Como funcionam as câmeras de filme e instantâneas

O que acontece quando você aperta o disparador

Aperte o disparador de uma câmera de filme e você ouve um único clique. Por dentro, em menos tempo do que o clique leva, uma curta sequência de eventos já correu em ordem fixa. Em uma reflex de uma só objetiva, a objetiva se fecha até a abertura que você escolheu, um espelho sobe e sai do caminho da luz, uma cortina corre sobre o filme para descobri-lo, uma segunda cortina corre atrás dela para cobri-lo de novo, e então o espelho volta a descer e a objetiva se abre por completo. Com um tempo de exposição de 1/1000 de segundo, o quadro inteiro nunca fica descoberto ao mesmo tempo. Uma fenda de poucos milímetros de largura varre o filme, e a imagem vai sendo registrada faixa por faixa à medida que ela passa.

A cena começa aí, na parte de trás de uma SLR com a tampa aberta, reproduzida 300 vezes mais devagar do que na vida real. Aperte "Disparar" e observe o filme. Depois passe para outras seis máquinas da história da fotografia: uma câmera de caixa para daguerreótipo do tipo de 1839, uma câmera de grande formato com fole, uma telemétrica de 35 mm do tipo de 1925, uma reflex de duas objetivas do tipo de 1929, uma câmera instantânea dobrável do tipo de 1972 e uma câmera de uso único do tipo de 1986. A oitava parada é um quarto escuro.

As sete máquinas fotografam a mesma cena de parque: um manequim parado a 3 m, uma bola chutada que cruza o quadro a 4 m, duas pessoas que passam caminhando a 8 m, uma casa a 14 m, árvores a 45 m e uma jardineira de flores a 1,5 m. A cópia no canto da cena, e a maior sob os controles, é calculada a partir dos seus ajustes com as fórmulas desta página. Mude a abertura e as árvores ficam desfocadas ou nítidas. Mude o tempo de exposição e a bola congela ou vira um borrão. Mude a sensibilidade do filme e a imagem fica mais clara e com mais grão.

Uma caixa escura com um furo

Toda câmera da cena parte da mesma ideia: uma caixa que barra toda a luz, exceto a que entra pela objetiva. A objetiva desvia a luz de cada ponto da cena para um ponto do filme, e a imagem que ela forma fica de cabeça para baixo e invertida da esquerda para a direita. Fique atrás da câmera de grande formato na cena e olhe para o seu vidro fosco: a casa, as árvores e o manequim estão todos lá, de cabeça para baixo.

A câmera de daguerreótipo de 1839 é pouco mais do que essa caixa. O Museu Victoria e Alberto guarda uma câmera de daguerreótipo Giroux, projetada por Louis Daguerre e fabricada por Alphonse Giroux, que ele descreve como o primeiro modelo de câmera posto à venda ao público em geral. É uma caixa deslizante: uma caixa de madeira se move dentro de outra para focalizar a imagem em um vidro fosco no fundo, e há uma objetiva de latão no painel da frente. Não há obturador. O fotógrafo tirava a tampa da objetiva e a recolocava quando o tempo acabava.

Tudo o que veio depois acrescentou maneiras de controlar três coisas: quanta luz chega ao filme, por quanto tempo e quão sensível o filme é a ela. O resto da página trata desses três números e das máquinas construídas em torno deles.

Três números definem a exposição

A quantidade de luz que cai em cada ponto do filme é a exposição. A aula de Marc Levoy em Stanford sobre formação de imagens a escreve como H = E × T: a exposição é o brilho da luz sobre o filme (definido pela abertura) multiplicado pelo tempo em que ela incide ali (definido pelo obturador). A sensibilidade do filme decide quanta exposição um filme precisa para dar uma boa imagem.

Os fotógrafos reúnem os dois primeiros em um só número, o valor de exposição:

EV = log₂(N² / t)

onde N é o número f e t é o tempo de exposição em segundos. Cada passo de 1 no EV é um stop, um fator de dois na luz. f/16 a 1/125 de segundo dá log₂(256 × 125) = log₂(32.000) = 14,97, ou seja, EV 15 em números redondos. f/8 a 1/500 dá log₂(64 × 500) = 14,97 também. Qualquer par com o mesmo EV deixa entrar a mesma quantidade de luz.

