Fotografia Pinhole, ou, a câmera de latinha.

No curso da história humana, houve sempre três tipos de pessoas: Aqueles que detém o Poder, aqueles reclamões, contraditoriamente, sempre ao sabor da maré, e aqueles cuja motivação é norteada por pueril curiosidade. Este blog trata do terceiro tipo.

As coisas não mudaram muito desde que o filósofo Ibn al-Haytham, nascido em Basra, no Iraque,  descreveu no seu Livro de Óptica certos comportamentos da luz estudados pelos idos dos anos 1000. Ibn al Haytham atribuiu valores quantitativos às suas observações, e é creditada a ele a construção da primeira câmara obscura, usada para exemplificar a formação das imagens em nossos olhos.

A chamada PinHole (Buraco de Alfinete), ou, câmera de latinha é a forma mais visceral da câmera fotográfica. Sua simplicidade faz dela o instrumento ideal para demonstrar quais os fenômenos físicos que tornam a fotografia possível; e a compreensão de seu funcionamento justifica os principais recursos hoje presentes nas modernas câmeras DSLR.

A Câmara Obscura:
Imagine um quarto cujas portas e janelas estão fechadas, passe fita isolante em todas as frestas e apague as luzes, de forma que seja impossível detectar qualquer raio luminoso. O interior deste quarto é, a partir de agora, uma câmara obscura.

A câmera fotográfica não é diferente. Se você tem um material foto sensível como o filme, pronto para registrar a cena, você não quer que entre luz alguma que não a esperada. Porque você não quer velar o filme e porque quer registrar a cena sem outras interferências.

Voltando ao quarto, há duas diferenças principais entre o cômodo e a câmera de latinha. A primeira é o seu tamanho, claro, e a segunda, que existe um orifício na latinha que permite a passagem de luz . Outro mecanismo fundamental para se entender a fotografia é este orifício.

O buraco de alfinete:
Uma fonte luminosa emite raios de luz que se propagam em todas as direções:

Ao lado da vela, coloquemos uma caixa (câmara escura) com um orifício mais ou menos do diâmetro de uma agulha. A maioria dos raios emitidos pelo objeto são bloqueados, tendo parte de suas ondas refletidas e parte absorvidas pela superfície externa da caixa. Agora, aqueles raios cujo ângulo lhes volta diretamente na direção do buraco passam pela abertura incidindo na superfície anterior do interior,  da caixa, formando uma imagem invertida (de ponta cabeça) e reversa (de trás para a frente).

Imagem Invertida: Na larga maioria dos casos, a luz viaja em linha reta. Imagens projetadas no interior de câmaras obscuras ficam de ponta cabeça porque, como o buraco deixa passar pouquíssimos raios de luz, apenas aqueles cujos ângulos remetem-lhes diretamente para dentro da caixa são capazes de projetar a imagem. Acontece que aqueles raios que saem do topo da vela na angulação correta para a projeção da imagem na caixa, vão fazê-lo na base da caixa, enquanto que os raios refletidos pela base da vela com a angulação correta para formar a imagem, projetam a luz no topo da caixa.
Imagem reversa: Da mesma forma que o fenômeno descrito anteriormente atua no eixo vertical, ele também acontece no plano horizontal.

Para imagens de maior qualidade, o buraco deve ser do tamanho ideal, perfeitamente redondo, e feito do material mais fino possível (e que não transmita luz).

Tamanho do Orifício:
Existe uma fórmula para determinar o diâmetro exato do buraco na caixa/latinha/quarto.
Muito provavelmente, a primeira pessoa a tentar encontrar uma fórmula para calcular o tamanho de buraco ideal foi o físico e matemático Josef Petzval, no século XIX. As conclusões de Petzval foram revistas e melhoradas pelo ganhador do prêmio Nobel Lord Rayleigh, que trabalhou durante 10 anos para chegar ao resultado que permanece válido até os dias de hoje.

Quanto maior o buraco, mais luminosa fica a imagem, porém, menos nítida, porque sofre interferências dos outros raios de luz vindos do mesmo ponto. Quanto menor o buraco, menos luminosa e mais nítida fica a cena projetada. Se o buraco, no entanto, é menor que o ideal, parte desses raios de luz acabam sofrendo o fenômeno da difração fazendo com que a imagem perca definição.

Portanto, existe um tamanho específico para cada buraco de acordo com sua distância focal. (Distância entre o buraco e a superfície cuja imagem será projetada para se obter a melhor definição possível). O conceito de distância focal é essencial para compreendermos como funcionam as lentes Tele objetivas, grande angulares e normais, mas isto é enredo para outro samba.

Eis a fórmula proposta por Lord Rayleigh:

Onde:
(d) é o Diâmetro do buraco (em milímetros).
(f) – é a Distância focal
(l)– é Comprimento de onda (O comprimento das ondas de luz amarela/verde é comunmente usado, que é:  0.00055 mm)

Eu não sou exatamente um sujeito que gosta de metáforas para explicar processos “complexos”, principalmente porque isto aqui é um blog de fotografia e não um tratado de física quântica. Um quarto não é uma câmera, oras! Ok, Pense de novo. Faça um buraco no quarto, e o quarto É a câmera nessas imagens fantásticas de Abelardo Morell!

