Optički uređaji (2

OPTIČKE NAPRAVE

Optičke naprave razna su pomagala, instrumenti i uređaji koji primjenjujući optičke pojave imaju vrlo široku primjenu. Sastavljene su od optičkih sastavnica (zrcala, leća, prizmi, svjetlovoda i dr.). Obično se razvrstavaju na optička pomagala kao jednostavnije naprave, optičke instrumente za promatranje predmeta, optičke mjerne instrumente za mjerenje svjetlosnih pojava i posredno optičkih svojstva tvari, optičke uređaje ili aparate za obrađivanje optičkih slika (prikazivanje, prenošenje, oblikovanje, pohranjivanje) te svjetlila kao izvore svjetlosti za osvjetljavanje i rasvjetu. Važni dijelovi mnogih suvremenih optičkih naprava su optoelektroničke sastavnice i uređaji (fotodiode, fototranzistori, svjetleće diode, pokaznici, kamere, laseri i dr.).

Kamere Filmska kamera, kinematografska kamera, kinokamera ili videokamera optički su uređaji za snimanje pokretnih slika, tzv. kinematografskog filma, kraće filma, videa (lat. videre: vidjeti)1 ili televizijske slike, na vrpcu fotografskog filma ili na optoelektronički osjetnik. Od fotoaparata načelno se razlikuje samo po tome što ima mehanizam za pokretanje filmske vrpce ili računalni program za organizirano pospremanje uzastopnih digitalnih snimaka optoelektroničkim osjetnikom. Kao i kod fotoaparata primjenjuju se potpuno različite tehnike: snimanje na vrpci fotografskog filma, tzv. klasična ili filmska kinematografija te digitalna kinematografija, razgovorno videotehnika. Snimanje i reproduciranje pokreta zasniva se na ustrajnosti ili perzistenciji (lat. persistere: ustrajati) ljudskoga oka, koju je 1824. godine opazio Peter Mark Roget (1779.–1869.), britanski liječnik i leksikograf, i ustanovio kao tzv. beta-gibanje. Pri

1 U hrvatskom, kao i u drugim jezicima, povijesno su se rabili brojni nazivi za razne primjene “pokretnih slika”. Danas, osobito za elektroničku primjenu, prevladavaju kovanice s predmetkom video. prijmu svjetlosnoga impulsa osjet vida nešto kasni, ali i pri prestanku impulsa nešto se produljuje, i to više nego što kasni. Ljudsko oko pri prijmu dvadesetak uzastopnih svjetlosnih impulsa u sekundi daje privid ili iluziju da se radi o neprekinutom slijedu. Smatra se kako je za postizanje privida neskokovitih pokreta potrebno snimiti i reproducirati 24 uzastopne snimke u sekundi. Tu su pojavu proučavali mnogi znanstvenici tijekom prve polovine XIX. stoljeća, a kao posljedica konstruirano je niz igračaka koje su od pojedinačnih slika davale dojam pokreta. Tu je pojavu primijenio 1874. godine za kronofotografiju (grč. kronos: vrijeme), fotografsko snimanje u pravilnim vremenskim razmacima, Pierre Jules César Janssen (1824.–1907.), francuski astronom. Konstruirao je tzv. Janssenov fotorevolver ili kronofotografski revolver (lat. revolvere: ponovno obrtati) za snimanje niza od 48 uzastopnih fotografija, koji je primijenio u astronomiji.