Uma cena tem um EV próprio: o ajuste que a expõe corretamente em filme ISO 100. Sol forte é cerca de EV 15, um dia encoberto cerca de EV 12, uma sala clara cerca de EV 9 e uma rua à noite cerca de EV 5. Esses são os níveis de luz do modelo, tirados das tabelas de exposição usuais, e o controle "Luz" escolhe um deles. Um filme mais rápido precisa de menos luz, um stop a menos a cada duplicação da sua sensibilidade:

EV necessário = EV da cena + log₂(ISO / 100)

Assim, um filme ISO 400 sob sol forte precisa de EV 17: f/16 a 1/500 dá 16,97. A leitura de exposição na cena é a diferença entre o EV de que a cena precisa e o EV que você ajustou. Números positivos significam luz demais, números negativos, luz de menos. A barra do medidor sob ela tem o meio no zero e vai de três stops abaixo a três stops acima.

A velha regra prática chamada Sunny 16 diz que, sob sol forte, você ajusta f/16 e um tempo de exposição de 1 sobre a sensibilidade do filme. Para ISO 100 isso é f/16 a 1/125, EV 14,97, o que combina com o EV 15 do sol forte. Uma das tarefas pede que você a encontre.

Abertura: por que um número maior é um furo menor

O número f é a distância focal dividida pelo diâmetro da abertura. A aula de Stanford dá o exemplo de f/2 em uma objetiva de 100 mm, uma abertura de 50 mm de diâmetro. Na objetiva de 50 mm da SLR, f/2 significa uma abertura de 25 mm de largura e f/1,4 uma de 35,7 mm.

A luz que chega ao filme é proporcional à área da abertura, portanto ao quadrado do seu diâmetro, e diminui com o quadrado da distância até o filme. Dividindo uma coisa pela outra, sobra 1 / N². Duplicar N, portanto, reduz a luz a um quarto, e para reduzi-la à metade você multiplica N pela raiz quadrada de 2, cerca de 1,4. É por isso que os números f de uma objetiva vão de 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16 a 22: cada um deixa entrar metade da luz do anterior.

As lâminas do diafragma ficam na objetiva. Na cena, olhe a SLR de frente e aperte "Disparar" com a abertura em f/16: as lâminas se fecham em um pequeno furo de seis lados e voltam a abrir. Em uma SLR de verdade você não veria isso enquanto olha pela câmera. A objetiva fica toda aberta para que o visor seja claro, e as lâminas se fecham até a abertura de trabalho só no momento da foto.

Profundidade de campo em números

Uma objetiva foca exatamente em uma distância. Um ponto à frente ou atrás dela se espalha em um pequeno disco no filme. O aplicativo de profundidade de campo de Stanford chama de círculo de confusão o maior disco que ainda parece um ponto. Enquanto o disco de um ponto continua menor do que isso, o ponto ainda parece nítido, e a faixa de distâncias em que isso vale é a profundidade de campo. O modelo usa um círculo de confusão de 0,03 mm para filme de 35 mm e valores maiores para filmes maiores: 0,05 mm para 6 x 6 cm, 0,1 mm para chapas de 4 x 5 polegadas e 0,15 mm para a placa de daguerreótipo.

Para uma objetiva de distância focal f focalizada na distância s, um ponto à distância d forma um disco de diâmetro

c = f² × |d − s| / (N × d × (s − f))

e os limites próximo e distante da nitidez resultam da distância hiperfocal

H = f² / (N × c) + f.

A objetiva de 50 mm da SLR em f/2,8, focalizada no manequim a 3 m, dá H = 29,8 m e uma zona nítida de 2,73 m a 3,33 m, com apenas 0,6 m de profundidade. Feche para f/8 e a zona vai de 2,34 m a 4,19 m. Em f/16 ela vai de 1,92 m a 6,92 m. A regra da aula de que duplicar o número f duplica a profundidade de campo vale bem aqui, onde o assunto está muito mais perto do que a distância hiperfocal.

Focalize na própria distância hiperfocal e tudo, da metade dessa distância até o infinito, fica nítido. Para a objetiva de 50 mm em f/8, H é 10,5 m, então focalizar a 10,5 m deixa tudo nítido de 5,2 m até o horizonte. A tarefa chamada "Tudo nítido" precisa desse truque com uma objetiva de ângulo mais aberto: a objetiva de 28 mm em f/16 tem H = 1,66 m, então focalizar ali mantém nítidos as flores a 1,5 m, o manequim e as árvores.

Desfocar o fundo funciona no sentido contrário. A objetiva de 135 mm em f/2,8 focalizada a 3 m transforma um ponto muito distante em um disco de 2,27 mm de diâmetro, 5,25 % da diagonal do quadro. O mesmo ponto, pela objetiva de 50 mm com o mesmo número f, forma um disco de apenas 0,303 mm. A barra sob os controles mostra cada objeto da cena como um ponto: verde quando seu disco é menor do que o círculo de confusão, vermelho quando é maior.

