กล้องรูเข็มคืออะไรและทำงานอย่างไร

เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงชีวิตในโลกของข้อมูลและเทคโนโลยีโดยไม่มีรูปถ่าย ในเวลาเดียวกัน ไม่กี่คนที่คิดว่าหากไม่มีกล้องรูเข็ม กล้องสมัยใหม่และอุปกรณ์อื่นๆ ก็จะไม่ปรากฏขึ้น จากเนื้อหาในบทความนี้ คุณจะได้เรียนรู้ว่ามันคืออะไร เมื่อมันถูกสร้างขึ้น อะไรคือหลักการของงาน และใครเป็นผู้คิดค้นมัน

กล้อง obscura ถือเป็นต้นแบบของกล้องถ่ายภาพสมัยใหม่ แปลจากภาษาละตินแปลว่า "ห้องมืด" เป็นอุปกรณ์ออปติคัลที่เรียบง่ายซึ่งได้รับรูปภาพของวัตถุที่แสดงบนหน้าจอ ภายนอกเป็นกล่องดำที่ไม่ส่งแสง โดยมีช่องเปิดและหน้าจอปกคลุมด้วยกระดาษสีขาวบางๆ หรือกระจกฝ้า

ในกรณีนี้ รูจะอยู่ที่ด้านหนึ่งและหน้าจอจะอยู่อีกด้านหนึ่ง ผลกระทบของอุปกรณ์ค่อนข้างผิดปกติ เมื่อลำแสงลอดผ่านรูแสง วัตถุจะปรากฏบนผนังตรงข้ามกับรูในมุมมองที่กลับด้านและลดลง หลักการนี้ยังคงดำเนินต่อไปในกล้องบางรุ่นในปัจจุบัน

กล้อง obscura ตัวแรกถือเป็นกล่องขนาดใหญ่และห้องมืดที่มีช่องเปิดเล็กๆ บนผนังด้านใดด้านหนึ่งจากทั้งหมด 4 ด้าน ไม่ทราบวันที่แน่นอนของการสร้างกล้อง obscura หลักการของการสร้างนั้นมาจาก Roger Bacon ซึ่งอาศัยอยู่ในปี 1214-1294 อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ถูกหักล้างโดยหนังสือ "History of Photography" ซึ่งเขียนโดยคู่สามีภรรยา Gernsheim

ระบุว่า หลักการนี้เป็นที่รู้จักในกลางศตวรรษที่ 11 แก่นักวิชาการอาหรับ Hasan-ibn-Hasan... ในเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ นักฟิสิกส์ และนักคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียงเคยคิดเกี่ยวกับหลักการเชิงเส้นของการแพร่กระจายของแสง ข้อสรุปของเขาขึ้นอยู่กับผลกระทบของกล้องรูเข็ม

แต่ ข้อมูลบางอย่างทำให้เราสามารถยืนยันได้ว่าอุปกรณ์ออปติคัลถูกใช้ไปแล้วในศตวรรษที่ 5-4 BC NS. นักปรัชญาชาวจีนผู้ยิ่งใหญ่ Mo Tzu (Mo Di) บรรยายลักษณะของภาพบนผนังห้องมืด อริสโตเติลยังกล่าวถึงอุปกรณ์เกี่ยวกับสายตาอีกด้วย ครั้งหนึ่งเขาสนใจหลักการของการปรากฏของรูปดวงอาทิตย์ทรงกลมมากเมื่อส่องผ่านรูรูปสี่เหลี่ยมเล็กๆ

อุปกรณ์ออปติคัลชิ้นแรกสำหรับการสร้างผืนผ้าใบทางศิลปะถูกสร้างขึ้นโดยปรมาจารย์ผู้ยิ่งใหญ่ Leonardo da Vinci ซึ่งอาศัยอยู่ในปี 1452-1519 คำอธิบายสามารถพบได้ใน "Treatise on Painting" ซึ่งผู้เขียนได้พูดคุยเกี่ยวกับหลักการทำงานของอุปกรณ์ออปติคัล Leonardo da Vinci เขียนว่าวัตถุที่แสดงบนแผ่นกระดาษไม่เพียงแต่แสดงในรูปแบบจริงเท่านั้น แต่ยังแสดงเป็นสีเดียวกันด้วย

กล้อง Obscura เริ่มถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในการวาดภาพทิวทัศน์และภาพบุคคล พวกเขายังมีขนาดใหญ่และติดตั้งกระจกที่หักเหแสง บ่อยครั้งที่เลนส์ถูกใส่เข้าไปในรู ซึ่งทำให้ได้ความสว่างและความคมชัดเพิ่มขึ้น ในยุคกลาง กล้อง obscura ถูกใช้ในทางดาราศาสตร์ (เช่น วัดเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของดวงอาทิตย์)

