Moderne camera’s zijn ingewikkelde stukjes technologie, maar in de vroegste vorm van de camera werden de concepten die tot de uitvinding ervan leidden op de meest basale manier gevormd, eenvoudigweg het samenspel van licht, weerkaatsing en schaduw. Aangezien onze vroegste geschiedenis niet is opgetekend, zullen we nooit de precieze datum kennen waarop sommige van deze technieken voor het eerst werden ontdekt en wie de eer toekomt voor eventuele niet-gedocumenteerde waarnemingen die in een ver verleden tot dit studiegebied hebben bijgedragen.
Het lastige aan het beantwoorden van de vraag “Wanneer is de camera uitgevonden?” is dat camera’s zijn geëvolueerd van uiterst rudimentaire experimenten met licht tot de technologische digitale wonderen die ze vandaag de dag zijn. In dit artikel zullen we de geschiedenis van de camera verkennen, van de vroege camera obscura duizenden jaren geleden tot de high-tech apparaten van de moderne tijd.
Inhoudstafel
Wat was de eerste camera?
De allereerste camera was de camera obscura, die de mens duizenden jaren geleden ontdekte. Het is eenvoudigweg het verschijnsel dat in een verduisterde ruimte met een klein gaatje aan één kant, de buitenwereld wordt geprojecteerd in de ruimte tegenover het gaatje.
Er zijn documenten die vroege experimenten met licht en optica aantonen die al 500 v. Chr., meer dan 2500 jaar geleden, plaatsvonden. Een tekst van de Chinese filosoof Mozi beschrijft een soort camera obscura. Zoals gebruikelijk was in de vroege wetenschap, werd dezelfde techniek door anderen herontdekt of misschien reisde het nieuws van deze wonderbaarlijke uitvinding wijd en zijd.
De Griekse filosoof Aristoteles beschreef een soortgelijke methode in boek vijftien van Problemen en deze techniek werd iets meer dan honderd jaar later gebruikt om veilig zonsverduisteringen waar te nemen. Het principe van een camera obscura is even eenvoudig als opmerkelijk. Een pinhole laat zonlicht dat wordt weerkaatst door objecten buitenshuis, binnenvallen in een zeer donkere kamer, waar het een omgekeerd beeld projecteert op een muur of een ander oppervlak.
Dit effect kan toevallig optreden en kon al ontdekt zijn toen er nog mensen waren om deze techniek waar te nemen en er hun voordeel mee te doen. Een huid, membraan of doek met een klein gaatje dat licht doorlaat in een donkere ruimte is voldoende om het effect te creëren. Dezelfde principes worden vandaag de dag nog steeds gebruikt en zijn waardevol in de handen van een kunstenaar.
Van pinhole tot echte camera
Moderne camera’s hebben verschillende onderdelen en een van de belangrijkste daarvan zijn lenzen. Het gebruik van lenzen dateert van meer dan 2.500 jaar geleden. De eerste toepassingen van lenzen waren misschien niet om de vroege camera’s te verbeteren, want ze kunnen ook worden gebruikt om kleine details te vergroten of om vuur te maken. De twee concepten van pinhole-projecties en lenzen werden uiteindelijk gecombineerd om een verbeterde beeldprojectie te creëren.
De grootte en de rondheid van het speldengaatje kunnen zowel de scherpte als de helderheid van de resulterende projectie beïnvloeden, terwijl het gebruik van een lens het mogelijk maakt het licht te vormen en te controleren.
Het eerste gedocumenteerde gebruik van het opnemen van een lens in een camera obscura dateert uit het jaar 1550. De Italiaanse wiskundige Gerolamo Cardano beschreef het gebruik van een glazen schijf om een straatbeeld met grotere getrouwheid op een zeer wit vel papier te projecteren.
Hoe legden vroege camera’s een beeld vast?
Een ander cruciaal onderdeel in de ontwikkeling van moderne camera’s was het vastleggen van het beeld om het later te kunnen bekijken. Een camera obscura geeft een live beeld van gebeurtenissen zoals die zich buiten een verduisterde kamer voordoen. Een kunstenaar kan het beeld schetsen of schilderen terwijl hij verwijst naar het geprojecteerde beeld, maar deze techniek is niet nodig omdat de meeste kunstenaars direct vanuit een scène kunnen werken zonder dat het op een oppervlak geprojecteerd hoeft te worden.
In het begin van de 18e eeuw begon men lichtgevoelige materialen te gebruiken in experimenten die beelden in zwart-wit konden vastleggen. Johann Heinrich Schulze ontdekte dat zilvernitraatverbindingen donkerder werden in zonlicht, een cruciale stap die leidde tot de filmfotografie.