Tempo de exposição e movimento

O obturador decide por quanto tempo o filme vê a cena, e tudo o que se move durante esse tempo deixa um rastro. A aula de Stanford diz de modo simples: duplicar o tempo de exposição duplica o borrão de movimento.

Para algo que cruza o quadro com velocidade v e à distância d, o rastro no filme é

borrão = v × t × f / (d − f).

A bola da cena cruza a 4 m. A 10 m/s e 1/1000 de segundo, sua imagem se move 0,127 mm no filme pela objetiva de 50 mm. A própria bola se move 10 mm, menos de 1/20 de sua largura de 22 cm, e parece congelada. A 1/60 de segundo sua imagem se move 2,11 mm e ela vira um borrão. A tarefa "Pare uma bola em movimento" pede que a bola se mova menos de um décimo da sua própria largura enquanto o obturador está aberto.

A câmera também se move. A aula diz que as pessoas conseguem segurar uma câmera na mão até cerca de 1/60 de segundo e dá a regra prática de que o tempo mais lento seguro é 1 sobre a distância focal, 1/180 de segundo para uma objetiva de 180 mm. O modelo transforma essa regra em números: uma câmera na mão oscila a 0,03 radiano por segundo, o que a 1/50 de segundo, com uma objetiva de 50 mm, borra a imagem em 0,03 mm, um círculo de confusão. A 1/15 de segundo o borrão é de 0,1 mm e a leitura avisa sobre tremor. O controle "Tripé" o elimina.

Dois tipos de obturador

Há duas maneiras de abrir e fechar o caminho da luz. Um obturador central fica dentro da objetiva: um anel de lâminas finas sobrepostas que se abrem a partir do meio e se fecham de novo. Um obturador de cortina fica logo à frente do filme: duas cortinas que correm pelo quadro uma depois da outra.

A aula de Stanford lista a troca entre os dois. O obturador de cortina é barulhento, rápido (até 1/4000 de segundo em câmeras posteriores) e distorce o movimento. O obturador central é silencioso e mais lento, até cerca de 1/500 de segundo, e cada objetiva precisa do seu, já que ele fica dentro da objetiva.

Na cena, a câmera de grande formato e a reflex de duas objetivas têm obturadores centrais, e a câmera de uso único tem uma única lâmina de mola que dispara por cima da abertura. A telemétrica e a SLR têm obturadores de cortina. A câmera de daguerreótipo não tem nenhum dos dois, só a tampa da objetiva. O Science Museum Group guarda também um antigo obturador de aba de cerca de 1885, feito de madeira, metal e feltro e com 83 x 80 x 27 mm de tamanho, um passo entre a tampa e os obturadores das câmeras posteriores. Você pode encontrá-lo no chão, ao lado do tripé da câmera de grande formato.

Como uma fenda faz 1/1000 de segundo

Um obturador de cortina não consegue abrir o quadro inteiro, mantê-lo aberto e fechá-lo em um milésimo de segundo: as cortinas teriam de se mover com uma velocidade impossível. Em vez disso, as duas cortinas correm com a mesma velocidade constante, e a segunda parte um tempo determinado depois da primeira. Entre elas viaja uma fenda, e cada faixa do filme só vê luz enquanto a fenda passa por cima dela. A largura da fenda define o tempo de exposição:

largura da fenda = comprimento da janela × t / tempo de travessia.

No modelo, as cortinas metálicas da SLR atravessam sua janela de 24 mm em 7 milésimos de segundo. A 1/1000 de segundo a fenda tem 24 × 1 / 7 = 3,43 mm de largura, a 1/500 tem 6,86 mm e a 1/250 tem 13,71 mm. A 1/125, 8 milésimos de segundo, a primeira cortina já chegou ao fim antes de a segunda partir, e por um instante o quadro inteiro está aberto. As cortinas de pano da telemétrica atravessam sua janela de 36 mm de lado a lado em 20 milésimos de segundo no modelo, então a 1/500 sua fenda tem 3,6 mm e a 1/100 tem 18 mm.

É isso que o primeiro passo do passeio mostra. O filme na parte de trás aberta da câmera é pintado faixa por faixa à medida que a fenda passa, com uma linha clara onde a luz atravessa. A imagem pintada só fica do lado certo depois que você a gira 180 graus, porque a objetiva a projeta de cabeça para baixo e invertida. A imagem latente de um filme de verdade não pode ser vista de jeito nenhum até ser revelada; o modelo mostra onde a luz caiu.

