CHAPITRE VI

raSTRlMBλT8 Ql’I FOIRKISSENT L* ÜOTIÎN DE TRACER SIR LE PAPIER

LES CONTOURS ET LES DÉTAILS DE l’iXAGE Ql’iLS PRODUISENT.

3.37. Chambre noire. Cet instrument est destiné à produire snr une surface blanche telle qu’une feuille de papier, une image réelle des objets qui sont placés d’une manière convenable; et si elle est formée dans un lieu privé d’ailleurs de toute autre lumière , elle est assez nette pour permettre d’en suivre tous les contours, pour donner, en quelque sorte, le moyen de calquer le tableau que présente la nature.

La chambre noire se compose d’un miroir et d’une lentille. Soit AB {fig. 26i) , un objet situé en pré.sence d’un miroir MN incliné de 5fl« sur l’horizon. Les rayons lumineux qui partent de AB seront réfléchis par le miroir sui\ant la loi indiquée n® 290. Ils donneraient pour un mil dirigé sur le miroir, l’apparence d’un corps symétrique à AB, et situé autant en arrière du miroir que ce dernier l’est en avant. Si les rayons réfléchis et divergents viennent à rencontrer une lentille K, ils seront modifiés dans leur direction, et viendront former une suite de foyers dont l’ensemble constituera l’image ab de AB. Cette image .sera d’autant plus nette que la surface sur laquelle elle se peindra sera, ainsi que la tête de l’observateur, enveloppée par un rideau épais qui empêchera rintroduclion de toute autre lumière que celle qui produit l’image.

La table et la lentille doivent être mobiles, l’une par rapport à l’autre, afin d’amener la première ou foyer conjugué de l'image virtuelle formée par le miroir plan. Lorsque l’objet considéré AB sera placé à des distances assez petites pour que scs variations de positions influent sur le lieu de formation de l’image réelle ab, celle-ci augmentera pour doux causes, quand AB se rapprochera ; 1° l’augmentation de l'angle O qui n’influera pas sur la clarté de l’image, car les rayons lumineux croîtront dans le même rapport que les surfaces ; 2“ l’éloignement obligé de la table qui coupera

INSTRUMENTS CATADIOPTRIQUES.

cet angle pins loin de son sommet et déterminera une image plus grande. Cette seconde cause diminuera lu clarté de ab propor* tionnellement au carré de la distance focale.

Les considérations précédentes expliquent pourquoi le temps de pose doit être d’autant plus grand dans l’exécution des portraits photographiques, qu’on veut obtenir des images grandes elles-mêmes, avec la même chambre noire, bien entendu.

Mais dans l’usage habituel de la chambre noire destinée à donner l’esquisse des paysages, ou dans son emploi pour la reproduction photographique d’une vue de la campagne, la clarté reste constante, quelle que .soit la distance des objets, abstraction faite ' de la perspective aérienne.

Observons que celte constance se rapportera également l’échelle du tableau lorsqu’il s’agit d’objets éloignés. Celui-ci est obtenu aveu des dimensions telles ^uc celles qu’on obtiendrait par les procédés ordinaires de la perspective, en plaçant le tableau à une distance de l’œil égale à 1a distance focale priucijtalc de la lentille employée. Pour augmenter l’échelle du tableau, il faudrait nécessairement changer l’objectif.

338. Maintenant, on modifie l’appareil, en remplaçant le miroir et la lentille par un prisme qui fait fonction de l’an et de l'autre. Ce prisme [fig. 265) , dont MNP est une section perpendiculaire à scs arêtes , a une face MN plane et inclinée à 50». C’est elle qui fait fonction du miroir et qui rélléchit les rayons qu’envoie l’objet AB. Ces rayons sont rendus moins divergents, quelquefois même convergents, au moment où ils pénètrent dans le prisme par la face antérieure MP qui est un segment de sphères; puis les rayons réfléchis, en traversant la troisième faee NP sphérique aussi, deviennent plus convergents encore, et concourent vers des foyers a et b. Il est à remarquer que , pour ne pas voir l’image renversée , l’observateur doit se placer de manière à tourner le dosù l’objet.

Enfin, une autre chambre noire plus portative se compose d’une botte rectangulaire dont CÜEF (fig. 266) est une section longitudinale. Dans la face CD est enchâssée une lentille biconvexe M, dont la distance focale principale est égale à la profondeur de la boite. Un miroir plan NP incliné à 50» sur le fond de la boite , et partant de l’arête supérieure horizontale F intercepte les rayons lumineux : ceux-ci, qui arrivaient convergents, sont réfléchis convergents aussi, cl produisent une image a'b’ au lieu

OPTIIHE.

de ab qui aurait été formée si l’on n’avait pas placé le miroir. Si donc la portion FG de la face supérieure est remplacée par une glace dépolie, on pourra, en y jetant les yeux, voir une image de AB.

