wewnątrz budynku. Wraz z wynalazkiem fotografii camera obscura zamienia się w aparat fotograficzny.
W literaturze poświęconej historii camera obscura autorzy wskazują iż pierwsze obserwacje prowadzone z użyciem tego prostego instrumentu optycznego były prowadzone przez starożytnych Chińczyków, Greków i Arabów.
Arabski uczony Abu Ali Hasan Ibn al-Haitham znany jako Alhazen w X tym wieku, opisał działanie camera obscura w swoich notatkach. W jego rękopisach znajdujących się w India Office Library w Londynie możemy przeczytać:
"Obraz słońca w czasie zaćmienia, chyba że jest całkowite, powstaje kiedy jego światło przechodzi przez wąski okrągły otwór tworzy formę księżyca - sierpa, na płaszczyźnie przeciwległej do otworu. Obraz słońca pokazuje tę właściwość tylko wtedy kiedy otwór jest bardzo mały. Kiedy otwór jest powiększany, obraz zmienia się... ."
Pozostawił po sobie około sto prac, najsławniejszą była książka o optyce Kitab-al-Manadhirn, wydana po łacinie w Średniowieczu. Tłumaczenie to wywarło wielki wpływ na naukę świata zachodniego, szczególnie na prace Rogera Bekona i Johannesa Keplera.
_968856305.jpg)
_1475239688.jpg)
W roku 1270 polski uczony Witello stosuje camera obscura do obserwacji słońca, a swoje doświadczenia opisuje w traktacie pod pełnym tytułem: "Witelona matematyka uczonego o optyce, to jest o istocie, przyczynie i padaniu promieni wzroku, światła, barw oraz kształtów, którą powszechnie nazywają perspektywą, ksiąg dziesięcioro". Została ona wydana w Bazylei w 1272 r. Dzieło to odegrało w dziejach nauki dużą rolę, ukazało się w wielu kopiach i wydaniach, często pod krótkim tytułem "Optyka" lub "Perspectiva". Ciekawe jest, że choć nie zawierało ono istotnie nowych pomysłów, było podstawową pracą w dziedzinie optyki - było podręcznikiem, z którego korzystało wielu tak wybitnych uczonych, jak Kopernik, Kepler, Regiomontanus. W 400 lat później Kepler zatytułował skromnie jeden ze swych traktatów o optyce: "Ad Yitellonem Paralipo-mena", czyli "Dopełnienia Witelona".
Nasz astronom Mikołaj Kopernik w XVI wieku również posługiwał się camera obscura do obserwacji zaćmień słońca.
W późniejszych latach udoskonalone, poprzez dodanie obiektywu ze szklanych soczewek, camera obscura służyły jako pomoc przy wykonywaniu rysunków. W ulepszenie układu optycznego kamery duży wkład miał Giambattista della Porta. W książce Natural Magic (1558) opisuje modyfikację camera obscura, która polegała na wyposażeniu otworu kamery w soczewkę wykonaną z kwarcu. Della Porta w swoim dziele opisuje zastosowanie soczewek wypukłych i wklęsłych oraz ich kombinacji. W swoich eksperymentach optycznych był bliski od wynalezienia teleskopu i mikroskopu. Zastosowanie soczewki w camera obscura zostało omówione również przez wenecjanina Daniello Barbaro w jego książce La practica della perspettiva (Wenecja, 1569). Barbaro jako pierwszy przedstawia przenośny model kamery, która mogła służyć do studiów w plenerze. Leonardo da Vinci w swoich notatkach wspomina o tym urządzeniu i najprawdopodobniej wykorzystuje je do obserwacji natury. Być może obserwując charakterystycznie miękki obraz powstający w camera obscura wprowadza do malarstwa technikę sfumato ( światłocieniowy modelunek pozbawiony konturu). Modyfikując laterna magica zastosował układ optyczny zastępując otwór wypełnioną wodą bańką szklaną. Powstała w ten sposób soczewka dawała jasny obraz o niezwykle szerokim kącie widzenia (około100°). W latach 30- tych XX wieku skonstruowano obiektywy fotograficzne, które składały się z dwóch soczewek wklęsło- wypukłych o krzywiźnie zbliżonej do koła. Wykorzystywano je do fotografii lotniczej.