Como o alto do quadro e a parte de baixo são expostos em momentos diferentes, um assunto que se move depressa é desenhado em lugares ligeiramente diferentes em cada faixa. O Los Angeles County Museum of Art guarda a fotografia de Jacques Henri Lartigue At the A.C.F. Grand Prix 1912, que a aula de Stanford usa para mostrar esse efeito de um obturador de cortina. Na cena, chute a bola a 20 m/s e fotografe-a com a SLR a 1/1000. Sua imagem se move a 253 mm por segundo pelo filme, de modo que nos 7 milésimos de segundo que a fenda leva para cruzar o quadro ela se desloca 1,77 mm, 7,4 % da altura do quadro, e a bola fica inclinada.

Flash e a fenda

Um flash dura um tempo muito curto, então congela tudo o que ilumina. Com um obturador de cortina, ele precisa disparar em um momento em que o quadro inteiro está aberto: depois de a primeira cortina terminar e antes de a segunda partir. Isso só é possível quando o tempo de exposição é pelo menos tão longo quanto o tempo de travessia. O tempo de sincronização do flash da SLR do modelo é 1/125 de segundo, mais longo que seus 7 milésimos de segundo de travessia.

Escolha um tempo mais curto e o flash, disparado quando a primeira cortina termina, ilumina só a faixa do filme por onde a fenda está passando naquele momento. A 1/250, 4 milésimos de segundo, isso é 4 / 7 = 57 % do quadro, e o resto da imagem recebe apenas a luz do ambiente. A tarefa "Meia foto de flash" pede que você cometa esse erro de propósito. Os obturadores centrais abrem o quadro inteiro de uma vez, então funcionam com flash em qualquer tempo de exposição.

Quanta luz o flash acrescenta depende da distância. O número-guia de um flash é o número f vezes a distância que ele ilumina corretamente em ISO 100. O flash da SLR do modelo tem número-guia 20, então um assunto a 3 m é iluminado corretamente em f/6,67 e, com filme ISO 400, que duplica o número-guia, em f/13,3. Algo duas vezes mais distante recebe um quarto da luz, e é por isso que as árvores numa foto com flash ficam escuras.

Sensibilidade do filme e grão

A sensibilidade do filme diz quão pouca exposição um filme precisa. Cada duplicação do número ISO economiza um stop: um filme ISO 400 precisa de um quarto da luz de um ISO 100, e um ISO 3200 precisa de 1/32 dela. A aula de Stanford dá o nome do preço: o filme troca sensibilidade por grão. A cópia na cena acrescenta um grão que cresce com a raiz quadrada da sensibilidade do filme, de modo que a rua à noite em ISO 3200 sai clara o bastante e visivelmente áspera.

A sensibilidade do filme era medida muito antes da escala ISO. O Science Museum Group guarda o actinógrafo de Hurter e Driffield de 1888, patente 5545, uma régua de cálculo de madeira com escalas de número f, tempo e iluminação e da sensibilidade H e D que os dois haviam definido. Ele faz na madeira o que a tabela de exposição sob os controles faz na página.

O próprio filme não responde à luz em linha reta. Passado certo ponto, mais luz faz pouca diferença, e abaixo de certo ponto, luz de menos não deixa nada. O modelo imprime cada imagem por uma curva com um pé e um ombro e dá a cada processo uma faixa diferente: o filme negativo colorido mantém detalhe quatro stops acima, o preto e branco três, e a cópia instantânea e o daguerreótipo menos. Essas latitudes são valores do modelo, escolhidos para mostrar a diferença entre os processos.

A SLR: um espelho e um prisma

A SLR deixa você olhar pela mesma objetiva que faz a foto. Um espelho a 45 graus atrás da objetiva envia a luz para cima, até uma tela de focalização, e um prisma de vidro de cinco lados acima da tela vira a imagem para o lado certo para o seu olho. Quando você aperta o disparador, o espelho sobe e sai do caminho, as cortinas fazem o seu trabalho e o espelho volta a descer.

As peças surgiram em épocas diferentes, e o Science Museum Group tem uma câmera para cada passo. A Kine Exakta, fabricada em Dresden em 1936, é uma SLR para quadros de 24 x 36 mm em filme de 35 mm. A Contax S, lançada na Feira de Primavera de Leipzig em 1949, tinha um pentaprisma fixo ao nível dos olhos e foi uma das primeiras SLR com pentaprisma; seu obturador de cortina de tecido corria de lado, de 1/2 a 1/1000 de segundo. A Asahiflex IIB de 1954 tinha um espelho de retorno instantâneo, de modo que a visão voltava assim que a foto era tirada.