3.?9. Chambre claire ou caméra lucida. Cet instrument, dont le but est analogue à celui du précédent, se compose d’un prisme quadrangulaire : il fait apparaître une image virtuelle qui, pour l’observateur, semble être sur une surface blanche, où il lui est loisible de conserver les contours, en les suivant avec un crayon.

Soit MNPQ (fig. 267), un prisme quadrangulaire dont l’angle M soit droit et l'angle en P très-obtus : il doit avoir 135° environ. On tourne la face MN verticale vers l’objet A que l’on veut dessiner. Les rayons frappant presque normalement la face M.\, éprouvent infiniment peu de réflexion , et ne dévient guère de leur direction première par le fait de la réfraction. Lorsqu’ils atteignent le plan MN très-obliquement, ils sont entièrement réfléchis : il en est de même à l’égard de la troisième face PQ ; puis enfin , en repassant dans l’air vers l’arête Q de la face horizontale et supérieure MQ, ils s’écartent par suite de la réfraction, plus qu’ils n'ont fait dans le précédent trajet : d’où il résulte qu’un œil placé vers Q, et regardant en bas, recevra par l’elTet d’un certain nombre de ces rayons, la sensation d’une image virtuelle formée quelque part en a. Comme le corps de l’observateur ne peut être posé entre l’objet et le prisme, sous peine d’intercepter tous les rayons, il doit être placé du côté opposé, et c’est pour ce motif que le prisme est quadrangulaire : car c’est l’effet des deux réflexions successives qui redresse l’image. Celleci serait plus nette, mais renversée, si l’on employait un prisme triangulaire.

Un observateur placé vers le point O de façon à avoir sa pupille partagée en deux par l’arête Q pourra voir simultanément la pointe d'un crayon aperçue directement et l’intersection « formée sur une table, par les rayons de l’image virtuelle a qui est placée à une distance de l’appareil égale à celle du point A de la nature.

L’expression la plus simple de la chambre claire serait une vitre verticale sur laquelle un œil, invariablement fixé., pourrait suivre avec un style les intersections des pinçeaux lumineux très-déliés qui partant de chaque point de la nature arrivent à la

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INSTRUMENTS UATADIOPTRIOUES. 333

pupille. On a substitué à ce système, inapplicable pratiquement, la chambre claire que nous venons de décrire, mais en lui laissant quelques-uns de ses inconvénients, .\insi, l'œil doit, pendant toute la durée du travail, occuper la même position ; il n'est pas apte à voir simultanément bien deux objets tels que le crayon placé en « à une très-petite distance et le point a situé à une distance égale à celle de la nature. D’un autre cété , cette chambre claire a l’avantage de permettre l’exécution de dessins à une échelle quelconque. Rien, en elTet, n'a précisé la distance de la table T qui doit seulement être assez rapprochée pour que le bras armé du crayon puisse l'atteindre.

Cet avantage devient quelquefois un inconvénient, comme lorsqu’il s’agit d’exécuter une perspective destinée à la confection d’un ranevas. L’interposition d’une lentille biconcave entre l’œil et l’image virtuelle peut changer celle-ci en une autre image virtuelle située à la distance focale principale, distance constante, si la lentille est fixe, qui précisera l’échelle du dessin.

On arrive au même résultat d’une manière plus commode en remplaçant la face plane QM par une surface QM' concave à l’iiiléricur qui change la dernière image virtuelle résultant de la réflexion sur PQ en une autre virtuelle également, mais située en a à une distance constante de Q, distance égale au double du rayon de QM', dans le cas ordinaire du coefficient de réfraction égal à

Dans l’usage de la chambre claire ainsi modifiée, la position de l’œil n’est plus invariable. Il suffit que celui-ci soit placé de manière à recevoir simultanément les rayons réfractés et ceux venant directement de la pointe du crayon. Enfin, observons que les deux objets, le crayon et l’image, étant situés à la même distance de l’œil, celui-ci est apte à les vojr avec une égale netteté.

340. Araici, professeur de Modène, a modifié cette première, construction imaginée par AVolIaston. Parmi les différentes combinaisons qu’il a faites avec un prisme triangulaire et une lame de verre, nous citerons seulement la suivante.

