Образуется перевернутое изображение, потому что световые лучи (фотоны) движутся по прямым линиям. Подумайте об одном луче света. (См. луч a на изображении ниже). Луч света исходит от солнца. Он спускается на землю, где сталкивается с листом на дереве. Оттуда он отражается, сохраняя информацию о цвете этого листа. Когда этот и миллионы других лучей света отражаются от всех частей дерева, а затем проходят через маленькое отверстие в стене темной камеры, они образуют перевернутое (перевернутое) и перевернутое (слева направо) изображение на поверхности. напротив отверстия.

Изображение камеры-обскуры можно  перевернуть правой стороной вверх  с помощью специального устройства со стеклянной призмой, которая вращает изображение. Ниже представлено видео с интервальной съемкой, где вы можете увидеть вертикальное изображение радуги камерой-обскурой и небо, проясняющееся после дождя.

Размер отверстия или апертуры  для проникновения световых лучей внутрь камеры-обскуры влияет на то, как формируется изображение и как его можно увидеть невооруженным глазом. При использовании примерно 15 мм / 0,6 дюйма. Отверстие в диаметре (размер десятицентовой монеты) в комнате на расстоянии 4 м / 13 футов от отверстия до противоположной стены. После того, как глаза привыкли к темноте, появляется очень темное изображение. Увеличение отверстия делает изображение ярче, но теряет фокус или резкость.

Использование специальной линзы над отверстием позволяет использовать более широкое отверстие, что приводит к более яркому изображению при сохранении фокуса.

Камера-обскура  по сути, тоже камера-обскура, но ее миниатюрная версия. Камера-обскура не имеет возможности прямого просмотра изображения, как это имеет камера-обскура. Вместо этого он используется для экспонирования и фиксации изображения на пленке или фотобумаге.

Камера-обскура существует уже много веков, так кто же ее изобрел?  

Я бы сказал , что Камера-обскура была открыта природой, а не кем-то изобретена. Может быть, в пещере пещерного человека или в палатке из шкуры животного с отверстием в стене, через которое открывается вид снаружи.

Сам стиль палеолитических наскальных рисунков животных с искажениями формы тела животных, такими как маленькая голова и выступающий живот, мог быть вызван просмотром изображения камеры-обскуры на наклонной поверхности, которая «растягивает» изображение, как можно увидеть на рисунке из пещеры Ласко во Франции.

Представьте, какие мысли могли прийти в голову кроманьонцу двадцать тысяч лет назад, когда он увидел животных, идущих по темной стене комнаты.

  Ласко, общественное достояние на Викискладе. Этот древний текст включает исключительно хорошо написанное описание явления.

С тех пор несколько раз описывалась камера-обскура, или феномен пинхола. Например, в классической древности его использовали для наблюдения за солнечными затмениями и солнечными пятнами в астрономических условиях. Аристотель (384–322 гг. до н. э.), известный греческий философ, обсуждает это явление в своей работе « задач — книга XV». Он рассматривает полумесяц частично затмеваемого солнца под деревом, спроецированный на землю между промежутками между листьями.

Хасан ибн аль-Хайтам, также известный как Альхазен (965 – ок. 1040), мусульманский араб-эрудит, считается «отцом современной оптики». Название его самой влиятельной работы — Китаб аль-Маназир , Книга оптики, которая до сих пор существует в виде латинской копии. Он был первым, кто провел экспериментальное и математическое исследование феномена камеры-обскуры . Он знал о связи между фокальной точкой и точечным отверстием.

Еще один «универсальный гений», о котором стоит упомянуть, — это Леонардо да Винчи (1452–1519), знавший книгу Альхазена по оптике. Да Винчи особенно интересовался тем, как работает человеческое зрение, и использовал камеру-обскуру в качестве модели глаза. Да Винчи был явно очарован камерой-обскурой, так как за эти годы он нарисовал около 270 ее схем в своих блокнотах.

Леонардо да Винчи, Codex Atlanticus, профили глаз, общедоступное достояние через Wikimedia Commons

24 января 1544 г. . Год спустя он включил иллюстрацию этого солнечного события в свою книгу De Radio Astronomica et Geometrica . Это первая опубликованная иллюстрация камеры-обскуры.

  Джемма Фризиус, 1545, общественное достояние через Wikimedia Commons

Камера-обскура претерпела свое первое крупное физическое обновление с введением объектива   ,  , что позволило получить более яркое и четкое изображение. В своей книге 1550  года De subtilitate, vol. I, Libri IV , итальянский эрудит Джероламо Кардано (1501–1576), представленный с использованием стеклянного диска (Orbis), вероятно, двояковыпуклой линзы, в камере-обскуре.

Ниже отрывок из книги Гардано переводится как: 

”если вы хотите посмотреть, что происходит на улице, вы поместите стекло   диск в окно, когда светит солнце, тогда, когда окно будет закрыто, вы увидите изображения через отверстие перенесено в противоположную плоскость [т.е. вверх ногами], но с темными цветами: тогда вы подложите очень белый лист бумаги под то место, где вы видите изображения, и вы с удивлением достигнете своей цели. ”

Gerolamo Cardano, De subtilitate , vol. I, Libri IV, 1545, Public domain

Другой итальянец, Даниэле Барбаро (1513–1570), предложил и описал камеру-обскуру с линзой в качестве вспомогательного средства для рисования для художников.