A SLR da cena é de um tipo posterior, com um obturador metálico que corre de cima para baixo. Ative "Ver o interior" e observe-a de lado enquanto o disparador é apertado. No modelo, a objetiva fecha o diafragma nos primeiros 6 milésimos de segundo, o espelho está levantado aos 14, a primeira cortina parte aos 16 e, quando a segunda cortina termina, o espelho e a abertura retornam. A 1/250 a sequência inteira leva cerca de 50 milésimos de segundo, que é o tempo do modelo e não a medição de uma câmera. Uma das tarefas pede que você coloque os seis eventos em ordem.

Duas pequenas coisas do modelo vêm do registro da câmera de 1949. O botão de rebobinagem traz um lembrete de filme, um disco que mostra o tipo e a sensibilidade do filme carregado, e a frente do corpo tem uma alavanca do disparador automático.

A telemétrica: duas janelas e nenhum espelho

Uma câmera telemétrica não tem espelho. Você olha por uma janela separada, e uma segunda janela, a poucos centímetros, vê o mesmo assunto de um ângulo ligeiramente diferente. No visor, as duas vistas são sobrepostas, e girar o anel de foco move uma delas até as duas imagens se alinharem. A distância em que elas se alinham é calculada a partir do ângulo entre as duas linhas de visada, do mesmo modo como os agrimensores medem distâncias.

A primeira Leica de produção do Science Museum Group, fabricada em Wetzlar por volta de 1925, é o modelo para esta máquina. Ela tinha uma objetiva fixa de 50 mm f/3,5 que não podia ser trocada e um obturador de cortina com sete tempos de 1/20 a 1/500 de segundo, mais uma marca rotulada Z. O registro de outra Leica I dá seu tamanho como 65 x 130 x 55 mm, pequeno o bastante para o bolso de um casaco. Ative o manequim e compare.

As cortinas da telemétrica são de pano sobre rolos e correm de lado, então na cena a fenda varre o filme de um lado ao outro. Sem espelho para subir, o disparo é mais silencioso e mais rápido, e nada escurece a visão no momento da foto.

A reflex de duas objetivas: duas objetivas, um espelho

A reflex de duas objetivas coloca duas objetivas iguais uma sobre a outra. A objetiva de baixo faz a foto por meio do seu obturador central. A objetiva de cima serve só para olhar: um espelho fixo atrás dela joga a imagem para cima, sobre um vidro fosco sob um capuz dobrável, de modo que você segura a câmera na altura da cintura e olha para baixo.

A Rolleiflex original do Science Museum Group, fabricada na Alemanha em 1929 depois de três anos de desenvolvimento, fazia fotos de 6 x 6 cm em filme em rolo 117. Sua objetiva de tomada era uma Tessar de 75 mm f/4,5; sua objetiva de visada era uma f/3,1 mais clara, para focalizar. O obturador Compur tinha os tempos 1, 1/2, 1/5, 1/10, 1/25, 1/50, 1/100 e 1/300 de segundo, com B e T. O vidro fosco tinha um nível de bolha, e o capuz, uma lupa e um espelho para uso ao nível dos olhos. Os discos do modelo seguem esse registro, e o nível e a lupa são coisas escondidas a encontrar.

Como a imagem na tela vem de um único espelho, ela é invertida da esquerda para a direita. Olhe para baixo, para a tela na cena: a casa está do lado errado. Seguir um assunto em movimento exige prática, já que girar a câmera para a esquerda desliza a imagem para a direita.

A câmera de grande formato: de cabeça para baixo sob um pano preto

Uma câmera de grande formato é uma objetiva em uma prancha, um vidro fosco em uma moldura e um fole dobrável entre eles, tudo sobre um trilho. Você focaliza deslizando a frente ou o fundo ao longo do trilho enquanto olha para o vidro fosco, em geral sob um pano preto para sombreá-lo. A imagem ali fica de cabeça para baixo e invertida. Quando está certa, um chassi com uma folha de filme entra no lugar onde ficava o vidro fosco, sua tampa é retirada e o obturador central na objetiva é disparado.

O modelo usa filme em chapa de 4 x 5 polegadas com uma objetiva de 150 mm, e seu obturador central vai de 1 segundo a 1/500. Com um filme tão grande, o círculo de confusão pode ser maior, 0,1 mm no modelo, o que compensa em parte a pouca profundidade de campo da objetiva longa. Um tripé é indispensável nesses tamanhos.