Abelardo fez de câmaras obscuras quartos de hotéis localizados nas mais distintas locações e registrou as imagens com outra câmara obscura, provavelmente uma câmera fotográfica moderna.

Suportes Fotográficos:
A câmera de latinha só estará completa quando possuir um suporte para a imagem, ou seja, um material foto sensível no lado oposto ao do buraco.

Segue uma breve retrospectiva sobre os suportes fotográficos:
A fotografia começou a ficar viável a partir da década de 1820, com o desenvolvimento dos suportes químicos (Como o filme ou papel fotográfico). Em 1724, o alemão Johann Heinrich Schulze descobrira que alguns sais de prata como o nitrato e o cloreto de prata escurecem na presença da luz, e que o carbonato de cálcio fazia com a mistura absorvesse ainda mais luz. O problema é que o suporte continuava a escurecer enquanto exposto à luz, ou seja, a imagem não era fixada.

O primeiro fotograma permanente (que findo o processo, não escurecia quando exposto à luz)foi uma imagem produzida em 1822 pelo inventor francês Nicéphore Niépce, Em 1826 ele realizou a primeira fotografia permanente da natureza com uma câmara obscura, no entanto, o processo demandava 8 horas de exposição. A partir daí, Niépci começara a trabalhar com Louis Daguerre e ambos passaram a experimentar a mistura descoberta por Heinrich para diminuir o tempo necessário de exposição para a luz marcar o suporte. Daguerre continuou o trabalho após a morte de Niépce, o que culminou no desenvolvimento do Daguerreótipo, em 1837. Foi em 1839 que Daguerre ralizou o primeiro retrato de uma pessoa, o que levou alguns minutos de exposição fotográfica.

O brasileiro Hercules Florence já havia desenvolvido um processo bastante similar em 1832, batizado de Photographie e William Fox Talbot descobrira ainda outros modos de registrar imagens, mas manteve-os em segredo. Após ler sobre a invenção de Daguerre, Talbot inventou o chamado Calótipo, que cria imagens negativas (cuja luminosidade registrada é inversamente proporcional àquela da cena fotografada).

John Herschel inventou o processo do cianótipo popularmente conhecido como: “the blueprint”. Herschel foi o primeiro a utilizar os termos Fotografia, Negativo e Positivo. Foi em 1819 que descobriria que soluções de tiossulfato de sódio eram solventes de haletos de prata e informou sua descoberta a Talbot e Daguerre ajudando-os a desenvolver os métodos que usaram para fixar as imagens e fazê-las permanentes. Herschel produziu seu primeiro negativo de vidro em 1839.

Em 1851, Frederick Scott Archer publicou suas descobertas sobre a emulsão úmida de colódio, que era aplicado na chapa de vidro. Esse processo tornou-se o mais popular até 1880, quando a emulsão seca de colódio foi introduzida.

Há três variações do processo que utiliza o  colódio: O Ambrótipo (Formação de uma imagem positiva numa chapa de metal), o Ferrótipo (Formação de uma imagem positiva na chapa de vidro) e o negativo,  que era impresso em papel, com base de Albumina ou do chamado Salt paper.

Muitos avanços relacionados às chapas de vidro e emulsões foram realizados ao longo do século XIX, até que, em 1884, George Eastman desenvolveu o filme fotográfico, ainda em preto e branco, que rapidamente substituiu tudo o que viera antes, apontando para a tecnologia usada até hoje em câmeras de filme.

Foi em 1908 que Gabriel Lippmann ganhou o prêmio Nobel de física pela reprodução de cores no processo fotográfico, baseado no fenômeno da interferência.

O Papel fotográfico em preto e branco, que, diga-se de passagem, já anda em extinção, é o suporte ideal para as latinhas, já que são maleáveis, de grandes proporções e de fácil revelação, porém, há como fazer fotografias pinhole utilizando qualquer tipo de superfície fotosensível. Veja esta câmera feita com uma caixinha de fósforos! (Este link está dando erro, vá na barra de endereço e aperte o enter novamente que o browser lerá a página).

Tempo de expodição:
Nas pinholes, o tempo que o suporte fica exposto aos raios luminosos também deve ser calculado para que a cena conserve o máximo de informação. Há tabelas de filmes e papéis fotográficos e suas exposições corretas para cada abertura possível, porém, o processo da tentativa e erro também está valendo. Os suportes que antes necessitavam de horas de exposição são fichinha para os negativos ultra sensíveis e lentes claras de hoje que, em conjunto, podem tirar fotografias a velocidades tão rápidas quanto 1/2000 segundo ou mais rápido.

Outros usos para o PinHole:
A partir da renascença a câmara obscura fora bastante utilizada tanto por motivações científicas (astronomia), como artísticas. Equipada com uma lente, as câmaras obscuras eram instrumentos que auxiliavam artistas e aprendizes a desenhar.

E é mais ou menos por aí. Câmeras de latinha vão direto ao ponto. Possuem distância focal, abertura e um material foto sensível que deve ser exposto durante o tempo correto, de acordo com a sua sensibilidade, para registrar os objetos em cena da melhor forma possível.

fontes: the Pinhole.cz, photo.net, wikipedia, alspix.