Klasična filmska kamera optički je uređaj za snimanje pokretnih slika, tzv. filma u tzv. kemijskoj ili klasičnoj kinematografiji. Sustav uzastopnog snimanja pokreta s nizom fotografskih aparata, razvio je Eadweard Muybridge (1830.–1904.), englesko-američki fotograf. Snimke je projicirao pomoću konstruiranog projektora, tzv. zoopraksiskopa, za projiciranje niza uzastopnih slika. Tako je, snimajući nizom od 50 fotografskih aparata, koje su konji u trku uzastopno okidali, snimao snimke iz kojih je proučavao njihovo kretanje i dokazao da postoje trenutci kada su sve četiri noge konja u zraku. Na temelju njegovih uređaja Thomas Alva Edison (1847.–1931.), glasoviti izumitelj, i njegov suradnik William Kennedy-Laurie Dickson (1860.–1935.), škotski izumitelj, konstruirali su kameru za snimanje pokretnih slika na celuloidni film, širine 35 mm, s nizom otvora za zupčanik uz oba ruba, tzv. perforacijom. Snimljene slike projicirale su se na posebnom uređaju za promatranje za jednu osobu, patentiranom 1889. godine pod nazivom kinetoskop. Edison je 1895. godine objavio konstruiranu kameru za snimanje pokretnih slika, pod nazivom kinetograf. Klasična kinematografija pojavila se izumom koji su ostvarila braća Lumière, Auguste Marie Louis Nicolas (1862.–1954.) i Louis Jean (1864.–1948.), francuski tvorničari fotografskih ploča2

2 U svojoj su tvornici 1894. godine zapošljavali oko 300 radnika i proizveli 15 milijuna fotografskih ploča.

Amaterska filmska kamera Bolex iz 1930-ih godina Filmska kamera, model Arriflex za 16-mm film (1972. godina)

i izumitelji. U njihovoj tvrtki konstruirana je i 12. veljače 1892. godine patentirana kamera pod nazivom Kinetoscope de projection (franc., kinetoskop za projekciju). Patent je potpisao Léon Guillaume Bouly (1872.–1932.), francuski izumitelj i njihov suradnik. Kamera je radila s papirnatim smotkom filma, pokretanim stezaljkama. Potom je promijenjen naziv u Cinématographe (franc., kinematografija), koji je općenito prihvaćen i ostao do danas. Patent je prijavljen 13. veljače, a dodijeljen 27. prosinca 1893. Kako nije na vrijeme plaćena godišnja taksa za patent, naziv je od 1895. godine pripao braći Lumière, koji su prijavili uređaj za 35 milimetarsku celuloidnu vrpcu, perforiranu samo uz jedan rub. Uređej je služio ujedno kao kamera za snimanje pokretnih slika, njihovo kopiranje na pozitiv i projektor za projiciranje na veliki zastor. Ubrzo su odvojili posebne uređaje: kameru za snimanje, uređaj za kopiranje filma te kinoprojektor. Kinematograf su 22. ožujka 1895. prvi put prikazali u uskom krugu, a javno kao tržišnu predstavu 28. prosinca 1895. u Grand Cafeu u Parizu. Time je počela suvremena kinematografija, u nas razgovorno nazivana i filmom. Većina je njihovih prvih filmova sačuvana do danas. Filmska kamera je fotoaparat kojemu je dodan mehanizam za pokretanje filma i prekidač slike koji omogućava uzastopno snimanje oko 24 snimke u sekundi. Prve su filmske kamere pokretane rukom, ali su se ubrzo razvili pokretni mehanizmi s oprugom za navijanje, elektromotorom ili pneumatskim motorom. U početku su razni proizvođači rabili filmske vrpce različitih širina i perforacija. Ubrzo je kao međunarodna norma usvojena širina Edisonove vrpce od 35 mm (1 i 3/8 in = 34,98 mm), perforirane uz oba ruba, na kojoj je svaka pojedina slika izmjera 16 mm × 22 mm. Potom su za amatersku uporabu normirane tzv. uske vrpce, širine 16 mm, 9,5 mm i 8 mm. Njihove inačice su “super 16 mm” i “super 8 mm”, koje imaju perforacije samo uz jedan rub, a time ili veću sliku ili tonski zapis uz drugi rub. Dijelovi filmske kamere su kućište, objektiv, tražilo, rotirajući sektor, kasete s filmom iz kojih se film odmotava i u koje se namotava, mehanizam za skokovito pomicanje filma zupčanikom i pogon. Važan dio svake filmske kamere je okretni zaslon, tzv. rotirajući sektor povezan s pogonskim mehanizmom, koji određuje trajanje snimanja pojedinih snimaka, a zasjenjuje film za vrijeme pomicanja.