1839: minutos diante da objetiva

A câmera Giroux era vendida para o daguerreótipo. Cada foto é uma imagem única sobre uma placa prateada, sem negativo do qual copiar, e as placas eram muito lentas.

Dois objetos contam a história inicial na cena. O Bayerisches Nationalmuseum guarda uma moldura de passe-partout, de cerca de 1838, que traz a dedicatória de Daguerre a Luís I da Baviera. O Science Museum Group tem uma câmera de daguerreótipo toda de metal, fabricada por Voigtlander em Viena em 1841, para placas redondas de 95 mm de diâmetro, com uma objetiva Petzval de cerca de f/3,8. Seu registro explica que, quando a imagem estava nítida na tela de focalização, o fotógrafo ia para o quarto escuro e trocava a tela por uma placa de daguerreótipo. Uma objetiva de retrato do tipo Petzval da mesma coleção, de cerca de 1860, é uma objetiva dupla f/5,3 de distância focal de 8 polegadas, com abertura fixa.

A câmera de daguerreótipo do modelo tem uma objetiva f/15 e uma placa cuja sensibilidade é ajustada de modo que uma rua ensolarada precise de cerca de 5 minutos (298,5 segundos no modelo). É uma estimativa feita para o modelo, não uma sensibilidade de filme medida: na escala ISO isso dá cerca de 0,0023. Em 5 minutos, um pedestre de 45 cm de largura que se move a 1,4 m/s cobre qualquer ponto da rua por cerca de um terço de segundo, 0,107 % da exposição, e quase não deixa marca. O manequim parado fica. Aperte "Disparar" no daguerreótipo e veja os pedestres se apagarem da cópia.

Um daguerreótipo é visto do mesmo lado que ficou voltado para a objetiva, e não há negativo para virar a imagem de novo. Por isso o modelo, como uma placa, mostra a cena invertida da esquerda para a direita.

Negativos de papel e uma maneira de fixá-los

Na mesma época, na Inglaterra, William Henry Fox Talbot trabalhava com papel. O Carnegie Museum of Art observa que ele patenteou seu processo do calótipo em 1841; suas exposições mais curtas tornaram possíveis interiores e retratos, e um negativo de papel podia dar muitas cópias. A câmera Giroux do Museu Victoria e Alberto é uma que Talbot possuía e modificou para o seu processo em papel, e o registro do museu diz que ele também tinha caixas pequenas e rústicas que sua esposa chamava de ratoeiras. Uma delas está sobre um banquinho ao lado da câmera de daguerreótipo na cena.

Uma imagem feita com sais de prata continua escurecendo à luz, a menos que os sais não usados sejam removidos. O artigo de Nancy Reinhold para o American Institute for Conservation descreve como Talbot primeiro estabilizou suas imagens com iodeto de potássio e com sal comum, e como ele soube do tiossulfato de sódio por John Herschel, que fixou metade de um desenho com ele quando Talbot o visitou em 1 de fevereiro de 1839. A anotação do próprio caderno de Herschel de 29 de janeiro de 1839, citada pela Digital History da University of Houston, registra que o "hyposulphite of soda" lavava o sal de prata: "Succeeds perfectly." Os quartos escuros ainda o chamam de hipo.

Filme em rolo e o instantâneo

Placas e chapas de vidro tinham de ser carregadas uma de cada vez. O filme em rolo e uma câmera simples mudaram quem podia tirar fotos. A patente americana 388,850, publicada em 4 de setembro de 1888, cobre a caixa, o suporte da objetiva e o obturador, e o porta-filme da câmera de George Eastman. O Science Museum Group guarda uma câmera Kodak original de 1888 cortada ao meio para mostrar seu interior: madeira, couro, latão, celuloide e barbante em uma caixa de 100 x 172 x 85 mm.

Doze anos depois, o preço caiu de novo. O registro do Science Museum Group sobre a No. 1 Brownie diz que a Brownie de 1900 custava 1 dólar nos Estados Unidos e 5 xelins na Grã-Bretanha, e que mais de 100.000 foram vendidas no primeiro ano.

No quarto escuro

A imagem em um filme exposto é invisível. A luz alterou alguns átomos em alguns dos grãos de halogeneto de prata, e só a revelação transforma esses grãos em prata metálica que pode ser vista. A nota do Canadian Conservation Institute sobre o processamento de filme e papel em preto e branco lista cinco etapas: revelação, banho de parada, fixação, lavagem e secagem.