W roku 1727 filolog Johann Heindrich Schulze uzyskał pierwsze odwzorowanie obrazu na światłoczułym chlorku srebra zmieszanym z białą kredą. Schulze wykorzystał odkrycie Georga Fabriciusa, który zaobserwował w roku 1556, że chlorek srebra zaczernia się pod wpływem promieni słonecznych. Spreparowana odpowiednio kreda służyła jako substancja mająca zapewnić w miarę równomierne pokrycie materiału podkładowego chlorkiem srebra. Za wzór obrazu do odwzorowania użył nieprzeźroczystego materiału w którym wyciął szablony. Następnie naświetlał układ na słońcu przez te szablony. W ten sposób uzyskał pierwszy, aczkolwiek nie dający się jeszcze utrwalić, obraz fotograficzny.
Thomas Wedgwood eksperymentował z światłoczułymi związkami srebra osadzonymi na włóknach papieru. W roku 1802 wpadł na pomysł użycia camera obscura do "wykreślania" obrazu na materiale światłoczułym. Uzyskane przez niego obrazy nie zachowały się.
Niecephore Niepce w roku 1826 uzyskał pierwszy trwały obraz przy pomocy zmodyfikowanej przez siebie camera obscura, przedstawiający widok z okna pracowni. Czas naświetlania wynosił 8 godzin. Nie był to obraz srebrowy, lecz obraz asfaltowy. Niepce wykorzystał właściwość powłoki asfaltowej, która pod wpływem światła polimeryzowała i w miejscach silnych naświetleń stawała się nierozpuszczalna w odczynnikach organicznych. Niepce już dziesięć lat wcześniej otrzymywał obrazy metodą fotograficzną za pomocą camera obscura oraz papieru powleczonego chlorkiem srebrowym. Nie był on zadowolony ze swoich eksperymentów, ponieważ obraz jaki otrzymał był negatywem, który w krótkim czasie zanikał. Dopiero w roku 1819 John Frederick William Herschel odkrył zdolność tiosiarczanu sodowego do rozpuszczania chlorku srebrowego, co pozwoliło uzyskać trwałe obrazy otrzymane metodami fotograficznymi.
Termin pin-hole został po raz pierwszy użyty przez Sir Davida Brewstera w książce The Stereoscope wydanej w roku 1856
...w dziesięć minut wykonałem fotografię popiersia przy bardzo słabym słońcu i przy zastosowaniu otworu mniejszego niż tysięczna cala...nie mam wątpliwości, że gdy chemia wyposaży nas w odczynniki bardziej światłoczułe, aparat bez soczewki - tylko z otworkiem, stanie się ulubionym instrumentem fotografa. Obecnie, fotografowanie człowieka jest wielką dla niego udręką z powodu długich minut pozostawania w nieruchomości przed aparatem...
Lord Rayleigh był fizykiem, który wprowadził teorie o ograniczeniach ostrości w systemach optycznych z wykorzystaniem otworów. Wyniki swoich prac opublikował jako On Pin- hole Photography w "The London, Edinburg and Dublin philosophical magazine and journal of science" (1891). To właśnie jego wzór na obliczanie optymalnych otworów w fotografii bezsoczewkowej jest stosowany najczęściej.
D = C x (pierwiastek z F) x L
gdzie d oznacza średnicę otworu, C - stałą Rayleigh`o = 1,9
F- ogniskową, L - długość fali światła
Lata 70- te XX wieku przynoszą ponowne zainteresowanie camera obscura. Rozwój materiałów fotograficznych czarno- białych i barwnych wysokiej jakości opartych o światłoczułe związki srebra umożliwia rejestrację zjawisk świetlnych w zakresie szerszym od widzialnego widma. Zjawiska barwne możemy obserwować w przedziale od 400 do 700 nanometrów. Materiały światłoczułe odpowiednio spreparowane pozwalają na rejestrację obrazów od ultrafioletu poprzez widzialny zakres widma dla ludzkiego oka do podczerwieni. W fotografii naukowo-badawczej wykorzystywana jest możliwość rejestracji obrazów w promieniowaniu rentgenowskim i promieniowaniu gamma.