Thomas Wedgwood beschreef in de jaren 1790 het coaten van papier met zilvernitraat om “Zilveren plaatjes” te maken die in het donker moesten worden bewaard om te voorkomen dat ze helemaal zwart zouden worden. Bij elke kijkbeurt werd de foto verder belicht omdat het beeld niet gefixeerd was.
Het duurde nog een paar decennia voordat er een methode kwam om een beeld te beschermen tegen verdere belichting.
De eerste fotocamera
Algemeen wordt aangenomen dat de eerste echte fotografische camera in 1816 werd gemaakt door de Franse uitvinder Joseph Nicéphore Niépce, die brieven aan zijn schoonzuster schreef waarin hij zijn succes beschreef bij het vastleggen van kleine foto’s met een rudimentaire camera.
In 1826 was Niépce’s eerste heliograaf in staat een litho op steen vast te leggen. Een heliograaf uit 1827 op een tinnen plaat is nog bewaard gebleven en wordt beschouwd als de oudste bewaard gebleven foto van een tafereel in de echte wereld. Omdat het proces naar schatting acht uur of meer belichting vergde, waren de resultaten niet zo scherp als bij latere technieken.
De eerste publiekelijk beschikbare camera
Louis Daguerre vond, voortbouwend op eerdere ontdekkingen, het eerste voor het publiek beschikbare en commercieel levensvatbare fotografische procédé uit, de daguerreotypie. Deze fotocamera werd in 1835 in druk beschreven, maar pas in 1839 formeel aangekondigd. Daguerre gebruikte een gejodeerde zilveren plaat om het beeld vast te leggen, dat vervolgens werd ontwikkeld met kwikdampen.
Daguerreotypieën werden al vóór de officiële aankondiging gemaakt en één voorbeeld, een stilleven met gipsafgietsels, dateert van 1837. De vroegste foto’s van dit type vergden tot 15 minuten om de plaat te belichten, maar verfijningen in de daaropvolgende jaren brachten dit terug tot slechts 20 seconden, een drastische tijdsbesparing met een veel hogere kwaliteit in vergelijking met vroegere methodes.
Terwijl daguerreotypieën een metalen plaat vereisen, produceerde de calotypetechniek van William Henry Fox Talbot in 1841 doorschijnende negatieven op papier. Dit proces maakte het mogelijk meerdere positieve afdrukken te maken van een enkel negatief.
Hoe werden de eerste kleurenfoto’s gemaakt?
Een camera obscura projecteert kleurenbeelden in een verduisterde kamer, maar de technologie om deze scènes te bewaren voor later gebruik werd pas ontwikkeld nadat de eerste zwart-wit daguerreotypieën waren gemaakt. In de jaren 1840 werden pogingen ondernomen om een lichtgevoelig materiaal te vinden dat zowel de kleur als de intensiteit van het licht kon vastleggen.
In plaats van het beeld in één stap te verzamelen, werd in 1955 door James Clerk Maxwell een driekleurenproces voor het vastleggen van een kleur uitgevonden. Door gebruik te maken van rode, groene en blauwe filters werd voorgesteld dat drie monochrome scheidingen konden worden gecombineerd om een enkel kleurenbeeld te creëren. In 1861 maakte Thomas Sutton de eerste kleurenfoto van een tartanboog volgens de methode van Maxwell.
Hoewel met succes enige kleur was vastgelegd, was de resulterende afbeelding sterk gericht op blauw en was geen goede weergave van het werkelijke object. Louis Ducos du Hauron verbeterde het afdrukproces in 1868, waardoor betere rood- en groentinten werden verkregen, zoals te zien is op de kleurenafdruk uit 1877 van de kathedraal van St.
Hoewel het driekleurenproces was verbeterd, was het maken van drie opeenvolgende foto’s met filters nog steeds traag en onhandig, vergeleken met de zwart-wit fotografie van die tijd. Een multiple-back camera, ontworpen door Adolf Miethe en vervaardigd door Bermpohl in 1903, vereenvoudigde en versnelde de vereiste stappen. Deze kleurenfoto van Alim Khan uit 1911 is een goed voorbeeld van hoe dit portretfotografie in kleur mogelijk maakte.
Een andere doorbraak kwam in 1907 toen het Autochrome proces, uitgevonden door Auguste en Louis Lumière, commercieel beschikbaar werd. Met één enkele belichting konden nu kleurenfoto’s worden gemaakt. De Autochrome plaat was bedekt met een mozaïek van rood-oranje, groene en blauw-violette zetmeelkorrels die als kleurfilters fungeerden. Een foto van de Eiffeltoren uit 1914 werd gemaakt met het autochroomprocédé.
Tegen 1930 werd begonnen met de ontwikkeling van tripack-systemen die drie filmbases op elkaar stapelden om volledige kleur vast te leggen. Kodak’s ongelooflijk populaire Kodachrome proces was een verfijnde versie van een tripack. Kodachrome film, gemaakt in 1935, bestond uit drie emulsielagen op een enkele basis en produceerde uitstekende kleurweergaven. Het portret van president Franklin Delanor Roosevelt uit 1944 werd vastgelegd met Kodachrome.