O filme é enrolado numa espiral de revelação em escuridão total, já que o filme responde a todas as cores, e para um tanque à prova de luz. A revelação leva então vários minutos, de 4 a 9 conforme o filme. Um banho de parada, em geral uma solução de ácido acético a 2 % em água, a interrompe em 15 a 30 segundos. O fixador, tiossulfato de sódio ou de amônio, dissolve o halogeneto de prata que não foi revelado, e só então o negativo pode ver a luz com segurança. A lavagem leva embora o fixador; a nota alerta contra deixar filmes ou cópias na água de lavagem durante a noite. O papel revela mais depressa, em 60 a 120 segundos, e o papel preto e branco não é sensível ao vermelho, de modo que as cópias podem ser feitas sob uma fraca luz de segurança vermelha.

Na cena, o relógio do quarto escuro corre 30 vezes mais depressa do que na vida real. Carregue a espiral e a sala fica escura. Revele o filme e os negativos das suas próprias fotos aparecem no varal de secagem, escuros onde a cena era clara. Faça uma cópia e sua última foto surge na cuba do revelador. O Science Museum Group também tem um tanque de revelação Premo para filmes em pacote de cerca de 1908, que revela doze filmes de uma vez em um suporte em forma de colmeia; ele está escondido na bancada.

Fotografia instantânea

A ideia de Edwin Land era uma câmera que faz dentro do filme o trabalho do quarto escuro. Sua patente com prioridade de 15 de janeiro de 1947, concedida em 27 de fevereiro de 1951, descreve um produto fotográfico que traz um recipiente rompível com líquido de processamento. Uma segunda patente, depositada em 29 de agosto de 1946 e concedida em 10 de fevereiro de 1948, cobre um aparelho que expõe e processa o filme. A Polaroid Land Camera Model 95 do Science Museum Group foi fabricada de 1948 a 1953 em Cambridge, Massachusetts.

A cor demorou mais. A história do marco da American Chemical Society descreve como Howard Rogers propôs a molécula do revelador corante, um corante unido a um revelador, e como a empresa fabricou e testou cerca de 5000 compostos ao longo de vários anos. No filme colorido que saiu em 1963, moléculas ácidas em uma camada de polímero da folha positiva encontravam o revelador alcalino depois que ele havia feito seu trabalho, fixando os corantes no lugar.

Dentro da cópia integral

A câmera instantânea dobrável de 1972 pôs tudo em um único cartão que sai da câmera e se revela na sua mão. A American Chemical Society descreve a unidade de filme como tendo cerca de 2 mm de espessura e 17 camadas: folhas de polímero, uma camada receptora de imagem, reagente, camadas de temporização e de reflexão da luz e um negativo de três cores. Land escreveu em The Photographic Journal, em 1974, que, quando o filme é ejetado, hidróxido de potássio em poucas gotas de água é espalhado em uma camada de 26/10.000 de polegada de espessura, cerca de 0,066 mm, e que durante vários minutos as reações se sucedem nesse fino sanduíche.

O conjunto de camadas ao lado da câmera na cena mostra 15 das camadas na ordem dada na revisão da Society for Imaging Science and Technology sobre imagem instantânea e na patente de filme integral de Land de 1968. A luz entra pela janela de poliéster transparente e passa pela camada receptora de imagem, que ainda é transparente, para chegar a três camadas sensíveis à luz: sensível ao azul no alto, depois ao verde, depois ao vermelho, cada uma com seu revelador corante abaixo (amarelo, magenta e ciano). Quando a cópia sai da câmera, dois rolos estouram a bolsa e espalham o reagente entre a camada receptora e o negativo. Onde uma camada de cor registrou luz, seu revelador corante é consumido na revelação dessa camada e fica parado; onde não registrou, o corante sobe até a camada receptora. A luz azul, por exemplo, retém o corante amarelo e deixa passar o magenta e o ciano, e esses dois juntos parecem azuis.

Enquanto tudo isso acontece, a imagem precisa ficar no escuro, embora a cópia já esteja para fora, à luz do dia. O reagente traz pigmento branco e corantes opacificantes que mantêm a luz fora na alta alcalinidade do início. A revisão explica por que é preciso uma camada de temporização: os corantes precisam de tempo para se mover antes que o pH caia, então a camada de temporização atrasa o momento em que a camada ácida neutraliza o álcali. Quando o ácido passa, o opacificante clareia e os corantes param. O artigo de Martin Krieger sobre o sistema na Optical Engineering observa que o filme integral demorava mais do que os 60 ou até 10 segundos dos processos anteriores, e que ver a imagem aparecer ao longo de vários minutos passou a fazer parte do atrativo. No modelo, a imagem está a 90 % do valor final após 254 segundos; a sequência acelerada corre 20 vezes mais depressa do que na vida real, e 40 vezes quando a cena está em andamento.

