Camera
Obscura
 
 
   
 

Kijk door de zoeker in de camera.

 
   
  Je ziet een omgekeerd beeld van het tafereel dat zich vóór de camera afspeelt.  
   
 

In deze camera wordt -net als bij de allereerste camera's- de techniek van de camera obscura gebruikt om een beeld op te vangen van wat zich vóór de camera afspeelt.

Een camera obscura is een doos met een klein gaatje in een wand. Op de wand tegenover dit gaatje wordt het omringende landschap geprojecteerd tot een omgekeerd beeld.

Een moderne 'echte' camera heeft naast een lens om het licht te bundelen ook een diafragma om de juiste hoeveelheid licht binnen te laten en een film om het beeld op vast te leggen.

 
 

 
   
   
 

Ben je al eens gaan kijken door de zoeker van de reusachtige fotocamera die in de tuin van het Technopolis-huis staat? Vond je het ook zo vreemd dat je een omgekeerd beeld zag van het tafereel vóór de camera?

De supergrote camera is eigenlijk geen echte camera, maar een camera obscura (‘donkere kamer’). In een echt, modern fototoestel zit een stel lenzen (het objectief), een diafragma en een sluiter. Een moderne camera kan bovendien op verschillende manieren worden ingesteld om een optimale foto te nemen. Het beeld dat je met de camera opneemt, komt op een film terecht en die wordt tenslotte volgens de juiste techniek ontwikkeld.

De camera obscura beschikt niet over zoveel technische snufjes als een modern fototoestel. Eigenlijk is het niet meer dan een grote doos met een piepklein gaatje in, waardoor het licht kan binnenvallen om een beeld te vormen. Toch heeft dit eenvoudige toestel al geschiedenis geschreven. Sedert de renaissance wordt het gebruikt zowel in de kunst als in de wetenschap. En ook nu nog wordt het gebruikt, onder andere in de kernfysica.

Wat is een Camera Obscura ?
In de bodem van een kartonnen doos prikken we een kleine opening. We sluiten de doos daarna niet meer met het deksel af, maar met een dun velletje papier. Op die manier hebben we een heel eenvoudige donkere kamer (‘camera obscura’) gemaakt.

We kunnen nu het gaatje van onze camera obscura naar een verlicht voorwerp richten. Op het papier verschijnt dan een omgekeerd en verkleind beeld van dit voorwerp.

Het beeld ontstaat door de rechtlijnige voortplanting van het licht. Van elk lichtgevend punt van het voorwerp gaan stralen uit. De stralen die door het gaatje gaan, tekenen elk een lichtpunt op het scherm. Het geheel van al die lichtpunten vormt het beeld van het voorwerp. Dit beeld is omgekeerd en kleiner dan het voorwerp zelf. Omdat het beeld gevormd wordt door stralen die rechtstreeks van het verlicht voorwerp komen, spreken we van een reëel beeld.

Als we het papieren scherm vervangen door een gevoelige fotografische plaat of film, dan vormt zich hierop een negatief beeld, dat te voorschijn komt wanneer we de plaat of film ontwikkelen. Het beeld wordt negatief genoemd omdat de lichte delen van het voorwerp er zich donker op aftekenen, en de donkere delen licht. Met lichtgevoelig papier kunnen we dan zoveel positieve beelden maken als we willen. De kartonnen doos speelt de rol van fototoestel zonder objectief.

De moderne fotocamera
Moderne camera’s werken volgens hetzelfde principe als de camera obscura. Licht passeert door een klein gaatje, of lensopening, komt de camera binnen die volledig afgesloten is van het licht en vormt een beeld op het oppervlak tegenover de lensopening. De lens (die in de camera obscura niet aanwezig is) zorgt voor een scherper beeld en de film maakt het mogelijk om het beeld vast te leggen en er zoveel van te maken als je wenst.

