Camera obscura (lyukkamera) 2010

A kamera rövid története: A camera obscura latin kifejezés, szó szerinti fordításban sötét szobát jelent. A jelenség, illetve a létrehozására készített eszköz magyar elnevezése lyukkamera. Működése a fény egyenes vonalú terjedésén alapszik. Egy minden oldalról zárt térben, melynek egyik falán kis lyuk található, a vele szemközti falra a lyuk előtt elhelyezkedő külvilág képe vetítődik fordított állásban.

1816-ban Joseph Nicéphore Niepce-nek sikerült camera obscura segítségével üveglapra kent fényérzékeny aszfaltra képet készítenie, amelyet azután lenolajjal lemosva tett láthatóvá. Egyik első fennmaradt képén 1826-ból néhány háztető látható, amelyet 8 órás expozícióval sikerült rögzítenie. A camera obscura eljárása ma újra népszerű, az eszköz egyszerűen, akár egy dobozból is elkészíthető.

A lyukkamera képalkotásának vázlata az 1. ábrán látható A lyukkamera képalkotásának vázlata az 1. ábrán látható. A kamera homlokfalától t távolságban levő T nagyságú tárgy képe K, a k mélységű kamera hátulsó falán keletkezik, fordított állású, valódi és kicsinyített. A kép tökéletesen torzulásmentes!

Részletezzük kissé a képalkotást Részletezzük kissé a képalkotást. Válasszuk ki a tárgy egy kicsiny (P) darabkáját. Homogén közegben a fény egyenes vonalban terjed, tehát egyenes vetítőszakaszokkal kell megszerkesztenünk a P pont P’ képét. Amint az az ábrán is látható szó sincs pont-pont leképezésről, a képpontot (P’) koncentrikusan körülveszi egy a szélek felé fokozatosan sötétedő gyűrű.

Minél közelebb van a tárgy a kamerához ez annál szélesebb és annál jobban rontja a képminőséget. Egy bizonyos tárgytávolságon túl, köszönhetően az emberi szem véges felbontóképességének, viszont már nem is zavaró. Ezért mondjuk, hogy a lyukkamera képe, viszonylag rövidebb tárgytávolságtól, a végtelenig éles.

Gyakorlati tanácsok a kamera elkészítéséhez: Legelőször el kell döntenünk, hogy milyen hordozóra akarjuk a felvételeket rögzíteni. A fényérzékeny felületnek lehetőleg minél nagyobbnak kell lenni (rossz a vonal/mm feloldóképesség). Síkfilm, rollfilmből kivágott darab, esetleg magunk készítette fényérzékeny lemez jöhet számításba. Legalább 9x14 cm méretű anyagra dolgozzunk. Megfelelő kazettát kell készítenünk amiben a fényérzékeny anyagot tartjuk. A kamera hátoldalán a kazettára lecserélhető homályosüvegt kell elhelyezni, hogy a kívánt képkivágást be tudjuk állítani. Ehhez stabil állványra van szükség, több perces expozícióra is fel kell készülni. A kamera méretezéséhez, az 1. ábra alapján a következő a következő egyszerű aránypár nyújt segítséget: t/k = T/K.

Fontos kérdés a lyuk átmérőjének meghatározása Fontos kérdés a lyuk átmérőjének meghatározása. Arra gondolhatunk, hogy minél kisebb átmérőt választunk, akkor annál élesebb képet kapunk. Ez utóbbi csupán bizonyos határig érvényes. Amint a képalkotó elem mérete összemérhetővé válik az alkalmazott fény hullámhosszával akkor, számunkra kedvezőtlen jelenség lép fel, a fényelhajlás. Megszűnik a geometriai optika érvényességi köre és a fény hullámtermészete kerül előtérbe. Ennek a jelenségnek semmi köze a 2. ábrákon feltüntetett félárnyék jelenségéhez. Köralakú nyílást alkalmazva a fényelhajlás, koncentrikusan elhelyezkedő, sötét és világos gyűrűk sokaságát hozza létre és jelentősen tovább rontja a képminőséget. Rayleigh számítása szerint minden hullámhosszhoz és kameramélységhez tartozik egy optimális lyukátmérő: d = 1.9 ( k*λ )1/2 , ahol d az optimális lyukméret mm-ben, k a kameramélység, és λ a fény hullámhossza, szintén mm-ben.

