Рисование светом: в ПНИПУ рассказали, как изменилась фотография
Термин «фотография» впервые использовали 185 лет назад. По данным Яндекс Вордстат, за последние пять лет интерес россиян к пленочным фотоаппаратам увеличился вдвое. Даниил Курушин, кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий и автоматизированных систем ПНИПУ, рассказал, как были сделаны самые первые фотографии, насколько современна технология 3D, почему изображение (не только с фотоаппаратов, но и наших глаз) получается перевернутым и как искусственный интеллект вернул популярность старым камерам.
«С греческого языка фотография переводится как «рисование светом». Самые первые «рисунки» были сделаны задолго до изобретения фотоаппарата. Еще в каменном веке существовали ритуалы посвящения подростков во взрослую жизнь. Они должны были преодолеть своеобразную полосу препятствий, и тени от факелов, превращающиеся в различные фигуры, играли особо важную роль в создании антуража. Кстати, теневые морды собак, птицы, которые получаются благодаря ловкости рук и игре со светом, своего рода тоже фотография», — считает Даниил Курушин.
Фотографии, которые можно сохранить на каком-либо вещественном носителе, сначала получались путем прорисовывания на ткани изображения, проецируемого через отверстие в перегородке. Создавалась специальная камера-обскура, обратная ее сторона затягивалась тканью, за которой находился художник. Он видел просвечивающее через ткань изображение и обводил контуры предметов. Затем писал красками по этому эскизу.
Первая настоящая фотография была сделана французским изобретателем и художником Жозефом Ницедором Ньепсом в 1826 году и известна как «Вид из окна в Лей Грас». Снимок был создан при помощи камеры-обскуры для экспонирования пластинки из пьютера (сплава олова), покрытой битумом. Из-за низкой светочувствительности процесс экспозиции занял не менее 8 часов при ярком солнечном свете, что подтверждается освещением противоположных стен зданий, возможным только при длительном воздействии солнечных лучей. Хотя современные исследования говорят, что экспозиция могла занимать несколько суток.
Чем камеры-обскуры отличаются от фотоаппаратов?
Камера-обскура — это простейшее устройство, которое позволяет получать оптическое изображение объектов. Оно представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном на противоположной стенке. Лучи света, проходя сквозь отверстие, создают изображение на экране, которое можно наблюдать в моменте, но не зафиксировать.
На основе этого устройства были сделаны некоторые фотоаппараты, например, старые камеры с большой гармошкой. Единственное, что там добавилось, — затвор и линза.
Зачем фотограф забирался под темную ткань, чтобы сделать снимок?
«На самом деле это заблуждение: под ткань фотограф забираться был совсем не обязан. Камера проецировала изображение на матовую пластину, которую потом заменяли на фотоматериал. Разглядеть изображение на матовом стекле было удобнее, если затемнить себя. Практиковалась также наводка по рамке или через иной видоискатель, благодаря чему фотограф видел, что попадет в кадр. Тогда прятаться в черную ткань было необязательно», — объясняет эксперт ПНИПУ.
Насколько стара технология 3D?
В середине XIX века в Великобритании стала популярна стереофотография, и одним из ее пионеров считается аристократка и фотограф-любитель Клементина Гаварден. Она создавала стереоскопические изображения ландшафтов вокруг поместья Дандрам, делая две фотографии с небольшим смещением для достижения трехмерного эффекта. В 1850-е годы были изобретены простые ручные стереоскопы для просмотра таких карточек. Эффект достигается за счет обмана мозга, вместо двух изображений он видит одно, глубинное.
Все старые фотоаппараты были громоздкими?
«Вовсе нет. Например, в 1900 году путешественник, этнограф и востоковед Гомбожаб Цыбиков стал одним из первых подданных Российской империи, кому удалось проникнуть в недоступную для иностранцев Лхасу (Тибет). Во время путешествия Цыбиков фотографировал сквозь прорезь в ручном молитвенном барабане. Очевидно, камера была достаточно компактная», — рассказывает Даниил Курушин.
На старых фотоаппаратах нельзя было сменить объектив?
«Это тоже заблуждение. Когда объективы заменили отверстие в камере-обскуре, они сразу стали сменными. Просто вначале были достаточно дорогими (как и сейчас, порой) и острой необходимости в них не было. Снимали, например, семейные портреты в студии. Условия съемки неизменны – а значит, и объектив менять незачем. Несъемные объективы стали распространены при появлении массовых дешевых камер», — добавляет ученый Пермского Политеха.
Длинная или короткая выдержка — что давалось старым фотоаппаратам лучше?
Выдержка на старых фото была весьма длинной из-за несовершенства светочувствительных материалов: требовалось больше времени, чтобы картинка отпечаталась. Сложнее было со сверхкороткими выдержками. Современные высокоскоростные камеры могут «остановить свет в полете»: сфотографировать с такой короткой выдержкой, что импульс лазера дает лишь черточку света в пространстве, а не линию, как мы видим глазом. Это и красиво, и помогает в исследованиях оптических свойств материалов. Прием называется фемтофотография: объект облучается ультракороткими вспышками лазерного излучения, а камера фиксирует отраженный свет.
