Введение
История фотографии - это захватывающая история зарождения и воплощения в жизнь мечты о фиксации и длительном сохранении изображений окружающих нас явлений и предметов, один из самых ярких и бурных этапов развития современной информационной технологии. Только оглядываясь на прошлое фотографии, можно оценить то огромное влияние, которое оно оказало на развитие современной культуры, науки и техники.
Развитие фотографии до опубликования в 1839 г. изобретения Ньепса и Дагерра имело долгую и сложную предысторию, начиная от попыток упростить процесс рисования с натуры путём копирования изображений, получаемых в камере-обскуре, до первых опытов использования светочувствительности некоторых химических соединений. Эта предыстория охватывает и первые шаги по изготовлению линз, сперва из естественных кристаллов, а затем из стекла, и "магических зеркал" Востока, явившихся первыми проекционными оптическими устройствами.
Особые страницы истории посвящены шеренге великих изобретателей: Ньепсу и гелиографии, Дагерру - по сути, первому в мире фотографу в привычном для нас смысле, Тальботу и каллотипии, а также плеяде безвестных изобретателей, по воле судьбы не получивших ни известности, ни признательности потомков.
Эволюция фотографических процессов характеризовалась исключительным динамизмом. Дагерротипы на металлической подложке были сперва заменены фотографией на стекле, а затем и на гибкой плёнке, которая вскоре обрела способность регистрировать в цвете как статические, так и динамические явления. Двухступенчатый негативно-позитивный процесс обрёл конкурента в абсолютно одноступенном процессе Ленда. Получили развитие методы создания объёмных изображений. На смену аналоговой фотографии пришла цифровая.
Обо всех этих ярких страницах истории фотографии мы попросили рассказать сотрудника ВНЦ "ГОИ им. С.И.Вавилова", д.т.н., профессора М.Г.Томилина, побывавшего в крупнейших оптических центрах и фотографических музеях мира и уже более 25 лет собирающего материалы в этой области. Перед вами - первый из серии материалов, посвящённый прототипу современной фотокамеры, камере-обскуре.
Предыстория фотографии: камера-обскура
Задолго до открытия фотографических процессов была известна камера-обскура, что в переводе с латыни означает "тёмная комната". Впервые она упоминается арабскими учёными конца Х века. Сперва это был просто тёмный ящик с небольшим отверстием в одной из стенок. Если обратить это отверстие к светящимся или освещённым объектам, то на противоположной стенке внутри ящика получите цветное перевёрнутое изображение предметов, передающе мельчайшие детали. Чем меньше отверстие, тем отчётливе очертания предметов, но меньше яркость изображения. Английский физик Дж. Релей показал, что наиболее резкое изображение в камере-обскуре получится в случае, когда радиус отверстия почти равен радиусу первой зоны Френеля.
Изобретателем камеры-обскуры долгое время ошибочно считали итальянского физика Джованни Батиста делла Порта, описавшего в "Натуральной магии" (1560) сам прибор и способ повышения яркости изображения при замене отверстия линзой. На самом деле эффект, даваемой камерой-обскурой был скорее замечен пытливым человеческим глазом в естественных условиях. Возможно, что поначалу ему придавалось религиозное, сакральное содержание. Так, например, известный польский писатель Болеслав Прус на основе изучения большого количества древнеегипетских документов в своем историческом произведении "Фараон" описал, как жрецы в тёмной палатке показывали своему владыке картины битвы происходящей на освещённой солнцем равнине. При этом повелитель даже не подозревал, что всё виденное им не божественное знамение, а обычное физическое явление.
Крупнейшие учёные и художники прошлого Аристотель (384-322 гг. до н.э.), Хассан ибн Хассан (965-1038), Вите; (умер в 1290 г.), Роджер Бэкон и другие уже были хорошо знакомы с этим оптическим прибором и его применением. Джон Пенхам, архиепископ Кентерберийский (1279), высказал идею о возможности использования камеры-обскуры для наблюдения за движением Солнца. В рукописях Леонардо да Винчи, которые были захвачены Наполеоном, привезены во Францию и изданы Вентури в Париже в 1797 г., приведень рисунки камеры-обскуры и её описание. В 1544 г. с помощью камеры-обскуры голландский математик Гемма Фризиус наблюдал солнечное затмение. В дальнейшем были предприняты многочисленные шаги по усовершенствованию этого прибора. Так, поместить в отверстие линзу предложили профессор математики в Милане Джероме Кардан (1501-1576), Джованни Батиста Бенедетти (1585) и Даниелло Барбаро (1556), причём последний также показал возможность увеличения резкости изображения диафрагмированием объектива. Серьёзным недостатком камеры-обскуры являлось получение перевёрнутого изображения. Для его устранения Игназио Данти предложил в 1573 г. использовать зеркало, которое вторично переворачивало изображение.
Дальнейшее усовершенствование камеры-обскуры связано с именем великого астронома Иоганна Кеплера (1571-1630). В 1600 г. он начал применять её как инструмент для наблюдения за движением Солнца и, поместив на некотором расстоянии от положительной линзы отрицательную, добился увеличения проецируемого изображения. Эта идея легла в основу современных телеобъективов, а сам Кеплер благодаря своему усовершенствованию наблюдал в 1607 г. прохождение Меркурием солнечного диска. В 1620 г. Кеплер предложил выполнить камеру-обскуру в виде тента, которой широко пользовались художники для правильной передачи перспективы.