A következő táblázatban három különböző hullámhosszra megadjuk az előző képlettel számított optimális lyukátmérőket, néhány kameramélység esetében:

A tervezésnél figyelembe kell venni, hogy a kamera képvilágossága négyzetesen nő a d nyílásátmérővel és négyzetesen csökken a k mélységgel!

A továbbiakban egy kevésbé elterjedt alkalmazást mutatunk be A továbbiakban egy kevésbé elterjedt alkalmazást mutatunk be. Digitális kameránkat nagyon egyszerűen át lehet alakítani lyukkamerává. Mivel a lapkák mérete sok esetben nem éri el a hagyomá-nyos 24x36 mm-t sem, ezért csodákat ne várjunk, a képmi- nőség várhatóan igen gyatra lesz. Cserébe viszont rengeteg járulékos munkától megszaba- dulunk. Az ábrán látható kiegé- szítő, eredetileg mikroszkóp- feltét volt. A végére egy, a köze- pén menetes, zárósapkát kell készíteni. A gépfelöli bajonettes csatlakozóval sem kell bajlódni, készen kapható.

A táblázatban közölt lyukméretek pontos kivitelezése nehézségbe ütközhet. Szerencsére nem túl kritikus azok betartása. Van egy kézenfekvő lehetőség, gázkészülékeket forgalmazó üzletekben, cserealkatrészként kaphatóak különböző lyukméretű fúvókák (vezetékes ill. palackos készülékekhez). Ezeken lyuk- méret szerint feltüntetnek egy számot. Ez a szám a lyukátmérőt jelenti század-milliméterben (pl.: 75 a 0,75 mm átmérőt jelenti). Ha fekete-fehér nyesanyagra dolgozunk, akkor célszerű kék színszűrőt használni (minél rövidebb hullámhosszt alkalmazni). Kiválasztjuk az éppen kapható lyukméretű fúvókát és ez megadja az optimális kameramélységet. A látószög a fényérzékeny anyagunk és a kameramélység méretéből számítható

A végeredmény: Mindkét kép CANON 350D típusú géppel készült, a jobboldali saját alapoptikával ( 1/400 sec, ISO 100, F 14, 55 mm). A baloldali lyukkamera feltéttel ( kameramélység 20 cm, lyukméret 0,75 mm, 8 mp, ISO 100).

Egy hibridmegoldás: A továbbiakban egy olyan módszert ismertetünk amivel egyesíteni lehet a lyukkamera különleges képalkotását a digitális képfeldolgozás számtalan előnyével. Kiküszöbölhető a digitális kamera kisméretű lapkájából eredő kellemetlenség. Az expozíció könnyedén elvégezhető, stb. A mellékelt ábrán látható berendezés eredetileg negatívok szkenneléséhez készült, lényegében diamásoló. A doboz legnagyobb mérete 22 cm, rétegelt lemezből készült, belül matt feketére festet-tük.

Egyik végén köralakú nyílás van a gép optikája számára és egy állítható magasságú asztalka a gép felfogatásához és jusztíro- zásához. Másik végén szögletes nyílás található és cserélhető kazettákat lehet felerősíteni (6x9 és 9x13 cm mérető üveglapos negatívokhoz). Középtájon 24x36 mm-es negatívok fogadására alkalmas sínrend- szer csúsztatható be. A végére homályosüveg helyezhető az egyenletes megvilágíthatóság érdekében. Ha a fényképezőgépet eltávolítjuk, nyílásának közepére kamerafeltétet helyezünk és csak a homályosüveget használjuk már készen is van a lyukkamera.

Ha a homályosüveg elé fényképezőgépet helyezünk, akkor az üvegen felfogott kép könnyedén fényképezhető. Minden zavaró fény gondosan ki kell takarni! Az elérhető képminőség várhatóan jobb lesz, mint a sima feltéttel készülté.

Felhasznált irodalom: Morvay György, Szimán Oszkár: FOTOZSEBKÖNYV Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1965 Budó Ágoston, Mátrai Tibor: Kísérleti fizika III. Tankönyvkiadó, Budapest, 1977.

VÉGE < © Dr. Spissák Lajos, 2010 július 21. >