La cámara oscura ya era conocida desde la antigüedad; sin embargo el polímata italiano Leonardo Da Vinci (1452-1519) llevó a cabo una descripción completa de este instrumento. El principio de funcionamiento es muy sencillo, además de interesante, se compone 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 lexterior hasta la pared opuesta al orificio. No requiere de ningún tipo de lente para poder funcionar o formar imágenes. Simplemente, la luz al entrar 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 de la cámara oscura, en la época renacentista, fueron la pintura y el dibujo. Gracias a que ésta, 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. Alberto Durero y Leonardo Da Vinci fueron de los primeros artistas 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, Michelángelo Caravaggio, entre otros, utilizaron la cámara para realizar algunas de sus obras artísticas más famosas.
Entre las grandes ventajas de la cámara oscura es que, prácticamente, ésta 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, la cámara oscura 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 de este tipo es invertida respecto de la orientación de la escena, esto se debe a un principio muy conocido, el cual dice: la luz viaja en línea recta. 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 debe 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 llegue a la pantalla destinada para la proyección. Lo eás 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, 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.
Apreciable lectora y lector, te invito a ver este video de la cámara oscura:
Universidad Politécnica de Tulancingo alfonso.padilla@upt.edu.mx