De eerste digitale camera
Er worden nog steeds filmcamera’s gemaakt, maar digitale camera’s zijn nu de dominante vorm van fotografie. De eerste elektronische beeldsensor was gebaseerd op CCD-technologie (charge-coupled device), in 1969 uitgevonden bij Bell Labs door Willard S. Boyle en George E. Smith. De resolutie van de vroege CCD-sensoren was zo laag dat zij alleen interessant was voor wetenschappers en hobbyisten. Het vastleggen van een beeld met hoge resolutie zou in die tijd natuurlijk ook problematisch zijn, aangezien magnetische opnamemedia ook nog in de kinderschoenen stonden.
De eerste echte digitale camera werd in 1975 uitgevonden bij Eastman Kodak in Rochester, New York, door ingenieur Steven Sasson. Zijn creatie was de eerste autonome digitale camera, en het 8-pond (3,6kg) wegende apparaat had een resolutie van 0,01 megapixels (10.000 pixels) en deed er 23 seconden over om zwart-wit foto’s vast te leggen met behulp van een CCD sensor op een compact cassettebandje.
Wetenschappelijk en militair gebruik van deze technologie leidde tot verdere verfijningen van beeldsensoren. Sony introduceerde in 1981 de Mavica, een analoge videocamera die stilstaande beelden op een diskette opnam. Nikon en Canon creëerden ook analoge elektronische camera’s die werden gebruikt voor snelle nieuwsfotografie waarbij beelden snel over grote afstanden moesten worden overgebracht. Nikon’s QV1000C, uitgebracht in 1988, is een goed voorbeeld en maakte gebruik van een vertrouwde SLR-behuizing.
Datzelfde jaar lanceerde Fujifilm de FUJIX DS-1P, de eerste volledig digitale camera die een digitaal beeld vastlegde en opsloeg op een geheugenkaart van 2 megabyte in plaats van op een analoog medium. Met een resolutie in kilopixels was digitale fotografie geen bedreiging en weinig interessant voor serieuze fotografen, maar het sprak tot de verbeelding van de consument.
Vanaf 1988 werd de technologie voortdurend verfijnd tot het niveau waarop digitale fotografie, aantoonbaar, helderdere en scherpere foto’s produceert met een betere kleurechtheid dan filmcamera’s. Digitale foto’s hebben het bijkomende voordeel dat ze onmiddellijk beschikbaar zijn en online kunnen worden gedeeld of onmiddellijk naar een printer kunnen worden gestuurd, wat de workflow aanzienlijk versnelt. Dankzij de onbeperkte opslagcapaciteit die mogelijk is door geheugenkaarten te verwisselen, kunnen foto’s vrij worden genomen zonder extra kosten of zorgen dat de film opraakt.
Wat is de volgende stap in cameratechnologie?
360-graden foto’s en video’s worden vaak gebruikt voor VR, maar maken niet volledig gebruik van de stereomogelijkheden die beschikbaar zijn bij het dragen van een headset of bril. Naarmate augmented en virtual reality groeien, zullen driedimensionale foto’s ongetwijfeld weer populair worden.
Eerdere versies van stereocamera’s werden beschouwd als gimmicks omdat kijkapparatuur niet alomtegenwoordig was. Een werkelijk meeslepende VR-ervaring zou 360-gradenbeelden moeten omvatten die in 3D zijn vastgelegd. Dieptegegevens kunnen uit stereofoto’s worden gehaald of worden verbeterd met LiDAR-scans. Hierdoor zou je je door het beeld kunnen bewegen alsof je er daadwerkelijk bent.
Kunstmatige intelligentie en machinaal leren verbeteren al enkele jaren de smartphone-fotografie en die technologie begint ook in DSLR’s te worden gebruikt. In de meest geavanceerde vormen kunnen beeldgeneratoren een hele scène creëren wanneer ze worden voorzien van een paar woorden.
Misschien kan in de toekomst een slimme camera worden verteld om de achtergrond van een foto te vervangen, virtuele belichting aan een scène toe te voegen, of de scène te schalen en details te maximaliseren, nog voordat de foto is genomen, in plaats van die veranderingen achteraf in een editor aan te brengen.
Conclusie
Er zijn verschillende doorbraakmomenten geweest in de geschiedenis van de camera en elke stap brengt ons dichter bij het repliceren van wat het oog ziet met grote precisie en zelfs bij het overstijgen van het menselijke scherpheidsniveau om het ongeziene vast te leggen. In plaats van te vragen wanneer de camera werd uitgevonden, is het misschien interessanter te erkennen dat het heruitvinden ervan nooit zal ophouden.