La cámara oscura es conocida desde la antigüedad y fue el inventor italiano Leonardo Da Vinci (1452-1519) quien hizo una descripción muy completa de este instrumento. El principio es muy sencillo e interesante y consiste de una caja negra por dentro, cerrada por todos lados. En una de las caras de la caja se realiza un diminuto orificio, por el cual entra luz desde el exterior hasta la pared opuesta al orificio. No requiere de ningún tipo de lente para poder funcionar o formar imágenes. Simplemente al entrar la luz por el pequeño orificio o estenope éste realiza las funciones de una lente. Solo que el principio de funcionamiento es diferente. Las imágenes se forman gracias al fenómeno de difracción de la luz, que ocurre justamente, en el contorno del diminuto agujero. Una vez que la luz ha pasado por el estenope, ésta continúa su camino hasta la pared opuesta al agujero, donde se debe colocar, preferentemente, papel fotográfico virgen. Las fotografías de este instrumento se conocen como estenopetografías. Por cierto que fue el astrónomo y matemático, Johannes Kepler (1571-1630), quien acuñó el nombre de cámara oscura.
Una de las aplicaciones del estenoscopio, en la época renacentista, fueron la pintura y el dibujo. Gracias a que éste se podían proyectar las imágenes de paisajes o escenas de la vida cotidiana, lo que permitía a pintores realizar los bosquejos de algunas obras de arte. Los pintores Alberto Durero y Leonardo Da Vinci fueron de los primeros que usaron la cámara oscura en sus pinturas. Estas cámaras llegaron a ser tan populares que se construyeron incluso del tamaño de un cuarto, los pintores se metían dentro y proyectaban las escenas sobre bastidores de tela para dibujar. Se dice que los pintores Jan van Eyck, Diego Velázquez, Michelangelo Caravaggio entre otros, utilizaron la cámara para realizar algunas de sus obras artísticas.
Entre las grandes ventajas de la cámara oscura es que prácticamente no padece de aberraciones (defectos de los sistemas ópticos). Además de ello, si las distancias entre el plano del orificio y el plano de la película, están bien calculadas, el estenoscopio produce una profundidad de foco muy larga, y eso permite que todos los planos de una escena, queden nítidos o bien enfocados. Normalmente, la imagen formada por una cámara oscura es invertida respecto de la orientación de la escena, esto se debe a un principio muy conocido, que dice: la luz viaja en línea recta. En la revista española Investigación y Ciencia, en un artículo publicado en enero de 1982, con titulo: Delicias del estenoscopio y de su pariente el antiestenoscopio, escrito por Jearl Walker, se puede ver una impresionante estenopetografía de un paisaje que incluye un lago, tomada por Kenneth A. Connors.
En las actividades humanas contemporáneas existen diversos instrumentos ópticos con la capacidad de formar imágenes, algunos de los cuales pueden llegar a generar imágenes muy impresionantes a la vista de un espectador. Ejemplos de estos instrumentos son los microscopios, los telescopios, las cámaras fotográficas con costosos objetivos zoom, los proyectores de películas, o incluso algunos espejos con formas irregulares diversas, así como lentes, tanto las que se montan en las gafas; como las más simples lupas, usadas para aumentar el tamaño de pequeños objetos o bichos. Si se quiere entender de forma precisa, el funcionamiento de estos instrumentos, se deben estudiar los principios geométricos y físicos de la formación de imágenes. Un aspecto importante a diferenciar en el tipo de imágenes que se pueden formar tanto por espejos como por lentes, es que en el primer caso, las imágenes son virtuales y en el segundo, las imágenes son reales. La diferencia esencial entre ellas es que las imágenes reales pueden ser proyectadas en una pantalla o pared. Por ejemplo, en el caso de un proyector de películas, si algo se atraviesa en el camino de la luz la energía estará llegando a ese obstáculo, impidiendo que ésta llegue a la pantalla destinada para la proyección. Lo más importante de esto es que las imágenes reales viajan físicamente en la forma de energía, y que terminan proyectándose en un lugar determinado. Esto no es así con las imágenes que se forman en los espejos, éstas no se pueden visualizar de la misma forma. Las imágenes virtuales se pueden ver, pero no se pueden proyectar. Afortunadamente, nuestro sistema visual, el ojo, tiene la capacidad de retomar la información de las imágenes virtuales y convertirlas en imágenes reales, las cuales terminan proyectándose en la retina del ojo. Esto es tan importante para el funcionamiento de los instrumentos que ha permitido poder diseñar muchos telescopios y microscopios. El diseñador de estos instrumentos siempre debe tomar en cuenta, que la imagen de salida normalmente llegará al ojo humano.
La era digital es una realidad por lo que incluso la fotografía se ha convertido fuertemente en parte de ella. La mayoría de cámaras digitales funcionan sobre principios muy similares. Realizan el muestreo de las escenas continuas para convertir a éstas en escenas discretas que son registradas con sensores de intensidad. Los tipos básicos de sensores son CCD (Charge couple device) y CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor). Una vez registrada la información, ésta se puede visualizar en forma de imágenes en pantallas electrónicas tales como: LED (light emitting diode), LCD (liquid crystal display), OLED (organic light emitting display).
Independientemente del tipo de sensores y de sistemas de desplegado digital, la formación física de las imágenes se debe a los principios de refracción, reflexión, difracción, polarización y dispersión de la luz. Por lo que estos conceptos físicos continuarán siendo parte del conocimiento, que los seres humanos tenemos que comprender, para mejorar la formación de imágenes, que un instrumento óptico puede realizar, incluyendo evidentemente, el instrumento que permite a los seres humanos poder ver, el ojo humano.
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