De camera telt enkele belangrijke onderdelen:

  • Het objectief
  • Het diafragma
  • De sluiter

Telkens je een foto neemt, doe je dat in andere omstandigheden. Het voorwerp dat je fotografeert kan ver weg of dichtbij zijn, het kan bewegen of stilstaan, enz. Om een mooie, scherpe foto te maken, moet je ervoor zorgen dat de film lang genoeg en voldoende belicht wordt. Daarvoor moet je de scherpte, de diafragmaopening en de sluitertijd instellen.

Het objectief
Door het objectief komt het licht in de camera binnen. Het is opgebouwd uit een aantal lenzen, die de binnenvallende lichtstralen kunnen ombuigen. Die lichtstralen komen dan samen in één punt, het brandpunt. Er bestaan twee soorten lenzen: convexe of bolle lenzen en concave of holle lenzen.

In een goed objectief, dat ervoor zorgt dat de lichtstralen in het brandpunt samenkomen, worden beide soorten lenzen gebruikt. Het geeft een scherp en niet-vertekend beeld. De lenzen zijn voorzien van een dun, doorzichtig laagje dat ongewenste weerkaatsingen van het licht tegengaat.

Als je een camera obscura zelf maakt moet je ervoor zorgen dat het gaatje zo klein mogelijk is; hoe kleiner het gaatje, hoe scherper het beeld. In een camera met een objectief, mag de opening gerust wat groter zijn.

Het diafragma
Een diafragma kun je vergelijken met de iris in je oog: het bepaalt hoeveel licht er in de camera binnenkomt om op de film in te werken. De grootte van de opening kun je instellen door aan een ring, de diafragmaring, te draaien. Hierop staan verschillende openingen aangegeven. Hoe kleiner het getal, hoe groter de opening. Vaak staat er voor het getal dat de opening aangeeft de letter f van focus. Focus betekent brandpunt.

De brandpuntsafstand is de afstand tussen de film en het midden van het voorste lensdeel, als de camera op oneindig is ingesteld. Die afstand wordt op het objectief aangegeven, uitgedrukt in mm.

De sluiter
De sluiter bepaalt mee hoeveel licht er binnenkomt, maar dan door de belichtingstijd te regelen, dus hoelang de film aan het licht wordt blootgesteld. Op de camera zit een knop of ring, die de verschillende sluitertijden aangeeft: van 1/1000 seconde tot ½ seconde of 1 seconde. Verder vind je er de letter B (de sluiter blijft open staan) en eventueel de letter T (de sluiter staat heel lang open).

Er bestaan twee soorten sluiters:

  • De centraalsluiter is opgebouwd uit hele dunne metalen plaatjes, die met behulp van een veer over elkaar schuiven bij het openen en het sluiten.
  • De spleetsluiter of gordijnsluiter bestaat uit een strook zwarte stof met een rechthoekige opening (spleet).De grootte van die opening hangt af van de ingestelde sluitertijd. De strook wordt als een soort gordijn horizontaal verschoven. Op het moment dat de opening voor het objectief komt, valt het licht even naar binnen.

Instellingen van de camera
1. De scherpte
Je moet altijd rekening houden met de afstand tussen de camera en het voorwerp dat je wil fotograferen. Dat kun je instellen door aan de afstandsring van het objectief te draaien: de afstand tussen de lenzen en de film wordt dan groter of kleiner Als je niet alleen het voorwerp zelf, maar ook voor- en achtergrond scherp wilt hebben, moet je rekening houden met de scherptediepte. Die wordt onder meer bepaald door de opening van het diafragma.

2. De diaframaopening
Door een kleinere diafragmaopening te kiezen, vergroot je de scherptediepte: een groter deel van de foto zal scherp zijn. Vergroot je de afstand tussen de camera en het voorwerp, dan wordt de scherptezone voor en achter het voorwerp groter.

3. De sluitertijd
Als je een foto van een landschap wilt nemen, kun je de sluitertijd rustig instellen op 1/60 seconde; de sluiter laat dan gedurende 1/60 seconde licht door. Als je een scherpe foto wenst van een bewegend voorwerp, dan heb je een veel kortere sluitertijd nodig. Anders krijg je een vaag en ‘bewegend beeld’. Om een rijdende auto te fotograferen, moet je bijvoorbeeld zeker instellen op 1/250 of zelfs 1/1000 seconde. Het fotograferen van een donker, slecht verlicht voorwerp vraagt juist weer een lange sluitertijd, bijvoorbeeld 1/10 seconde.