Digitalna kamera, digitalna videokamera, elektronička kamera ili videokamera je optoelektronički uređaj za snimanje pokretnih slika u tzv. digitalnoj ili elektroničkoj fotografiji, tzv. videotehnici. Za razliku od klasične filmske kamere ona uz optički sustav ima optoelektronički osjetnik (na primjer CCD). Prve videokamere polovicom XX. stoljeća snimale su pokretne slike na magnetsku traku tzv. vidorekorderom. Suvremene videokamere imaju računalni program za memoriranje slika na memorijsku karticu. Digitalna kamera u boji ima obično tri osjetnika koji snimaju slike u primarnim bojama ‒ crvenoj, zelenoj i plavoj. Suvremene digitalne kamere imaju računalne programe za određivanje svjetljivosti, prilagođavanje boja i drugih prilagodbi pri snimanju po izboru korisnika. Većinom imaju uključeno i istodobno snimanje zvuka.

Suvremena digitalna videokamera SONY

Opremljeniji digitalni fotoaparati, kao i pametni mobiteli imaju ugrađenu videokameru za snimanje kratkih videa, većinom s mogućnošću snimanja zvuka.

Televizijska kamera je optoelektronički uređaj za snimanje pokretnih slika posebnim elektroničkim cijevima u kojima se optička slika analiziranjem izravno pretvara u elektronički signal za televiziju. Prvu je takvu elektronsku cijev za snimanje izumio i patentirao 1923. godine Vladimir Kosmich Zworykin (1889.–1982.), američki znanstvenik ruskog podrijetla, pod nazivom ikonoskop. Potom su slijedili vidikon, ortikon, plumbikon i druge cijevi, a danas cijevi s poluvodičkim optoelektroničkim osjetnicima. Slika se nakon prijenosa i obradbe reproducira na televizijskom monitoru.

Projektori Projektori (prema lat. proicere: staviti ispred, baciti) su optički uređaji za prikazivanje većinom povećanih slika na pasivnom bijelom zaslonu, tzv. ekranu ili na elektroničkom zaslonu, tzv. monitoru. Razlikuju se s obzirom na sliku dijaprojektori za projiciranje slika (crteža ili fotografija) na prozirnoj podlozi i episkopi za projiciranje slika s neprozirne podloge te elektronički monitori. Prema broju slika razlikuju se projektori za pojedinačne slike te projektori za uzastopni niz pojedinačnih slika za postizanje dojma pokreta, odnosno za neprekinuti niz slika što se primjenjuje u kinematografiji, videotehnici i televiziji (filmski projektori ili videoprojektori te televizijski i računalni monitori). Prema obliku slike razlikuju se projektori za projiciranje optičkih slika i projektori za projiciranje slika iz elektroničkog oblika, tzv. računalni projektori. Projektor je već bila poveća kamera opskura u kojoj se kroz mali otvor projicirala na suprotnu stranicu slika vanjskih osvjetljenih predmeta. Prvi projektor za projiciranje slika na zaslon bila je tzv. laterna magica (prema lat. laterna: svjetiljka; + magicus: čaroban, vračarski) ili skioptikon (grč. skia: sjena; + optikon: viđenje). Prvi poznati opis takvoga uređaja dao je oko 1570. godine Giambattista della Porta (1535.–1615.), napuljski liječnik i prirodoznanstvenik, u djelu Magiae Naturalis sive miraculis rerum naturalium (Prirodne čarolije ili čudesa prirode) iz 1588./1589. godine. Sredinom XVII. stoljeća nekoliko je izumitelja konstruiralo inačice takva uređaja. Spominju se Christiaan Huygens (1629.–1695.), nizozemski fizičar, koji ju je konstruirao 1659. godine, Thomas Walgenstein (1627.–1681.), danski fizičar, koji je prvi upotrijebio naziv laterna magica, Athanasius Kircher (1602.–1680.), isusovac i njemački svestrani znanstvenik, koji ju je 1671. godine opisao u djelu Ars magna luci set umbre (lat., Visoka umjetnost svjetla i sjene) i dr. Bila je to kutija s plamenom svjetiljkom, okvir sa slikom za projiciranje na prozirnoj podlozi i objektiv za projiciranje slike na zaslon. Tijekom sljedeća dva stoljeća konstruirane su brojne inačice laterne magice, često kao zanimljive igračke. Potonji konstruktori projektora za fotografije vjerojatno su znali za te izume.