นอกจากนี้ นักวิจัยหลายคนยังได้เขียนเกี่ยวกับพวกเขา ตัวอย่างเช่น, ด้วยความช่วยเหลือของกล้อง obscura ในปี ค.ศ. 1544 Gemm Frisius สามารถสังเกตสุริยุปราคาได้ คำอธิบายโดยละเอียดของห้องดังกล่าวได้รับจาก Daniele Barbaro (1568) และ Benedetti (1585) พวกมันไม่เพียงแต่ใหญ่เท่านั้น แต่ยังหนักด้วย โดยใช้เลนส์นูนนูนต่ำ แบนและเว้า

ในปี ค.ศ. 1611 เคปเลอร์สามารถปรับปรุงกล้องออบสคูราได้มุมรับภาพขยายใหญ่ขึ้น ต่อมาในปี ค.ศ. 1686 โยฮันเนส ซาห์น สามารถสร้างเวอร์ชันพกพาได้โดยติดกระจกไว้ มันถูกวางไว้ที่มุม 45 องศา และฉายวัตถุลงบนแผ่นเคลือบด้านที่วางในแนวนอน รูปภาพที่แสดงถูกพลิกกลับด้าน

ในอนาคตทำให้สามารถถ่ายโอนวัตถุไปยังกระดาษได้ ด้วยขนาดที่เล็กลง ทำให้สามารถเปลี่ยนทิศทางของกล้องได้ เช่นเดียวกับการสเก็ตช์ภาพจากธรรมชาติ

ในศตวรรษที่ 18 ในรัสเซีย กล้องดังกล่าวถูกเรียกว่า "ยักษ์ใหญ่สำหรับการถ่ายภาพมุมมอง"... ภายนอกคล้ายกับเต็นท์พักแรม ใช้เพื่อถ่ายภาพทิวทัศน์ของเมืองต่างๆ ของรัสเซีย เป็นไปได้ที่จะถ่ายโอนรูปภาพไปยังกระดาษโดยใช้ดินสอและแปรง อย่างไรก็ตาม ในเวลานี้มีการค้นหาอย่างแข็งขันสำหรับการถ่ายโอนและการพิมพ์ที่ง่ายกว่าของวัตถุที่แสดง

ภาพถ่ายแรกปรากฏขึ้นพร้อมกับการพัฒนาทางเคมี เมื่อถึงเวลานั้น กล้องรูเข็มก็เป็นกล่องเล็กๆ ที่มีเลนส์นูนสองด้านที่ผนังด้านหน้าอยู่แล้ว เช่นเดียวกับกระดาษโปร่งใสอ่อนๆ ที่ด้านตรงข้าม อันที่จริง สิ่งเหล่านี้เป็นอุปกรณ์สำหรับการสเก็ตช์วัตถุแบบกลไก

ผลกระทบของกล้องดังกล่าวเริ่มถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์พกพาที่คล้ายกับกล้องพาวิลเลี่ยนสมัยใหม่ ความปรารถนาที่จะลดความซับซ้อนของงานของช่างเขียนแบบทำให้กระบวนการร่างแบบมีกลไกอย่างเต็มที่ วัตถุที่แสดงเริ่มปรากฏขึ้นและถูกตรึงบนเครื่องบินด้วยวิธีทางเคมี

ไม่จำเป็นต้องยืนหลังกล้องอย่างน่าเบื่ออีกต่อไปแล้วแปลภาพด้วยการสเก็ตช์ภาพ ทุกวันนี้ กล้องรูเข็มถูกใช้เป็นครั้งคราวเท่านั้น หลักการทำงานยังคงใช้ในการผลิตอุปกรณ์ถ่ายภาพ

หลักการทำงานของกล้อง obscura และคุณสมบัติของมันคล้ายกับการทำงานของดวงตา ในทำนองเดียวกัน วัตถุที่แสดงได้จะถูกพลิกและประมวลผล ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูตั้งแต่ 0.5 ถึง 5 มม. ขนาดของวัตถุที่แสดงนั้นสัมพันธ์กับระยะห่างระหว่างรูกับผนังด้วยเลนส์ เมื่อมันเพิ่มขึ้น ขนาดของวัตถุที่แสดงจะเพิ่มขึ้น

