カメラオブスキュラは、壁に穴が開いた暗い部屋で、人間の知覚や画像の作成のメタファーとして使用されます。暗い部屋が箱の大きさである場合、ピンホールカメラについて話します。

ピンホール画像とも呼ばれるカメラオブスキュラ(暗室)は、スクリーンの反対側のシーン(または壁など)の画像が小さな穴から投影されるときに発生する自然な光学現象です。その画面は、開口部の反対側の面に、反転した画像と反転した画像(左から右、上下逆さま)として表示されます。投影された画像の周囲は、画像を鮮明にするために比較的暗くする必要があるため、多くの歴史的なカメラオブスクラの実験が暗い部屋で行われました。

「カメラオブスキュラ」という用語は、箱、テント、または部屋の中の原理を利用する構造またはデバイスも指します。開口部にレンズを備えたカメラオブスキュラは、16世紀後半から使用されており、ドローイングやペインティングの補助として人気がありました。カメラオブスキュラボックスは、19世紀前半に写真用カメラにさらに発展し、カメラオブスキュラボックスを使用して、投影された画像に感光性材料を露光しました。

ピンホールカメラの技術的原理は古くからすでに知られていましたが、絵画、図面、地図、建築の実装、およびその後の写真で直線的な視点を持つ画像を生成するための技術的概念の使用は、(または、cf 。アーウィン・パノフスキー、ヨーロッパの芸術のルネッサンスと現代の科学革命が適用されました。とりわけ、レオナルドダヴィンチはカメラオブスキュラを目の画像として使用し、ルネデカルトは目と意識の相互作用を使用し、ジョンロックはこの原理を人間の意識そのものの隠phorとして使用し始めました。カメラオブスクラを「認識機」として現代的に使用することは、科学的思考の発展に重要な意味を持ちました。

カメラオブスキュラは、日差しを直接見ることで目を傷つけるリスクなしに日食を研究する手段として使用されました。描画の補助として、カメラのオブスキュラにより、投影された画像をトレースして非常に正確な表現を作成できました。特に、適切なグラフィカルな視点を実現する簡単な方法として評価されました。

「カメラオブスキュラ」という用語が1604年に最初に使用される前に、他の多くが証明されています:「cubiculum obscurum」、「cubiculum tenebricosum」、「conclave obscurum」、および「locus obscurus」。

レンズなしで非常に小さな穴のあるカメラオブスクラデバイスは、「ピンホールカメラ」と呼ばれることもありますが、これは写真フィルムまたは印画紙が使用される単純な(自家製の)レンズなしカメラを指すことがよくあります。

物理的な説明
光線は直線で進み、オブジェクトによって反射されて部分的に吸収されると変化し、そのオブジェクトの表面の色と明るさに関する情報を保持します。点灯オブジェクトは、すべての方向に光線を反射します。スクリーンの十分に小さい開口部は、反対側のシーンの異なるポイントから直接進む光線のみを通過させ、これらの光線は、開口部の反対側の表面で収集されるとそのシーンの画像を形成します。

人間の目(鳥、魚、爬虫類などを含む他の動物のもの)は、開口部(瞳孔)、両凸レンズ、画像が形成される表面(網膜)を備えたカメラオブスクラのように機能します。

原理
光は、吸収、反射、拡散の独自の品質に応じてオブジェクトによってすべての方向に反射されるため、画面の表面上の各ポイントは、周囲のすべてのオブジェクトからの光線を受け取ります。これらの光線は混合して結合します(加算合成)。画面は白く表示されます(または装飾を照らす大きなシェード)。

装飾から発せられる光線が暗い部屋の1点のみに入るように外部光を制限することにより、この光を遮るスクリーンは、その表面の正確な各点で、誘導された光線のみを受け取ります。穴のある壁の反対側に配置された装飾の一点からの直線(幾何光学の原理)。暗い部屋の外の装飾の反転(左/右)および反転(上部/下部)が画面に表示されます。

投影された画像は、スクリーン上で受信されるため(観察者の目が存在するかどうかに関係なく)リアルです。機器は「客観的」であると言われます。

原理はアリストテレスから記述され、13世紀の著者(ロジャーベーコン、サンクラウドのウィリアム)によって繰り返し言及されています。

技術
カメラオブスキュラデバイスは、ボックス、テント、または部屋の片側に小さな穴があります。外部シーンからの光は穴を通過して内部の表面に当たり、そこでシーンが再現され、反転(逆さま)、反転(左から右)されますが、色と遠近感は保持されます。

適度に鮮明な投影画像を生成するには、開口部はスクリーンまでの距離の約1/100以下でなければなりません。

ピンホールを小さくすると、画像はシャープになりますが、投影された画像は暗くなります。ただし、ピンホールが小さすぎると、回折によりシャープネスが悪化します。

実際には、カメラのオブスキュラは、ピンホールではなくレンズを使用します(ピンホールカメラのように)。これにより、より大きな開口が可能になり、焦点を維持しながら使用可能な明るさが得られます。

画像が半透明のスクリーンで捕らえられた場合、裏から見ることができるので、もう反転することはありません(ただし、逆さまのままです)。

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ミラーを使用すると、右側の画像を投影できます。投影は、水平面(テーブルなど)に転用することもできます。テントの18世紀のオーバーヘッドバージョンは、テントの上部にある一種の潜望鏡の内部に鏡を使用していました。