Ze względu na brak układu soczewkowego (szkło odcina promienie UV) camera obscura pozwala na rejestrację zakresu od 250 nanometrów do światła widzialnego, a stosując materiały uczulone na podczerwień pozwala osiągnąć granicę podczerwieni do około1000 nanometrów dla materiałów czarno-białych (o ile użyjemy materiały o odpowiednim uczuleniu spektralnym). Współczesne materiały barwne posiadają zmniejszony zakres uczulenia, odpowiadający zakresowi naszego wzroku, a coraz częściej posiadają dodatkową warstwę odcinającą ultrafiolet.
Fotografie wykonane przy użyciu kamery otworkowej charakteryzują się następującymi cechami: posiadają miękki malarski rysunek, zakres głębi ostrości rozciąga się o kilkunastu centymetrów do nieskończoności, wykonane na materiałach barwnych posiadają pastelową tonację.
Najprostszym sposobem wykonania kamery otworkowej jest zastąpienie obiektywu przez blaszkę z małym otworkiem i zamontowanie go do korpusu aparatu małoobrazkowego poprzez odpowiedni adapter. Najmniej kłopotów sprawiają lustrzanki małoobrazkowe z wewnętrznym pomiarem światła, które pozwalają na automatyczny pomiar czasu do 30 sekund.
W oparciu o własną inwencję możemy projektować i wykonywać kamery sami. Mogą to być proste pudełka tekturowe lub metalowe wyposażone w otworek, na przeciwległej do otworka ściance, w ciemni mocujemy materiał światłoczuły i po zamknięciu kamera jest gotowa do wykonania zdjęcia.
W literaturze możemy natrafić na wiele wskazówek dotyczących wykonania właściwego otworu w zależności od projektowanej ogniskowej. Należy pamiętać, że matematyczne obliczenia wykonywane są dla jednej długości fali, najczęściej 550 nanometrów, a materiały fotograficzne zdolne są zarejestrować o wiele szerszy zakres fal, stąd też podawane ściśle wielkości otworków rzędu dziesiętnych milimetra w praktyce nie mają tak wielkiego znaczenia.
Dla aparatów małoobrazkowych uniwersalna średnica otworka wynosi 0,3 milimetra, a dla większych kamer wynosi około 0,5 do 1 milimetra. Zbyt mała średnica otworu powoduje dyfrakcje promieni, obraz staje przez to bardziej nieostry, rozmazany - zamiast jakbyśmy oczekiwali stać się ostrzejszym i bardziej klarownym.
Wykonanie otworu nie nastręcza większych kłopotów. W cienkiej mosiężnej blaszce możemy zrobić otwór dobrze zaostrzoną igłą grawerską podkładając pod nią cienki papier a całość umieszczając na twardym podkładzie ze szkła lub twardego drewna. Po delikatnym przebiciu metalu przez igłę odwrotną stronę blaszki szlifujemy drobnoziarnistym papierem ściernym do metalu. Po przemyciu w silnym strumieniu wody osuszamy blaszkę i montujemy w adapterze mocującym. Sprawdzenie jakości otworka przed wykonaniem zdjęć wykonujemy skanując blaszkę na skanerze płaskim w świetle przechodzącym, a pomiar wielkości możemy wykonać w każdym edytorze obrazów na ekranie monitora posługując się narzędziem do zaznaczania obszaru obserwując okno dialogowe "informacja".
Prezentowany artykuł sygnalizując historię użycia camera obscura oraz ukazując najprostszy sposób wykorzystania aparatu po niewielkiej modyfikacji ( zastąpieniu obiektywu przez blaszkę z otworkiem ) jako camera obscura ma na celu zachęcenie czytelnika do jej stosowania, wypróbowania i eksperymentowania!
To krok poprzedzajacy konstruowanie i wykonanie własnych kamer o indywidualnie dobranych parametrach, który ze względu na szeroki zakres problematyki wymaga odrębnego potraktowania.