Использование линзы для усиления эффекта камеры-обскуры вызвало опасения, что искусство, особенно живопись, погибнет.
Пример этого представления очевиден у Константина Гюйгенса (1596-1687), нидерландского посла, который общался со многими учеными, философами и художниками своего времени. В письме 1622 года, которое он написал своим родителям, он классно описывает камеру-обскуру: « …по сравнению с ней всякая живопись мертва, ибо здесь есть сама жизнь или нечто более возвышенное, если бы можно было это выразить. ”  

При обсуждении художников, использующих камеру-обскуру в качестве инструмента для создания картин, часто упоминается голландский мастер-художник Йоханнес Вермеер (1632–1675). Его работы хорошо известны своим тщательным вниманием к деталям солнечного света в картинах интерьера, что можно увидеть на знаменитой картине 1660 года «Доярка». Использование им камеры-обскуры вызывает много споров.

Первые предположения об использовании им камеры-обскуры появились в журнале фотографии 1891 года. Тем не менее, есть проблема с этим утверждением. Прямых, осязаемых свидетельств из 17 века не найдено. В качестве основы для этой гипотезы используется только качество самих картин. Однако качество весьма примечательное.

Когда мы смотрим на руки Доярки, кажется, что мы видим глубину резкости (DOF), оптический эффект. Левая рука расположена на фокальной плоскости, т. е. острая. Когда мы удаляемся от плоскости фокусировки к правой руке и плечу, картина получается размытой или «не в фокусе». Этот вид эффекта оптической фокусировки не получил широкого признания до изобретения химической фотографии.

Йоханнес Вермеер (1632-1675), Доярка, общедоступное достояние через Викисклад из довольно грязных оконных стекол разбит. Не намекает ли нам Вермеер на использование камеры-обскуры?

Эта дискуссия о том, использовали ли мастера художники 17 века инструменты для улучшения своих результатов, чем-то похожа на дискуссию, возникшую в 19 веке.80-е годы. Когда было изобретено современное программное обеспечение для редактирования фотографий, и достоверность или достоверность фотографии подвергались сомнению в контексте фотожурналистики.

Фактический термин «Камера-обскура» впервые был использован  еще в 1604 году немецким астрономом и математиком Иоганном Кеплером (1571-1630) в его книге 1604 года Ad Vitellionem Paralipomena.

Иоганн Кеплер (1571-1630) Astronomiae Pars optica, 1604, общественное достояние0013 Oculus Artificialis Teledioptricus Sive Telescopium , замечательная работа немецкого автора Иоганна Зана (1641-1707). Камеры-обскуры, описанные Заном, по сути, являются предками зеркальных и коробчатых камер девятнадцатого века.

Иоганн Зан (1641-1707), Oculus Artificialis Teledioptricus Sive Telescopium, общественное достояние0014

Художники начали широко использовать камеру-обскуру, когда в 18 веке стали широко доступны более компактные и портативные модели. К тому времени, когда в начале девятнадцатого века начались первые фотографические эксперименты, камера-обскура трансформировалась в три отдельные формы: комната под 45-градусным зеркалом. Подобные камеры-обскуры были популярны, их можно было увидеть на морских курортах и ​​в парках развлечений. Сегодня несколько камер-обскуров этого типа все еще открыты для публики, например, эта в Эдинбурге, Великобритания, и эта в Сан-Франциско, США.

Вторая версия представляла собой переносную палатку Camera Obscura, которая также имела линзу и зеркало на вершине, которые проецировали изображение на горизонтальный стол внутри палатки. Здесь художник мог обвести или скопировать вид на лист бумаги. Некоторые из этих камер-обскуров имели вращающуюся линзу и зеркало, что позволяло художнику изменять проецируемый вид.

По-настоящему портативная камера-обскура коробчатого типа, которая проецировала изображение на полупрозрачную бумагу или экран на верхнюю часть коробки камеры-обскура, где изображение можно было увидеть или обвести карандашом, была доступна третья версия .

Этот тип камеры-обскуры постепенно превратился в фотокамеру, способную создавать фиксированные изображения, когда она использовалась первыми изобретателями фотографии, такими как Нисефор Ньепс (1765–1833) (создатель старейшей из сохранившихся фотографий), Луи Дагер (1787–1851) ( изобретатель дагерротипного фотографического процесса) и Генри Фокс Талбот (1800-1877), который изобрел соленую бумагу и калотипные фотографические процессы.

Сегодня г. Камера-обскура переживает период своего возрождения, поскольку такие художники, как Абелардо Морель (1948 г. — ), заново открыли ее. Абелардо использует этот эффект с 1991 года, делая самые красивые фотографии комнат камеры-обскуры (как в перевернутом, так и в правильном положении) по всему миру. Он действительно мастер этого «нового» захватывающего направления в фотографии.