La cámara oscura es un dispositivo óptico que es negro y permite obtener una proyección plana de una imagen externa sobre la zona interior de su superficie. Constituyó uno de los dispositivos ancestrales que condujeron al desarrollo de la fotografía. Los aparatos fotográficos actuales heredaron la palabra cámara de las antiguas cámaras oscuras. Consiste en una caja cerrada y un pequeño agujero por el que entra una mínima cantidad de luz que proyecta en la pared opuesta la imagen del exterior. Si se dota con papel fotográfico se convierte en una cámara fotográfica estenopeica. miniatura|Esquema de una cámara oscura del thumb|Proyección del eclipse solar del 8 de abril de 2024
Originalmente, consistía en una sala cerrada cuya única fuente de luz era un pequeño orificio practicado en uno de los muros, por donde entraban los rayos luminosos reflejando los objetos del exterior en una de sus paredes. El orificio funciona como una lente convergente y proyecta, en la pared opuesta, la imagen del exterior invertida tanto vertical como horizontalmente.
Etimología El nombre cámara oscura (del latín camera obscura) fue acuñado por Johannes Kepler en su tratado Ad Vitellionem Paralipomena de 1604. En él expone el funcionamiento de la cámara oscura, que servirá para desarrollar el invento del telescopio.
A su vez, el concepto de "cámara" en óptica lo introdujo por primera vez el físico y matemático musulmán Alhacén, إبن الهيثم. Este erudito árabe, nacido en Basora en 965, escribió el primer tratado óptico en el que demostraba que las teorías griegas sobre los rayos luminosos no tenían fundamento y eran erróneas. Así, en su libro argumentó que los rayos luminosos van de los objetos al ojo que los observa y no al revés, como habían afirmado los griegos Aristóteles y Euclides. Fue el primero en describir los principios de la "cámara oscura", del árabe, قمرة, debe leerse "comra", construyendo un cajón oscuro con un pequeño orificio en una de sus paredes que, al ser atravesado por un rayo de luz, proyectaba invertida la imagen del objeto exterior. Sistema precursor de las modernas cámaras fotográficas.
Historia
Teorías sobre la influencia en el arte prehistórico y en ceremonias religiosas
325.000 a.C. a 500 a.C. Aunque nada es seguro, existen teorías que afirman que ciertos dibujos de pinturas rupestres podrían estar inspirados en los efectos producidos por la cámara oscura. Se cree que las distorsiones en ciertas formas de los animales en el arte prehistórico podrían ser inspiradas en las distorsiones producidas en la superficie cuando la imagen proyectada no reproducía los ángulos de forma exacta. Así mismo, también se ha llegado a creer que las proyecciones de la cámara oscura pudieron haber jugado un papel en las estructuras neolíticas.
Gnomons perforados proyectando imágenes del sol fueron descritos en el tratado de matemática chino Zhoubi Suanjing (1046 a.C. - 256 a.C.). La localización de este círculo de luz podía medir la hora del día y el año. En las culturas árabe y Europea esta invención fue atribuida mucho después al astrónomo y matemático Ibn Yunus.
Se cree que observaciones antiguas de dioses y espíritus, especialmente en templos de rezo, pudieron haberse llevado a cabo a partir de proyecciones de cámara oscura.
Primeros escritos
500 a.C. a 500 d.C. Los primeros escritos de la cámara oscura se encuentran en los escritos chinos del libro de Mozi datados en el , atribuidos y llamados así por Mozi, un filósofo chino y fundador del moísmo. En estos escritos explicaba cómo la imagen invertida en un "punto de recogida" o "casa del tesoro"se invertía a partir de un punto intersecado que recogía los rayos de luz. La luz procedente de una persona iluminada estaría por una parte escondida bajo el agujero y por otra en la parte superior de la imagen. Los rayos de la cabeza (o parte superior) estarían por un lado escondidos arriba (justo encima del agujero) y por otro en el lado inferior de la imagen. Esta es una descripción temprana de la cámara oscura: no hay más ejemplos conocidos datados antes del .
El filósofo griego Aristóteles (384-322 a.C.) en el , o posiblemente un seguidor de sus ideas, tocaron la temática de la cámara oscura en su obra. De él se conserva una descripción del aparato y del fenómeno que le daba sentido:
"Los rayos del sol que penetran en una caja cerrada a través de un pequeño orificio sin forma determinada practicado en una de sus paredes forman una imagen en la pared opuesta cuyo tamaño aumenta al aumentar la distancia entre la pared en la que se ha practicado el orificio y la pared opuesta en la que se proyecta la imagen".Carece de referencia, texto inexacto La observación posterior de este fenómeno dio origen a las teorías de Alhacén.
Muchos filósofos y científicos occidentales se planteaban esta cuestión antes de que se aceptase la idea de que las formas circulares descritas en este "problema" eran en realidad proyecciones en imágenes circulares del sol. Aunque una imagen proyectada tenga la imagen de la apertura cuando la fuente de luz, apertura o plano de proyección estén juntos, la imagen proyectada tendrá la forma de la fuente de luz cuando estén muy separadas.
Se ha atribuido a Euclides la mención del fenómeno de la cámara oscura como una demostración de que la luz viaja en líneas derechas en su obra Óptica. No obstante, en las traducciones populares no se encuentra nada que pueda identificarse con la cámara oscura.
Ignacio Danti añadió una descripción de la cámara oscura en su traducción anotada de 1573.
En el sigloIV el académico griego Teón de Alejandría observó que: "La luz de las velas pasando a través de un agujero creará un punto iluminado en una pantalla que estará directamente alineado con la apertura y el centro de la vela".