Na zakończenie pragnę przedstawić kilka uwag na podstawie wykonanych przeze mnie fotografii z użyciem kamer otworkowych.
Obraz, który powstaje przez mały otwór na materiale światłoczułym ma formę koła. Teoretycznie średnica takiego obrazu jest 3,5 razy większa od długości ogniskowej, stosując małe formaty negatywów i krótkie ogniskowe nie można osiągnąć zadowalających rezultatów ze względu na dużą różnicę między środkową częścią negatywu, a jego brzegami. Zdjęcia takie wykazują silne zaciemnienie na brzegach kadru. Czasami taki sposób fotografowania może być ciekawym środkiem ekspresji budowania obrazu.
Przed przystąpieniem do robienia zdjęć możemy decydować o wartościach tonalnych fotografii, dobierając materiał negatywowy o różnym uczuleniu spektralnym.
Materiały nieuczulone tzw. ślepe (błony graficzne, papiery fotograficzne monogradacyjne), są czułe na fioletowo-niebiesko-zielony zakres widma i nie wykazują czułości na barwy od żółtej do czerwonej.
Materiały panchromatyczne inaczej wszechbarwoczułe (współczesne materiały negatywowe uczulone odpowiednimi barwnikami podczas produkcji emulsji, dostępne jako filmy małoobrazkowe, zwojowe i błony arkuszowe) są uczulone w zakresie widma widzialnego. Interpretacja tonalna tych materiałów jest zbliżona do odczuwania skali szarości przez oko ludzkie.
Współczesny negatyw barwny posiada wbudowany filtr UV, dzięki czemu otrzymana odbitka odwzorowuje kolory zgodnie z ludzkim postrzeganiem barw.
Wszystkie zdjęcia prezentowane powyżej były wykonywane kamerami zaopatrzonymi w okrągłe otwory. Przedstawię teraz efekty, które można uzyskać stosując przesłony o różnych kształtach.
W blaszce mosiężnej zrobiłem dziurkę w kształcie trójkąta równoramiennego, wielkość boków wynosiła 0,4 mm.
Obraz uzyskany poprzez szczelinę o szerokości 0,1 mm i długości 0,5 mm.
Ta sama szczelina co na fotografii poprzedniej, ale jej długość ograniczyłem do 0,2 mm.
Trzy otwory o średnicy około 0,3 mm rozmieszczone na wierzchołkach trójkąta o bokach 5 mm. Tutaj dwa otwory zajmują górną pozycję.
Te same trzy otwory, ale zmieniona została ich pozycja, teraz dwa otwory zajmują dolną pozycję.
Ten obraz został utworzony przez dwie szczeliny między moimi zaciśniętymi palcami lewej ręki - wskazującym i kciukiem.
Fotografia otworkowa często kojarzy się z długimi czasami ekspozycji. I bardzo często tak jest, zwłaszcza wtedy, gdy używamy kamer wielkoformatowych i rejestrujemy sceny na niskoczułych materiałach np. papierze fotograficznym.
Wymaga to zwykle użycia statywu, lub jakiejś innej stabilnej podpory. Obecnie na rynku dostępne są materiały barwne o wysokich czułościach, stosując przerobiony aparat małoobrazkowy na kamerę otworkową możemy w słoneczny dzień wykonywać zdjęcia z ręki przy czasach około 1/125 do 1/15 sekundy.
Negatyw małoobrazkowy czarno- biały o czułości 100 ASA, czas naświetlania wynosił około 8 sekund, potrzebny był więc statyw , a pełen ludzi rynek wygląda na opustoszały.
Zdjęcie wykonałem na barwnym filmie małoobrazkowym o czułości 1600 ASA, otwór został w tym przypadku zastąpiony przesłoną w kształcie trójkąta równoramiennego o bokach 0,4 mm przy czasie naświetlania 1/60 sekundy. Zdjęcie to jest mniej ostre od poprzedniego, ale czy wszystkie zdjęcia muszą być ostre?
Tekst opracował: Ryszard Antoni Wójcik, Kraków 2005
