Camera obscura (hålkamera) – den mörka kammaren som föregick fotografiet

Det första omnämnandet och upptäckten av principerna bakom hålkameran, en föregångare till camera obscura, är Mozi (470 f.Kr. till 390 f.Kr.), en kinesisk filosof och grundare av mohismen. Senare förstod Aristoteles (384-322 f.Kr.) den optiska principen för hålkameran. Han betraktade halvmåneformen hos en delvis förmörkad sol som projicerades på marken genom hålen i en sil och mellanrummen mellan bladen på en platan.

Den första camera obscura byggdes senare av en irakisk vetenskapsman vid namn Abu Ali Al-Hasan Ibn al-Haytham, född i Basra (965-1039 e.Kr.), i västvärlden känd som Alhacen eller Alhazen, som utförde praktiska experiment om optik i sin bok om optik.

I sina olika experiment använde Ibn Al-Haitham termen "al-Bayt al-Muẓlim" (arabiska: البيت المظلم), som på engelska kan översättas med "dark room". I det experiment han genomförde för att fastställa att ljuset färdas i tid och med hastighet säger han: "Om hålet täcktes med en gardin och gardinen togs bort, kommer ljuset som färdas från hålet till den motsatta väggen att förbruka tid". Han upprepade samma erfarenhet när han fastställde att ljuset färdas i raka linjer. Det mest avslöjande experimentet som verkligen introducerade camera obscura var i hans studier av halvmåneformen hos solens bild under förmörkelser som han observerade på väggen mittemot ett litet hål som gjorts i fönsterluckorna. I sin berömda uppsats "Om förmörkelsens form" (Maqālah fī Sura al-Kosūf) (arab: مقالة في صورةالكسوف) kommenterade han sin observation: "Bilden av solen vid tiden för förmörkelsen, såvida den inte är total, visar att när dess ljus passerar genom ett smalt, runt hål och kastas på ett plan mittemot hålet tar det formen av en månskenssick".

I sitt experiment med solljuset utvidgade han sin observation av ljusets inträngning genom hålen till att dra slutsatsen att när solljuset når och tränger igenom hålet bildar det en konisk form vid de punkter som möts vid hålen, som senare bildar en annan konisk form som är omvänd till den första på den motsatta väggen i det mörka rummet. Detta sker när solljuset divergerar från punkten "ﺍ" tills det når en öppning "ﺏﺤ" och projiceras genom den på en skärm vid den lysande punkten "ﺩﻫ". Eftersom avståndet mellan bländaren och skärmen är obetydligt jämfört med avståndet mellan bländaren och solen, bör divergensen av solljuset efter att ha passerat genom bländaren vara obetydlig. Med andra ord bör "ﺏﺤ" vara ungefär lika med "ﺩﻫ". När strålarnas banor som utgör ytterligheterna av "ﻙﻁ" återförs i omvänd riktning, visar det sig att de möts i en punkt utanför öppningen och sedan divergerar igen mot solen, vilket illustreras i figur 1. Detta var verkligen den första exakta beskrivningen av Camera Obscura-fenomenet.

I kameratermer konvergerar ljuset in i rummet genom hålet och överför med sig föremålen som är vända mot det. Föremålet kommer att visas i full färg men upp och ner på den projicerade skärmen/väggen mittemot hålet i det mörka rummet. Förklaringen är att ljuset färdas i en rak linje och när några av de strålar som reflekteras från ett ljust föremål passerar genom det lilla hålet i det tunna materialet sprids de inte utan korsar varandra och bildar en uppochnedvänd bild på en platt vit yta som hålls parallellt med hålet. Ib Al-Haitham fastställde att ju mindre hålet är, desto tydligare blir bilden.

Även om både pinhole-kameran och camera obscura tillskrivs Ibn al-Haytham, beskrevs camera obscura först av Aristoteles, som var den förste som beskrev hur en bild bild bildas på ögat, med camera obscura som analogi. Alhazen säger (i den latinska översättningen), och med avseende på camera obscura: "Et nos non inventimus ita", vi uppfann inte detta.

Vissa camera obscura har byggts som turistattraktioner, ofta i form av en stor kammare i en hög byggnad som kan mörkläggas så att ett "levande" panorama av världen utanför projiceras på en horisontell yta genom en roterande lins. Även om det finns få bevarade, finns det exempel på följande platser:

• Edinburgh i Skottland - Se webbplatsen Camera Obscura
• Johannesburg i Sydafrika
• Pretoria i Sydafrika
• Kapstaden i Sydafrika
• Lissabon och Tavira i Portugal
• Santa Monica i Kalifornien
• Los Angeles vid Griffith Observatory
• San Francisco på Cliff House
• North Carolinas "molnkammare för träd och himmel"
• Havanna på Kuba
• Royal Observatory, Greenwich, London
• Marburg, Tyskland
• Kentwell Hall, Suffolk

Det finns också ett portabelt exemplar som Willett & Patteson turnerar runt i England och världen.

• Optik
• Kameror