箱型カメラのオブスキュラには、多くの場合、ガラスの上部に置かれたトレーシングペーパーに直立した画像を投影する傾斜ミラーがあります。画像は背面から表示されますが、ミラーによって反転されます。

構造
カメラオブスキュラは、照らされたシーンの光が狭い穴を通して反対側の後壁に当たる光を通さない箱または部屋で構成されます。後壁には、このシーンの上下逆さまの画像があります。写真はかすかで、十分に暗くなっている場合にのみよく見ることができます。後壁が透明な場合、たとえば後壁の裏側と視聴者の頭を覆う不透明な布を使用して、適切な暗さを提供すれば、外側から画像を表示することもできます。

使い方
光が収束レンズまたは光を通さない中空体の小さな穴から落ちると、逆さまの逆さまの画像が作成され、外部空間が投影されます。右上の概略図は、オブジェクトの2つのポイントから穴に入る2つのビームを示しています。ベゼルの直径が小さいため、バンドルは小さな開き角に制限され、光線が完全に重なり合うことはありません。オブジェクトの上部領域からの光線は投影面の下端に当たり、下部領域からの光線は上方に向けられます。オブジェクトの各ポイントは、投影面にディスクとして表示されます。スライス画像のオーバーレイは、歪みのない画像を作成します。数学的に表現すると、画像は、開口領域を備えたオブジェクトの理想的な表現からの畳み込みの結果です。

収束レンズのイメージングジオメトリ
Gはオブジェクトの高さ(=検討中のオブジェクトの実際のサイズ)、gはオブジェクトの幅(=レンズからのオブジェクトの距離)、bは画像の幅(=穴あきディスクからフォーカシングスクリーンまでの距離)、B画像の高さ(=フォーカシング画面で作成された画像の高さ)、以下が適用されます:

B / G = b / g

方程式は、幾何光学からも第1レンズ方程式として知られています。数学的な導出については、ジオメトリのレイセットが参照されます。画像サイズは距離のみに依存し、開口サイズや穴サイズには依存しません。

使用する
以前は描画の補助として使用されていました。紙またはその他のサポートに投影された画像は、その上に描画するためのガイドラインとして役立ちます。その後、感光材料が発見されると、暗いカメラはピンホールカメラ(ターゲットとして単純な穴を使用するカメラ)になりました。

これらのカメラは、開口部の直径を確立するために必要なコミットメントによって非常に制限されていました。露出時間が長すぎないように十分な大きさでした。

暗いカメラの使用は、永続的な自動画像を生成する方法を考案する大きな衝動でした。それは、写真として今日私たちが知っていることの基礎を提供したものと考えることができます。

暗い部屋と錬金術
暗い部屋は、画家や科学者のニーズに応えて作成されましたが、古代には「魔法の箱」として知られており、幻想的な動物であるユニコーンと密接に関連していました。暗い部屋を説明するさまざまな文章やスケッチが見つかりましたが、穴とそれを特徴付ける画像を生成する効果は、「箱」にユニコーンの角を刺した場合にのみ発生します。

4世紀以来、魔術師と錬金術師は光と画像に関連する現象を調査しています。ファタ・モルガナは、アルトゥーロの妹であり、宮廷の魔術師であり、マーリンの名声にjeして、魔術師の秘密を盗んで使用しようとしましたが、その中で、次の文章が見つかりました:«(…)ユニコーンの角を刺さなければなりません。そうしないと、完全に無効になります。(…)»この信念は11世紀まで続き、上記のように使用するために角に与えられた使用によってユニコーンが消滅したと考えられていました。マーリンと共に、この動物への最初の言及が現れ、「画像の学習の芸術」への参加。

6世紀の錬金術師のツンチンパンは、この別の参照を作成しました。«(…)森林と湖の両方、およびその他の一般的なものの両方の美しく繊細な複製を得るには、 Ycungのユニコーン-* Kuo(…)»。

アブデル・エル・カミールは、暗い部屋を彼の現代のマーリンとは言いません。ただし、感光性乳剤の調製方法に関するレシピを提供します。これが写真フィルムです。11世紀まで錬金術師のAdojuhrによって、暗いカメラ(彼によると魔法のカメラ)が初めて非常に敏感な乳剤で使用され、彼がレンズで動画を印刷できるようになりました。

MerlinとTzung Ching Pungのユニコーンの暗示はあいまいです。Adojuhrの1つでは、この動物の詳細で詳細な説明が作成されるため、反対のことが起こります。さらに、魔法の箱の「標的」を掘削するための異なる種の角の有用性も指摘しています。Adojuhrのトランスクリプトは次のとおりです。«(…)ユニコーンの角を取り、先端で鋭くし、それによって光る表面に小さな穴を開けます。この穴を通して、彼らは本質を圧縮し、あらゆる種類の人、物、場所を圧縮することができます。それは、誰かが必要とするときに取り出されるために、永遠に残る段ボール箱に慎重に保管する必要がありますそれら(…)»。

この魔法の箱にも与えられたもう一つの機能は、「悪霊を捕らえ」、それらを根絶する方法を見つけることです。錬金術師の表現では、以前のものがより明確に見られます。ユニコーンにはさまざまな種類があり、それぞれが魔法の箱で異なる方法で使用されていると考えられていました。

ショーとしての暗い部屋
いくつかの暗いカメラは観光名所として建てられましたが、保存されるものはますます少なくなっています。いくつかの例は、グラハムズタウン(南アフリカ)、カディスのタ​​ヴィラタワー(スペイン)、ダンフリースとエディンバラ(スコットランド)にあります。