В фильме «Зеленый рыцарь» модной студии А24 главный герой попадает в замок, в котором ему показывают занятную темную комнату. Занятность комнаты в том, что, когда в нее проникает тонкий луч (на самом деле множество тонких лучей) света извне, вместе с лучом на стене появляется перевернутое, зеркально отраженное изображение того, что снаружи.
Несмотря на то, что фильм – сказка, этот эпизод абсолютно «легальный» и похожие штуки можно наблюдать в реальной жизни. Описанная комната – это типичный пример камеры-обскуры (от лат. camera obscura – "тёмная комната").
Как в принципе формируется изображение? Весь свет, который поступает в комнату, берется не абы откуда. Это конкретные световые лучи, которые были отражены или преломлены различными объектами снаружи.
Когда свет поступает через незашторенное окно, то от каждой точки любого объекта снаружи идет множество световых лучей, которые могут рассеиваться, накладываться и попадать в разные точки нашей темной комнаты. Так мы получаем просто равномерное освещение безо всякого изображения.
Однако, если отверстие, через которое свет проникает в комнату, будет достаточно маленьким, то могут сложиться условия, при которых от каждой точки любого объекта извне в комнату будет проникать очень ограниченное количество световых лучей.
Каждый луч будет нести информацию о том элементе внешнего мира, с которым он провзаимодействовал на пути в темную комнату. Эту информацию он благополучно донесет до того участка стены в комнате, в который он упрется. Свет провзаимодействует со стеной и на ней появится точка того или иного цвета и яркости. Из совокупности таких точек и формируется изображение.
Лучи от верхних частей объекта снаружи проходят через отверстие и попадают на нижнюю часть темной стены, а лучи от нижних частей — на верхнюю. Это приводит к переворачиванию изображения. Аналогично с лучами от правой и левой сторон объектов.
Камеры-обскуры известны уже более 2000 лет и упоминаются как древнегреческим Аристотилем, так и древнекитайским Мо-Цзы. Есть предположения, что художники эпохи возрождения с их помощью рисовали некоторые свои картины, обводя контур полученного изображения на холсте.