O mesmo artigo ressalta que uma cópia SX-70 não tem estrutura de grão, já que a imagem é corante sobre um fundo de pigmento branco. A cópia instantânea do modelo também não tem grão.

A câmera dobrável em torno do filme

A câmera tinha de se dobrar até ficar plana, pôr um espelho no caminho da luz e empurrar a cópia para fora entre rolos. A patente de Land, Blinow e Eloranta, concedida em 6 de fevereiro de 1973, descreve uma SLR totalmente automática que se dobra até ficar fina o bastante para um bolso, com um motor ao lado do cassete de filme e uma estação de processamento por rolos do outro lado. A mesma patente diz que o cassete contém uma bateria plana na sua parte mais baixa, ligada a terminais na base da câmera. A bateria estava no filme, de modo que cada pacote novo trazia uma nova.

O registro da câmera SX-70 Land do Science Museum Group lista exposição automática com um controle para escurecer e clarear, focalização através da objetiva por um sistema de espelhos com telêmetro de imagem dividida e ejeção motorizada do filme, em uma câmera de 130 x 110 x 178 mm quando aberta. Na cena, a câmera escolhe sozinha seu tempo de exposição a partir da luz, e tanto a roda de escurecer e clarear quanto a imagem dividida são coisas escondidas a encontrar.

O espelho importa porque a cópia é vista do lado de onde foi exposta. Uma imagem vista do lado exposto estaria invertida, de modo que uma reflexão na câmera a vira antes. A revisão descreve o filme integral PR-10 da Kodak como exposto por um lado e visto pelo outro, e é por isso que suas camadas são empilhadas de outra maneira.

A câmera que você usa uma vez

A câmera de uso único inverte a ideia de vender uma câmera: você compra o filme, e a câmera vem com ele. A patente da Fuji, com prioridade de 20 de agosto de 1986 e concedida em 28 de novembro de 1989, descreve uma carcaça de filme dotada de objetiva de tomada, obturador simples e avanço do filme, vendida com o filme dentro em qualquer lugar onde se vende filme. O Science Museum Group também guarda câmeras de uso único, entre elas uma câmera Fuji de 2002 para 27 poses, de 110 x 123 x 35 mm.

Uma câmera assim não tem nada a ajustar, então seus ajustes precisam servir para a maioria das fotos. O modelo usa uma objetiva de 32 mm em f/10, um único tempo de exposição de 1/100 de segundo e filme ISO 400; são valores típicos escolhidos para o modelo. Fixa em f/10, a objetiva fica focalizada na sua distância hiperfocal de 3,4 m, de modo que tudo, de cerca de 1,7 m até o horizonte, fica aceitavelmente nítido. Seu valor de exposição é log₂(100 × 100) = 13,29; o filme ISO 400 sob sol forte precisa de EV 17, então a imagem sai 3,7 stops acima. O filme negativo colorido mantém detalhe até esse ponto, e na sombra ou com o flash embutido a mesma câmera fica quase certa.

Como o modelo difere das câmeras reais

As máquinas são genéricas, sem nomes de fabricantes. Onde um registro de museu ou uma patente dá um número (tempos, aberturas, tamanhos de quadro, datas), o modelo o usa. Onde nenhum dá, o modelo usa um valor típico e diz isso sob os controles: os níveis de luz, os tempos de travessia das cortinas (7 milésimos de segundo para a SLR, 20 para a telemétrica), os números-guia dos flashes, a sensibilidade e a objetiva da placa de daguerreótipo, a objetiva de 116 mm f/8 e o filme ISO 150 da câmera instantânea, os ajustes da câmera de uso único e a taxa de tremor da mão.

A cópia é desenhada, não fotografada. Cada objeto é desfocado pelo seu próprio disco, as fórmulas são as de uma objetiva fina, e as curvas do filme são simples. As objetivas reais têm aberrações, os obturadores reais aceleram e desaceleram enquanto correm, e os filmes reais têm desvios de cor que o modelo deixa de fora. O tempo da SLR é um modelo da ordem dos eventos, não um disparo medido. O relógio do quarto escuro corre 30 vezes mais depressa, e a sequência acelerada da cópia instantânea, 20 ou 40 vezes.