Du bringst dein Auge an die kleine Öffnung, und hinten in der Box erscheint die Szene auf dem Kopf: Der Himmel liegt unten, und links ist mit rechts vertauscht. Diese Umkehrung überrascht jedes Mal, dabei folgt sie aus einer ganz einfachen Regel darüber, wie sich Licht ausbreitet.
Die Antwort steckt in einer Idee, der du mit dem Finger folgen kannst, ohne Formel und ohne komplizierte Optik. Es ist dieselbe Idee, nach der jede Lochkamera funktioniert.
Licht breitet sich geradlinig aus
Alles beginnt mit einer Beobachtung, die wir jeden Tag machen, ohne darüber nachzudenken: Ein Lichtstrahl verläuft geradeaus. Wenn die Sonne durch einen Spalt zwischen zwei Fensterläden fällt, sieht man diesen scharfen, geraden Strich durch den Raum laufen, und genau dieses Verhalten erklärt das umgekehrte Bild.
Von jedem Punkt der beleuchteten Szene gehen Strahlen in alle Richtungen aus. Die Wand der dunklen Kammer hält fast alle auf, außer denen, die durch das kleine Loch hindurchfinden.
Warum sich die Strahlen im Loch kreuzen
Das Loch ist so eng, dass es von jedem Punkt der Szene nur ein dünnes Lichtbündel durchlässt. Und weil diese Strahlen geradeaus laufen, müssen sie sich beim Durchgang durch die Öffnung kreuzen.
Stell dir einen Baum vor der Box vor. Der Strahl, der von seiner Krone ausgeht, läuft schräg nach unten geradewegs zum Loch, geht hindurch, setzt seinen Weg fort und trifft deshalb unten auf die Rückwand. Im selben Moment steigt der Strahl, der vom Fuß des Baumes ausgeht, zum Loch hinauf und endet oben auf der Rückwand.
Die beiden Wege haben sich in der Öffnung geschnitten, wie zwei Straßen, die sich in einem einzigen Punkt kreuzen. Die Krone landet unten, der Fuß oben, und das ganze Bild kippt.
Oben und unten, links und rechts zugleich
Diese Kreuzung wirkt nicht nur in einer Richtung. Was für oben und unten gilt, gilt genauso auch für links und rechts: Der Strahl, der von der linken Seite der Szene kommt, trifft rechts auf die Rückwand, und umgekehrt.
Das Bild ist also gleichzeitig von oben nach unten und von links nach rechts vertauscht. Das ist eine vollständige Drehung der Projektion und keine bloße Spiegelung. Deshalb erscheint ein Text vor der Box zugleich auf dem Kopf und seitenverkehrt.
Um das Bild richtig herum zu sehen, genügt es also, es um eine halbe Umdrehung zu drehen: Bei einem Lochkamerafoto drehst du den Abzug oder die gescannte Datei um 180 Grad, ganz ohne Spiegel.
| Punkt der Szene | Bild auf der Rückwand |
|---|---|
| Oben | Unten |
| Unten | Oben |
| Links | Rechts |
| Rechts | Links |
Dasselbe Phänomen wie im Auge
Unser eigenes Auge funktioniert genauso: Die Linse projiziert ein umgekehrtes Bild auf die Netzhaut (auf Englisch), und das Gehirn dreht es für uns wieder richtig herum.
Die dunkle Kammer dagegen hat kein Gehirn, das irgendetwas korrigiert, und deshalb sieht man die Szene so, wie das Licht sie ablegt: auf dem Kopf.
Dieses Phänomen eines Bildes, das ein Loch projiziert, wird seit der Antike beobachtet und beschrieben, lange vor der Fotografie, von Mozi bis Ibn al-Haytham. Die Camera obscura diente lange dazu, dieses umgekehrte Bild zu betrachten oder abzupausen, ohne selbst jemals etwas aufzuzeichnen.
Und der Rest des Mechanismus
Die Umkehrung ist nur eine Seite dessen, was hinter dem kleinen Loch geschieht. Die Schärfe des Bildes, die Schärfentiefe oder die genaue Rolle des Durchmessers gehören zur vollständigen optischen Funktionsweise, die der Artikel darüber erklärt, wie eine Lochkamera funktioniert.
Merk dir nur: Je kleiner das Loch, desto dünner das Lichtbündel von jedem Punkt und desto schärfer das Bild, bis die Beugung, die das Licht in einer zu engen Öffnung auffächert, es wieder verwischt.
Um es mit eigenen Augen zu sehen, geht nichts über den Versuch: Eine geschlossene Box mit einem Loch genügt, um hinten dieses umgekehrte Bild zu finden, das das Licht ganz von selbst zeichnet. Mit der Sténoflex-Lochkamera mit Mini-Labor kannst du das alles selbst überprüfen, mit Box, Papier und Bädern im Set.
Éric Marais — Fotograf, Autor zweier Bücher über die Lochkamera (Verlag Pearson) und Erfinder von Sténoflex. Seit den Anfängen leitet er Einführungsworkshops zur Lochkamera und zur analogen Entwicklung.