โดยที่ คุณภาพของภาพขึ้นอยู่กับขนาดของรูโดยตรง ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเท่าใด วัตถุก็จะยิ่งคมและเข้มขึ้นเท่านั้น เมื่อเพิ่มขึ้นความคมชัดจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด แต่ความสว่างของวัตถุที่แสดงจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม วัตถุไม่มีคุณสมบัติความคมชัดสูงของเทคโนโลยีดิจิทัล

ความคมชัดของภาพเพิ่มขึ้นถึงขีดจำกัด ซึ่งทำได้โดยการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรู หากเกินขีดจำกัด ความคมชัดของภาพจะลดลงอย่างมาก รูปแบบการทำงานกับอุปกรณ์รุ่นแรกไม่สะดวกมาก การถ่ายโอนภาพกลับด้านทำได้ยาก

หลายคนในยุคกลางประทับใจในคุณภาพและความสมจริงของภาพวาดของศิลปินหลายคน ความลับคือการใช้อุปกรณ์ออปติคัล ในขณะที่ กล้อง obscura ที่มีเลนส์เว้าได้กลายเป็นตัวช่วยอย่างแท้จริงในการวาดภาพ

ไม่ได้โฆษณาการใช้กล้องในการวาดภาพ การใช้วัตถุดังกล่าวทำให้สามารถส่งภาพได้อย่างแม่นยำ การตรวจสอบภาพวาดยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาแนะนำว่าศิลปินใช้กล่องที่มีรูน้อยกว่า 5 มม. รายละเอียดของภาพบนผืนผ้าใบมีความโดดเด่นในความสมจริง

หนึ่งในภาพวาดที่มีชื่อเสียงที่สุดที่ผู้เชี่ยวชาญสังเกตเห็นการใช้กล้อง obscura หรือกระจกเว้าถือเป็น ภาพเหมือนของคู่สมรส Arnolfini วาดโดย Flemish Jan Van Eyck ในปี 1434... เธอโดดเด่นด้วยการวาดภาพรายละเอียดเกือบสมบูรณ์แบบ

การใช้กล้องไม่เพียงแสดงให้เห็นโดยโคมระย้าที่มีแสงสะท้อนจำนวนมากและเชิงเทียนที่มีรูปร่างซับซ้อนเท่านั้น สิ่งที่น่าสังเกตเป็นพิเศษคือกระจกที่ผนังด้านหลัง ซึ่งสะท้อนภาพสะท้อนของเฟอร์นิเจอร์ทั้งหมดในห้องและแม้แต่เงา ความถูกต้องของสารคดีไม่สามารถดึงดูดความสนใจของนักวิจัยได้

อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกัน จากการศึกษาพบว่าศิลปินเคยใช้กล้อง obscura วาดภาพบนผืนผ้าใบของเขา... หลักฐานที่โดดเด่นคือภาพวาดของเขา "ชายในผ้าโพกหัวแดง" ดูเหมือนว่าเธอจะถูกถ่ายรูป และความเป็นมืออาชีพของการวาดภาพบ่งชี้ว่านี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ใช้อุปกรณ์ออปติคัล

โดยไม่คำนึงถึงความสามารถและความประณีตของทักษะการวาดภาพของอาจารย์ที่มีชื่อเสียง มันเป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุความแม่นยำที่น่าทึ่งในรายละเอียดนั้น เทคนิคการใช้อุปกรณ์ออพติคอลเริ่มพัฒนาขึ้นทีละน้อย เมื่อต้นศตวรรษที่ 16 มันสามารถเข้าถึงได้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม การเพิ่มเลนส์ยังไม่สามารถแก้ปัญหาภาพกลับด้านได้

นั่นเป็นเหตุผลที่ ยังมีคนถนัดซ้ายจำนวนมากบนผืนผ้าใบของศิลปินผู้ยิ่งใหญ่ ตัวอย่างของงานดังกล่าวสามารถเรียกได้ว่าเป็นภาพวาดของ Frans Hals ซึ่งแสดงภาพคนถนัดซ้ายหลายคนพร้อมกัน ชายและหญิงที่ถนัดซ้ายกำลังทานอาหารกัน คนถนัดซ้ายอีกคนขู่พวกเขาทางหน้าต่าง และแม้แต่ลิงก็แตะชายกระโปรงด้วยอุ้งเท้าซ้ายของหญิงคนนั้น