Experimentos en el estudio de la luz
500 d.C. a 1100 d.C. En el , el arquitecto y matemático griego bizantino Antemio de Trales (más famoso por ser el co-arquitecto de Santa Sofía) experimentó con los efectos relacionados con la cámara oscura. Antemio tenía una concepción sofisticada de las ópticas, como pudo demostrarse en el diagrama de rayos luz que construyó en el año 555 d.C.
En el , Al-Kindi demostró que "la luz de la parte derecha de una llama pasará a través de la apertura y terminará en el lado izquierdo de la pantalla, mientras que la luz procedente de la parte izquierda de la llama pasará por la apertura y terminará proyectada en el lado derecho de la pantalla".
En el , Yu Chao-Lung supuestamente proyectó imágenes de modelos de pagodas a través de un pequeño agujero sobre una pantalla para estudiar las direcciones y divergencias de los rayos de luz.
El físico árabe Alhacén (965-1039) explicó en su Libro de Óptica (1027) que los rayos de luz viajaban en líneas rectas y se distinguían por el cuerpo que reflejaba esos rayos y escribió:
Alhacén describió la "cámara oscura" e hizo numerosos experimentos con pequeños agujeros y luz pasando a través de ellos. Los experimentos consistían en tres velas en fila y observar los efectos en la pared después de situar una separación entre las velas y la pared.
Alhacén también analizó los rayos de luz solar y concluyó que creaban una forma cónica en el punto en el que coincidían en el agujero, formando una forma cónica opuesta a la primera en la pared opuesta dentro del cuarto oscuro. A él se le atribuye haber dicho sobre la cámara oscura: "Nosotros no inventamos esto". Sus libros sobre las ópticas fueron influyentes en Europa a partir de las traducciones al latín desde el año 1200. Entre las personas a las que inspiró se encuentran Witelo, John Peckham, Roger Bacon, Leonardo da Vinci, René Descartes y Johannes Kepler.
En el libro Ensayos del Estanque de los Sueños, el científico chino Shen Kuo (1031-1095), de la Dinastía Song, comparó el punto focal de un espejo ustorio cóncavo y el "recogido" agujero del fenómeno de la cámara oscura con un remo en un escálamo para explicar cómo se invertían las imágenes:
"Cuando un pájaro vuela en el aire, su sombra se mueve alrededor del suelo en la misma dirección. Pero si su imagen es recogida (cómo un cinturón que se aprieta) sobre un agujero pequeño en una ventana, entonces la sombra se mueve en dirección opuesta a la del pájaro.[...] Este es el mismo principio que sigue el espejo ustorio. Este espejo tiene una superficie cóncava y reflecta un dedo para dar una imagen vertical si el objeto está muy cerca, pero si el dedo se mueve más y más lejos llega un punto donde la imagen desaparece y después de eso la imagen se proyecta invertida. El punto donde la imagen desaparece es como el agujero de la ventana. Por ello el remo se arregla y el escálamo en algún punto de su mitad, constituyendo, cuando este se mueve, un tipo de "cintura" y el manejo del remo será siempre la posición inversa del final (la cual está en el agua)".
Shen Kuo también respondió a una afirmación de Duan Chengshi en Diversos bocados de Youyang, escrito alrededor del año 840, que decía que la imagen invertida de una pagoda china frente una orilla se invertía porque estaba reflejada por el mar: "Esto es un sinsentido. Es un principio normal que la imagen se invierta después de pasar a través de un agujero pequeño".
Herramientas ópticas y astronómicas
1100 d.C. a 1400 d.C. El estadístico y filósofo escolástico Roberto Grosseteste (c. 1175 - 9 de octubre de 1253) comentó sobre la cámara oscura.
En el , el filósofo inglés y franciscano Roger Bacon conocía ya el fenómeno de la cámara oscura aunque, probablemente, hasta el no se le dio aplicación práctica como instrumento auxiliar para el dibujo. Falsamente afirmó en su De Multiplicatione Specerium (1267) que la imagen proyectada a través de una apertura cuadrada era redonda porque la luz viajaría en ondas esféricas y por tanto asumiría su forma natural tras pasar a través del agujero. También se le atribuye un manuscrito que aconsejaba estudiar los eclipses solares con cuidado, observando los rayos pasando a través de agujeros redondos y estudiando los puntos de luz que formaban en las superficies.
La imagen de una cámara oscura con tres entradas de luz ha sido también atribuida a Bacon, pero la fuente de esta atribución no ha sido dada. Una imagen muy similar se encontró en el Ars magna lucis et umbrae, de Atanasio Kircher (1646).
El fraile, teólogo, físico, matemático y filósofo Witelo escribió sobre la cámara oscura en su obra Perspectiva (1270-1278), la cual estaba principalmente basada en la obra de Alhacén.
El arzobispo y académico John Peckham (1230-1292) escribió sobre la cámara oscura en su obras Tractatus de Perspectiva (1269-1277) y Perspectiva communis (1277-79), argumentando falsamente que la luz crea gradualmente la forma circular después de pasar sobre una apertura. Sus escritos estaban influenciados por Roger Bacon.
A finales del , Arnau de Villa Nova utilizó una cámara oscura para proyectar actuaciones en directo por entretenimiento.
El astrónomo francés Guillaume de Saint-Cloud sugirió en su obra Almanach Planetarum que la excentricidad del sol podía determinarse con la cámara oscura de forma inversamente proporcional entre distancias y los aparentes diámetros solares y el apogeo y perigeo.
El matemático Al-Farisi (1267-1319) describió en su obra de 1309 Kitab Tanqih al-Manazir (La revisión de las ópticas) cómo experimentaba con una esfera de cristal llena de agua en una cámara oscura con una apertura controlada, descubriendo que los colores del arcoíris eran un fenómeno de la descomposición de la luz.