Laterna magica s dimnjakom zbog uporabe plamene svjetiljke (XIX. stoljeće) Dijaprojektor za automatsko mijenjanje dijapozitiva Grafoskop s kraja XX. stoljeća

Dijaprojektor (prema grč. dia: kroz, preko) u užem smislu je projektor za projiciranje pozitivnih slika (fotografija, teksta ili crteža) na prozirnoj podlozi. Stoga su se takve slike, obično formata lajka-snimke, smještene u normirane okvire, nazivale dijapozitivima. U savršenijim modelima dijaprojektora se iz spremnika s dvadesetak dijapozitiva automatski stavljalo i vadilo dijapozitive. Rabio se tijekom XX. stoljeća, nakon čega su ga zamijenili računalni projektori i računalni programi (kao što je PowerPoint).

Grafoskop (prema grč. grafein: pisati, crtati) je posebna izvedba dijaprojektora koji preko zrcala i velike leće projicira slike, crteže ili tekst s relativno velike prozirne folije (obično formata A4). Folija je na vodoravnom stalku, u jednom listu ili na smotku iz kojega se premještaju slike. Na foliji se može pokazivati, pisati ili crtati i za vrijeme projiciranja. Rabio se kao pomagalo na predavanjima i predstavljanjima tijekom zadnjih desetljeća XX. stoljeća, nakon čega su ga zamijenili računalni projektori.

Episkop (grč. epi: iznad; skopein: gledati: od tuda episkopos: nadzornik, upravitelj; potom episkop: biskup) je projektor za projiciranje slika ili teksta s neprozirne podloge (fotografija, crtež, stranica knjige i sl.). Sliku osvjetljava jako svjetlilo, a preko zrcala i objektiva projicira se na zaslon. Rabio se u pokusima s pokretnim slikama prije izuma kinematografije, a poslije kao pomagalo na predavanjima i predstavljanjima. Zbog dosta loših projekcija tijekom XX. stoljeća pojednostavljenjem fotografije radije se snimalo predloške, od njih izrađivalo dijapozitive za dijaprojektore. Postojali su i složeni uređaji, tzv. epidijaskopi za projiciranje slika s prozirnih ili neprozirnih podloga.

Fotografski projektor, tzv. aparat za povećavanje poseban je oblik dijaprojektora za projiciranje povećanih slika s fotografskog negativa na fotografski papir, od čega je nakon kemijske obradbe nastala pozitivna slika. Bio je glavni uređaj fotografske tamne komore, laboratorija za kemijsku obradbu fotografskog materijala. Njime se od negativa, često lajka-formata, postizala slika željenih izmjera, od priručnih fotografija, do velikih formata za zidove, reklamne stijene i sl.

Računalni projektor ili LCD-projektor optički je uređaj za projiciranje slika iz računala na zaslon. Slika se stvara na optoelektroničkoj sastavnici s tekućim kristalima, tzv. LCD (prema engl. Liquid Crystal Display: zaslon s tekućim kristalima), i s nje, kao kod optičkog dijaprojektora, projicira preko objektiva na zaslon. Na istom je načelu veliki LCD-zaslon, tzv. videozid, na kojem se slika iz računala izravno stvara.