Кто считается «отцом» цветной фотографии в России?
Знаменитый фотограф Сергей Михайлович Прокудин-Горский — изобретатель, педагог и ученый. Он обучался химии у Дмитрия Менделеева, а живописи — в Императорской Академии художеств. В 1903-1916 годах фотограф составил «Коллекцию достопримечательностей Российской империи» — крупнейшее собрание цветных фотоснимков. Ученый изобрел технологию цветной фотографии и усовершенствовал рецептуру сенсибилизаторов, что позволило сократить время процесса съемки.
На самом деле изображение перевернутое — почему?
«У всех фотоаппаратов, включая наши глаза, получаемое изображение перевернуто. Лучи света, касающиеся противоположных точек объекта, например, головы и ног человека, пересекаются, проходя через отверстие в камере-обскуре или объектив. Из-за этого картинка получается вверх ногами. В глазах фотографа старые зеркальные камеры умели переворачивать изображение «с головы на ноги» благодаря пентапризме — специальной пятигранной призме с отражающими поверхностями. Но на пленке картинка все равно была вверх тормашками», — объясняет Даниил Курушин.
Современные камеры тоже дают картинку «вниз головой». Но «мозг» современного цифрового аппарата может подкрутить ее обратно. Поэтому готовый файл получается «правильным». Если это не так, то у камеры сбились настройки. Некоторые фотоаппараты и большинство смартфонов имеют сенсор гравитации, по которому отличают верх от низа и верным образом отображают фотографию. Но порой это происходит с ошибкой.
Кстати, изображение, которое воспринимает наш мозг, переворачивается целых четыре раза. Сначала картинка становится вверх тормашками, проходя через роговицу. Потом возвращается в нормальное положение, когда свет пересекает переднюю поверхность хрусталика, и снова становится с ног на голову, когда минует заднюю его стенку. Это изображение наш мозг автоматически видит в верной позиции, что упрощает нам ориентацию в пространстве.
Когда произошел переход с пленочных фотоаппаратов на цифровые?
Первые цифровые аппараты появились достаточно давно. Например, для составления карты обратной стороны Луны (космический аппарат «Луна-3», 1959) использовался «фототелевизионный» процесс, который включал и обычное фотографирование на пленку, и преобразование изображения в электрический сигнал. Ведь вернуть пленку из космоса было нельзя.
Массовыми цифровые камеры стали уже в 2000-е годы. Причем сначала предлагались цифровые «задники» — сменные «крышки» к обычным пленочным фотоаппаратам.
Почему любители фотографии возвращаются к пленке?
Последнее слово техники в фотоаппаратуре — внедрение искусственного интеллекта. Он способен выполнять множество задач: «дорисовать» то, что не смогла «увидеть» камера, увеличить яркость, контрастность, насыщенность картинки, убрать «шум», удалить мешающий объект.
«Так можно поместить изображение человека в фантастическое окружение, совместить несколько кадров, создать целый компьютерный фильм про то, как вот лично ты сражаешься с драконами в мирах Кира Булычева или Гарри Гаррисона. Но это уже не совсем фотография — скорее, компьютерная графика. Возможно, поэтому многие начинают увлекаться «традиционным» фото, покупают советские Зениты и ЛОМО. В интернете набирают популярность сайты типа fotocccp.ru, где можно сравнительно недорого приобрести и технику, и литературу, обменяться опытом с единомышленниками», — отмечает эксперт ПНИПУ.
Telegram 
Дзен 
VK Биологи открыли новый вид рептилий и присвоили ему научное имя Acanthosaura syrax — в честь желтой драконицы Сиракс, на которой в сериале «Дом Дракона» летала королева Рейнира Таргариен. Авторы исследования признались, что такое название не просто дань популярному фэнтези: крошечное существо действительно поразительно напоминает экранную тезку.
Некоторые опасные для здоровья химические вещества продолжают обнаруживать в окружающей среде спустя десятилетия после того, как их использование решили ограничивать. Масштабный обзор европейских данных показал, где именно сохраняются эти загрязнители и насколько массовым было их распространение.
Вода в реке может выглядеть абсолютно чистой и прозрачной, но настоящее «досье» на экологическое состояние региона часто скрыто не в ней, а под ней — в донных отложениях. Это своеобразный химический архив, который накапливает все, что попадало в водоем на протяжении десятилетий. Ученые Южного федерального университета взяли на себя труд расшифровать этот архив в глобальном масштабе: они собрали и систематизировали все современные научные данные о том, как токсичные продукты горения оседают на дне рек и озер по всему миру. Результат этой работы позволил впервые увидеть полную картину загрязнения пресноводных экосистем — от Нижнего Дона и сибирских арктических рек до Амазонки, Нила и Миссисипи.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно