Så fungerar en Camera Obscura

Det är dags att gå till botten med fotografin. Så långt bak i historien som vi kan komma. Vad är det då vi hittar där? Där längst nere i fotografins källarförråd. Jo, där hittar vi det som kallas camera obscura. Vår kunskap om principen som styr är äldre än två av våra västerländska religioner, men det tog ett tag innan vi kunde förvandla fysiken till bilder som gick att titta på. Och tekniken har även använts till annat på vägen dit. Bland annat har konstnärer beskyllts för att vara fuskare när de tagit hjälp av den här tekniken. Men mer om det senare.

Principen genom historien

Camera obscura betyder egentligen bara, enkelt översatt, mörkt rum. Idén är väldigt enkel i praktiken, en låda med ett hål i ena sidan placeras så att hålet riktas mot ett belyst motiv. Ljusstrålarna kommer att färdas in genom hålet i lådan och måla upp en bild av det som står framför lådan på motsatt sida från hålet. Fast upp och ner och spegelvänt. Att bilden blir upp och ner och spegelvänd beror på att ljusets strålar färdas rakt genom hålet (se skissen).

Principen omnämns med någon form av omfång för första gången kring 470 före Kristus av den kinesiska filosofen Mozi. Han har stött på fenomenent och förstår varför bilden blir spegelvänd på väggen. Han förstår att ljusets strålar faller rakt in genom hålet och därför vänder på bilden. Hans lärljungar utvecklade detta senare till en enklare teori om optik.

Nästa mer kända person att ta upp fenomenet är den grekiske filosofen Aristoteles på mitten av 300-talet före Kristus. Han nämner hur han observerar bilder av solen på marken under ett tätt lövtäcke med ett litet hål i.

Det är så klart svårt att säga vem som »uppfann« tekniken, utvecklingen och observationer skedde parallellt under flera hundra år i både Europa, Asien och arabländerna.

Den första klara beskrivningen av camera obscura stod mångkonstnären Leonardo Da Vinci för, i hans verk Codex Atlanticus som kom ut 1502. Da Vinci fick mycket av sina kunskaper genom att studera texter av arabiska författare som Alhazen och genom sina egna experiment.

Fram till nu har man inte använt någon lins framför kameran, men under 1500-talet experimenterar Giambattista della Porta med att ersätta hålet med en förstorande lins, eller snarare placera en lins i hålet. Della Porta ser likheterna mellan linsen och det mänskliga ögat och presenterar en idé om hur ljuset skapar bilder i våra ögon.

Camera obscura har bland annat använts för att observera fenomen som solförmörkelse, eftersom tekniken gör så att man kan se på projiceringen av solen istället för direkt på förmörkelsen vilket är farligt för ögonen.

Konstnärsfusk

Under senare år har teorier om att camera obscura och liknande anordningar användes av konstnärer under senare delen av renässansen och senare. Konstnären David Hockney och fysikern Charles M. Falco menade att den utveckling av måleriet som skedde under den här perioden är rimligvis inte enbart grundad på konstnärernas skicklighet. Detaljrikedomen är för hög för att man ska ha kunnat måla det »på fri hand«. De menar därför att många konstnärer använde sig av olika hjälpmedel för att lyckas måla så detaljrikt som de gjorde. Teorin har inte kunnat vare sig motbevisas eller bevisas.

Camera Obscura som kamera

Trots namnsläktskapet tog det ganska lång tid innan man faktiskt använde en camera obscura, eller hålkamera som det kallas i kamerasammanhang, som en kamera. Alltså för att ta en bild. Det sägs att den första bilden togs av en skotte vid namn David Brewster 1850. Då hade redan andra tekniker inom fotografin upptäckts och börjat användas. Några av problemen med hålkameran rent fotografiskt var att den hade en så liten bländare att slutartiderna blev väldigt långa. Från ett par sekunder upp till flera timmar beroende på hur ljust det är.

Bländaröppningens bländarvärde beräknas med hjälp av dess storlek i förhållande till längden från hålet till lådans baksida, alltså brännvidden. Om lådans längd är 50 milimeter och hålet är 0,5 milimeter kommer bländaren att bli 50/0,5 = 100. Alltså f/100.

Skärpedjupet blir i stort sett oändligt i en hålkamera, eftersom bländaren är så liten. Ju mindre bländare ju skarpare blir också bilden, till en viss gräns då diffraktionen tar över handen. En hålkameras bilder lider inte heller av vanlig optiks brister, som abberration eller distorsion.

För att bilderna ska bli så bra som möjligt är det viktigt att hålet är runt och att materialet som hålet är i är så tunnt som möjligt, ju tjockare materialet är ju högre blir diffraktionen och ju diffusare blir bilden. Men för att bilden ska bli så skarp som möjligt gäller det att man väljer rätt storlek på bländaren för rätt storlek på lådan och rätt våglängd på ljuset (japp, du läste rätt). Den korrekta diametern på bländaren räknar man ut genom att beräkna roten ur brännvidden gånger våglängden på ljuset i kvadrat. Då får man fram hur stort hålet ska vara. Det här är dock kanske lite överkurs. Lena Källberg, som reportaget på sidan 84 handlar om, berättade att hon brukade använda sig av en diameter på bländaröppningen som var runt 0,15–0,17 milimeter.

Testa själv

Vill du testa på ett enkelt sätt själv kan du prova med att täcka för ett fönster med en rullgardin och se till att inget annat ljus kommer in i rummet (men det ska vara ljust utomhus). Stick sedan ett litet hål i rullgardinen och fäst ett papper en bit bakom hålet för att fånga upp bilden. Då bör du se en spegelvänd bild på ditt paper som visar vad du har utanför fönstret.

Tack vare att vi upptäckte fenomenet som gav upphov till camera obscura kunde vi lista ut hur det mänskliga ögat fungerar, vi kunde observera solförmörkelser och andra solfenomen och möjligen kunde klassiska konstnärer få fram detaljer i sina tavlor som annars inte hade varit möjligt. Den har även använts för att skapa enkla och billiga kameror där du själv kan bygga din egen kamera.