Filmski projektor, kinoprojektor ili videoprojektor optički je uređaj za projiciranje pokretnih slika, jednostavnije rečeno kinematografskoga filma ili videosnimke. Filmski projektor konstruirali su u doba izuma kinematografije neovisno i gotovo istodobno braća Skladanowsky u Berlinu i braća Lumière u Parizu u sastavu svoga izuma kinematografije. Braća Skladanowsky, Max (1863.–1939.), njemački fotograf i izumitelj, i Emil (1866.–1945.), konstruirali su 1894. godine filmski kameru, a potom patentirali 1895. godine pod nazivom Bioscop (prema grč. bios: život) filmski projektor za projiciranje pokretnih slika na veliki zastor. Projektor je projicirao s dvije vrpce neperforiranog filma širine 5,4 cm, brzinom od oko 16 sličica u sekundi. Prva je projekcija javno prikazana u srpnju 1895. u gostionici Sello u pred-

Epidijaskop iz 1930-ih godina Fotografski projektor za povećavanje fotografija, nekada najvažniji dio fotografske tamne komore Klasični amaterski filmski projektor Suvremeni računalni videoprojektor Canon

Suvremeni laptopi i pametni telefoni preuzeli su većinu uloga klasičnih optičkih uređaja

građu Berlina, a 1. studenoga 1895., u varijeteu Wintergarten u Berlinu, uz naplatu ulaznica, gotovo dva mjeseca prije braće Lumière. Bili su to kratki filmovi šaljivih scena, u trajanju i manje od minute. Kada su svoje projekcije htjeli u siječnju 1896. godine prikazati u Parizu, najavljena predstava zadnji je čas otkazana, jer je konkurirala braći Lumière, čiji je kinematograf, prikazan 28. prosinca 1895., davao bolje pokretne slike. Max je svoj poboljšani Bioscop prikazivao po Europi još dvije godine, a onda mu je bilo zabranjeno javno prikazivanje. Maxa Skladanowskog smatra se jednim od zanemarenih pionira kinematografije3 . Braća Lumière svoju su prvu kameru rabili i za snimanje i za projekciju, ali su ubrzo konstruirali poseban filmski projektor. Zbog primjene perforiranog filma postizali su ravnomjernije pomicanje, a većim brojem snimaka u sekundi mirniju pokretnu sliku.

Televizijski monitor je optoelektronički uređaj na kojem se televizijska slika iz električnog oblika izravno pretvara u optičku sliku. Dva su bitno različita pretvornika: katodna cijev, u kojoj elektronski mlaz prelazeći preko ekrana cijevi ispisuje optičku sliku, te poluvodički optoelektronički zaslon, na kojem se električni signal izravno pretvara u optičku sliku. Katodna cijev je kao televizijski i računalni projektor napuštena

3 Na stogodišnjicu izuma Bioscopa 1995. godine snimljen je u Njemačkoj dokumentarni film Braća Skladanowsky. prije dvadesetak godina, a zamijenili su ju jednostavniji plosnati plazmeni zasloni ili zasloni s tekućim kristalima.

Zaključak U nekoliko prošlih desetljeća pojavili su se i mnogi drugi uređaji koji nadopunjavaju ono što se moglo raditi s klasičnim optičkim uređajima. To su ponajprije fotokopirni aparati, telefaks, grafički fotoslog i dr. Od prijeloma XX. na XXI. stoljeće klasične optičke uređaje mahom su zamijenili optoelektronički uređaji. Klasični fotoaparati, filmske kamere, dijaprojektori i filmski projektori, pa i klasični monitor s katodnom cijevi, otišli su gotovo trenutačno u muzeje. Sličnu sudbinu doživljavaju i računalni projektori, jer ih zamjenjuju razni optoelektronički zasloni i tzv. videozidovi. Još smo samo prije dva desetljeća u kemikalijama “kupali” filmove i fotografije u tamnim komorama i gledali u glomazne katodne cijevi televizijskih i računalnih monitora. Njihovu ulogu su u televizorima preuzeli plosnati zasloni, a u računalima u širokoj primjeni ponajprije laptopi i tableti. Njima su se pridružili računalni pisači (popularni printeri) i konačno tzv. pametni telefoni, koji jedva da još zaslužuju taj naziv, jer je u njima telefon samo jedna od brojnih primjena, tzv. aplikacija. Možemo samo zamišljati što će se događati u sljedećim godinama. Dr. sc. Zvonimir Jakobović