Techniek van de fotografie
In de fotografie wordt het beeld vastgelegd op een lichtgevoelige plaat. Dat kan een glazen plaat of een plastic band zijn, waarvan een van beide zijden bestreken wordt met een laag gelatine, die een emulsie van zilverbromidekristallen bevat. Door de inwerking van licht op de fotogevoelige plaat vindt er een chemische reactie plaats. Die reactie gebeurt alleen op de plaatsen waarop licht is doorgedrongen, en in verhouding met de hoeveelheid licht. Na deze belichting is er eigenlijk op de plaat nog niets te zien. De belichte kristallen zijn heel kleine onzichtbare korreltjes in de gelatinelaag. We zeggen dat het beeld ‘latent’ is.

De plaat met het latente beeld moet ontwikkeld worden om het beeld zichtbaar te maken. Dit gebeurt in een donkere kamer. De plaat wordt eerst in een chemisch preparaat (de ontwikkelaar) gedompeld. Daardoor worden de geactiveerde zilverbromidekristallen omgezet in zilvermetaal. De plaatsen die belicht werden, worden nu zwart. Daarna moet de film gefixeerd worden om de niet belichte zilverbromidekristallen te verwijderen. Na spoelen in zuiver water en drogen is de plaat klaar. Ze draagt nu een negatief beeld.

Om een positief beeld te krijgen wordt nu fotopapier onder de plaat gelegd en belicht. Het licht gaat door de heldere plaatsen heen en wordt door de donkere min of meer tegengehouden. Dit papier wordt ook ontwikkeld en gefixeerd zodat uiteindelijk het positief beeld duidelijk wordt. Met een zelfde negatief kunnen we zoveel positieve afdrukken verkrijgen als we willen.

Een beetje geschiedenis...
Alhoewel Johannes Kepler pas rond 1600 de term ‘camera obscura’ bedacht voor het toestel dat we hier beschrijven, werd er over de principes van licht dat door een piepklein gaatje gaat, al heel lang geschreven. De basisprincipes van de optica kwamen al ter sprake in Chinese teksten uit de 5de eeuw v.Ch. Ook de Griekse filosoof Aristoteles (4de eeuw v.Ch.) beschrijft de beeldvorming na lichtinval door een klein gaatje. Hij moest echter elke verklaring schuldig blijven en het probleem bleef onopgelost tot in de 16de eeuw.

De camera obscura kent zijn grootste succes tijdens de renaissance en de eeuwen erna. Tijdens de renaissance werd hij voornamelijk gebruikt voor wetenschappelijke doeleinden, meer bepaald in de astronomie, en ook als hulp bij het tekenen van perspectieven. De bekende astronoom Gemma Frisius gebruikte de camera obscura bijvoorbeeld om de zonne-eclips van 1544 te bestuderen. Als de camera obscura als tekenhulp gebruikt werd, beschikte hij over een lensopening. De lens maakte het beeld helderder en zette het scherp op een bepaalde afstand. Onder meer Da Vinci en Dürer maakten voor hun kunstwerken gebruik van deze camera obscura.

Na 1850 werd de camera obscura vooral gebruikt door kunstfotografen en was bij velen populair omwille van de speciale effecten. Vanaf 1940 werd hij ook weer gebruikt in de wetenschappen, meer bepaald in de kernfysica. Met een camera obscura kunnen immers X- en gamma -stralen worden gefotografeerd. Zo werden in de jaren ’60 X- en gamma -stralen van de zon gefotografeerd. De laaste 20 jaar gebruiken kernfysici de camera obscura ook voor het fotograferen van hoge energie in laserplasma.

 
   

 

 

 

© 2001 Technopolis. All rights reserved.