เมื่อเวลาผ่านไป การไม่แสดงผลก็หมดไป ในศตวรรษที่ 17 ไม่เพียงแต่กระจกเท่านั้น แต่ยังมีปริซึมออปติคัลปรากฏในอุปกรณ์ออปติคัลด้วย ดังนั้นปัญหาการกลับภาพจึงหมดไป กล้องเหล่านี้ถูกเรียกว่ากล้องที่ชัดเจน พวกเขาถูกใช้โดยศิลปินที่มีชื่อเสียง

ภาพวาดภาพถ่ายสามารถติดตามได้ในผืนผ้าใบของ Jan Vermeer ตัวอย่างนี้คือภาพวาด "The Thrush" เข้าใจได้ไม่ยากว่า Vermeer ใช้กล้อง obscura ขั้นสูง ผืนผ้าใบของเขามีข้อบกพร่องแบบเดียวกันกับกล้องสมัยใหม่บางรุ่น (เช่น ด้านข้างและวัตถุไม่อยู่ในโฟกัส)

ความเกี่ยวข้องของกล้อง obscura ในการพัฒนาภาพวาดและวิทยาศาสตร์นั้นชัดเจน นี่คือหลักฐานจากข้อเท็จจริงที่น่าสนใจต่างๆ

• ต้องขอบคุณเธอที่ศิลปินสารคดีปรากฏตัว (เช่น Canaletto ผู้ยิ่งใหญ่ผู้วาด Westminster Bridge ปรมาจารย์ของแปรง LK Carmontel, Belotto, FV Perrault) นอกจากนี้ เธอยังมีส่วนในการพัฒนาการถ่ายภาพอีกด้วย

• กล้อง Obscura ยังใช้ในแอนิเมชั่นอีกด้วย ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา โครงร่างของศิลปินถูกร่าง เพื่อให้ได้โครงร่าง การเคลื่อนไหว และสัดส่วนที่เป็นธรรมชาติที่สุด ตัวอย่างที่ชัดเจนของเรื่องนี้คือการ์ตูนเช่น "The Scarlet Flower", "The Frog Princess" ที่สร้างขึ้นในศตวรรษที่ผ่านมา

• ศิลปินยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาใช้อุปกรณ์เกี่ยวกับสายตา ซึ่งเป็นห้องมืดที่มีรูที่ไม่เพียงแต่จะฝังอยู่ในผนังเท่านั้น แต่ยังอยู่บนเพดานด้วย ที่น่าทึ่งคือพวกเขาต้องทาสีในความมืดสนิท

• แม้ว่าที่จริงแล้วกล้อง obscura จะสูญเสียความเกี่ยวข้องไปในปัจจุบัน แต่ก็ถูกใช้โดยศิลปินมือใหม่ ตัวอย่างเช่น ด้วยความช่วยเหลือ ผนังถูกทาสี ตกแต่งด้วยทิวทัศน์ที่เหมือนจริงหรือภาพอื่นๆ

• นอกจากนี้ อุปกรณ์ออปติคัลนี้ยังใช้เพื่อให้ได้ภาพถ่ายและการสาธิตที่ผิดปกติ โดยให้คนรุ่นใหม่ได้สาธิตวิธีการทำงานของอุปกรณ์นี้ ว่าเป็นอย่างไร ใช้งานอย่างไรให้ถูกต้อง

• สิ่งที่น่าสังเกตคือความจริงที่ว่า ในการค้นหาการปรับปรุง กล้องออปติคัลถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของปิรามิดสี่ด้าน อุปกรณ์นี้มีพื้นฐานมาจากแผ่นไม้ 4 แผ่นซึ่งต่างจากกล่องซึ่งเชื่อมต่อที่ด้านบนด้วยข้อต่อหน้าจอของกล้องกลายเป็นพื้นหลังสีขาว ซึ่งต่อมาก็ใช้น้ำยายึดติดพิเศษ

• วิธีการรับภาพในกล้อง obscura (daguerreotype) เป็นรูปเป็นร่างขึ้นในปี พ.ศ. 2382 แผ่นโลหะชุบเงินถูกวางไว้ในที่มืดและราดด้วยไอไอโอดีน จากนั้นใส่ไว้ในกล้องเพื่อให้เปิดรับแสงจ้าเป็นเวลานาน หลังจากนั้น เพลตถูกพัฒนาในไอปรอทจนได้อมัลกัม จากนั้น daguerreotype ที่มีภาพสะท้อนในกระจกก็ได้รับการแก้ไข ด้วยการประดิษฐ์วัสดุที่ไวต่อแสง กล้องรูเข็มจึงกลายเป็นกล้อง

สำหรับกล้องรูเข็มคืออะไร ดูวิดีโอถัดไป