Камеры-обскуры ещё большего размера выполнялись в виде комнаты. В крыше такой камеры-обскуры часто помещалась линза с поворотным зеркалом. Изображение предметов проецировалось на стол в виде последовательно возникающей панорамы, которую одновременно могло наблюдать несколько человек. Такие камеры-обскуры до сих пор используются для развлечения в местах, часто посещаемых туристами.
Однако камеры-обскуры большого размера не во всех случаях были удобны в обращении. В 1665 г. первую компактную камеру-обскуру сконструировал Роберт Бойль (1627-1691). В 1680 г. портативная камера-обскура была описана Робертом Хуком. Вариант устройства с зеркалом, расположенным в верхней части камеры для отражения лучей, исходящих от предмета, описал Зан в 1685 г.
В 1812 г. английский физик Волластон использовал менисковую линзу с диафрагмой вместо двояковыпуклой, улучшив этим качество по краю изображения. Использовав тот же принцип, он создал и так называемую "ландшафтную" линзу. Впоследствие миллионы таких линз использовались в ящичных камерах. С именем Волластона связано и изобретение в 1807 г. камеры-люциды ("светлой камеры"). Она представляет собой четырёхгранную призму, располагаемую на необходимой высоте от бумаги. Помещая глаз вблизи верхней части призмы так, чтобы часть глаза была над призмой, наблюдатель может видеть отражённое изображение объекта, расположенное перед призмой и кажущееся расположенным на бумаге. Его можно обвести карандашом. В оптическом отношении разница между камерой-обскурой и камерой-люцидой состоит в том, что в первой истинное изображение предмета с помощью линзы проецируется на бумагу, а во второй - мнимое изображение кажется лежащим на бумаге.
XVIII век почти не изменил конструкции камер-обскур, но расширил области их применения. Особенно широкое использование они получили у художников как средство, служившее для облегчения рисования. То мастерство, с которым за последние 300-400 лет в картинах передаётся перспектива, наводит на мысль о широком применении в живописи камер-обскур. В ряде случаев тому имеются прямые свидетельства. Так, художник М.И.Махаев в 1746 г. получил "открытый лист" на снимание видов Петербурга и его окрестностей по заказу Академии наук. Это было связано с подготовкой юбилейного альбома, намеченного к изданию "для славы и чести Российской империи" в связи с пятидесятилетием Петербурга в 1753 г. В силу большого объёма и срочности работы Махаев со своими учениками не зарисовывал виды города с натуры, а "снимал" их с помощью камеры-обскуры, или, как её тогда называли, "махины для снимания прошпектов". Каждый лист, снятый таким образом, Махаев дорабатывал в деталях, добиваясь почти фотографической точности. Известно, что одна из таких камер-обскур была изготовлена в инструментальной мастерской Академии наук мастером Филиппом Никитичем Тирютиным.
В наши дни камеры-обскуры находят весьма необычное применение. Отсутствие линейных искажений в изображении, большая глубина резкости и поле зрения, превосходящее 90°, позволяют применять их в процессах фотолитографии при производстве интегральных микросхем и в качестве съёмочных специальных телевизионных камер. Имеющиеся высокочувствительные фотоматериалы, используемые в камере-обскуре при относительном отверстии 1:200, дают возможность экспериментирующим фотографам получать правильно экспонированные фотоснимки высокого оптического качества.
Особо важную роль сыграли камеры-обскуры в начальный период развития фотографии в экспериментах Нисефора Ньепса, Жака Дагерра и Уильяма Ф. Тальбота.
Таким образом, камера-обскура явилась одним из первых оптических инструментов, использовавшихся человеком для правильной передачи перспективы в живописи и выполнения исследований в астрономии; она вызвала настойчивое желание зафиксировать и сохранить изображения предметов, и, наконец, она явилась прообразом современной фотокамеры.
Будет справедливо сказать, что вся фотоаппаратура, включая камеру обскуру, зародилась на западе - в Германии, Америке и Англии. После войны и по сей день лидерство по производству фотоаппаратуры принадлежит Японии.
Ведущие всемирно известные фирмы Японии - это «Кэнон», «Никон» и «Минольта». Менее известна фирма «Олимпус».
В Японию известие о фотографии проникло, по всей вероятности, в 1850 г., т.е. спустя 11 лет после официальной даты изобретения фотографии. Первая фотостудия была открыта в 1859 г. на Хакодате. Однако ее пользовалась только императорская семья. Но уже в 1916-1922 гг. в университете Синдай читался курс фотографической химии. Позднее была учреждена кафедра фотографии и репродукционной техники в токийской Высшей политехнической школе. В 1926 г. возникло Токийское общество научной фотографии. В 1925 г. начал издаваться японский фотографический ежегодник. Так что Япония в этой области даже отставала от России. Как Вы помните, я приносил подшивку журнала за 1901 г.