L’une des arêtes d’un prisme triangulaire, dont la section i/ig. 268) est un triangle rectangle et isocèle, est appliquée sur une lame de verre qui fait un angle de 50< avec lu face hypothénusc du prisme. Cette lame est donc parallèle à l’une des faces de l’angle droit, et celle-ci, tournée du côté de l’objet que l’on veut reproduire, n’est pas verticale, mais placée è peu près

comme l'indique la figure. De tout ce qui précède, il suit que des rayons arrivant de A et D perdent peu de leur intensité en atteignant la face antérieure du prisme : ils sont très-peu réfiéebis et presque entièrement réfractés ; tandis qu’au contraire, parvenus à la face qui fait fonction de miroir, la réflexion est complète. En sortant du prisme par sa troisième face, iis vont se réllécbir de nouveau sur lu lame de verre , et arrivent divergents à l’œil, pour lequel il y a alors image virtuelle: puis ensuite, et afin qu’elle paraisse se former à la distance convenable pour que la pointe du crayon se voie de la manière la plus nette, on modifie la divergence des rayons en inierposant parfois une lentille entre l'instrument et l’œil. On a quelquefois recours à un verre coloré, pour tempérer l’éclat de l’image qui peut neutraliser l’impression que doit causer sur la vue la pointe du crayon.

Il existe encore quelques autres instruments d’optique dont l’emploi est trop étranger à notre sujet pour que nous en fassions mention. Ceux qui voudraient en connaître les noms, la description et l’usage, devront les chercher dans les ouvrages Spéciaux. Quant à la chambre noire et à la chambre claire, il n’en a été question ici que , parce que tel ollicier peu familiarisé avec l’art du dessin pittoresque pourra s’estimer heureux d’avoir été mis à même d’employer l’un de ces instruments, s’il est obligé d’annexer la vue de quelque position intéressunte è la reconnaissance dont il a pu être chargé.

3il. SUréoictrpe. Nous terminerons néanmoins en disant quelques mots du stéréoscope, instrument d'invention assez réccute, parce qu’il précisera davantage les notions données sur la vision au chapitre IV.

Si l’on regarde avec un seul œil un objet quelconque, il se peint sur la rétine une perspective de cet objet. .Si l'on considère ensuite, avec les deux yeux, un sujet silné .s'tir un plan, les rétines reçoivent l’empreinte de deux images semblables; de telle sorte que lorsque les deux axes optiques se fixent simultanément sur chaque point particulier pour recevoir les images de ce point aux lieux de la plus grande sensibilité visuelle , les images situées hors des axes sont toujours identiques; par suite de la communication qui existe entre les nerfs optiques, les deux images de chaque point donnent lieu à une sensation unique; abstraotion faite de l’intensité de la lumière reçue, l’euet produit est le même qu’avec l’usage d’iiii .seul œil

IXSTIIUME.NTS CATADIOPTRIQÜES. 535

Mais si l’on regarde avec les deux yeux un objet de la nature ayant les trois dimensions, il n’en est plus de môme; les deux perspectives formées sur les rétines sont prises de deux points de vue différant de la distance qui sépare les centres optiques des yeux. L’oeil droit voit certaines parties du corps, telles que 111) {fig. 213) qui sont cachées à l’œil gauche et réciproquement. 11 en résulte, sur les rétines, deux images bac^d'a'r ayant des parties communes ba, b a', telles que leurs points homolognes pourront être amenés aux lieux d'extrôme sensibilité par un mouvement de rotation des yeux, et ayant également des parties distinctes ac, b'd’ qu’il y aura impossibilité de recevoir siraallanénient sur ces lieux de plus grande sensibilité. Kn sorte que lorsque le point c de l’œil gauche sera celui qui appartient >\ son axe optique, l’axe correspondant de l’œil droit cherchera vainement l’image correspondante de C.

Telle est la cause qui donne naissance au sentiment du relief, combinée toutefois avec la convergence plus ou moins grande de ces axes optiques, cause que les peintres obligés d’opérer sur une surface plane n’ont pas à leur disposition, et qu’ils cherchent à remplacer par d’autres moyens, comme l’usage des ombres dont rinflnence existe réellement dans la nature , par des portions vaguement dessinées et par l’exagération de la perspective aérienne sensible en réajité, seulement pour des grandes variations de distance. L’insullisauce des moyens qu’ils emploient est suffisamment démontrée pour quiconque s’est servi d’un stéréoscope qui restitue à des dessins plans exécutés d’une certaine manière la cause la plus influente de la sensation du relief.

Supposons que la figure 213 représente deux images bac, d'b'a.' formées avec la chambre noire d’un daguerréotype, de l’objet ABCD examiné des deux points de vue O et O ; c’est-à-dire que ces deux points sont les centres optiques de deux objectifs de même distance focale F.

Transportons, d’après le système de M. Wheastone, ces deux images en abc, a-b'd' {Hg. 21iJ ; soient m et m' deux miroirs plans perpendiculaires placés dans une position symétrique par rapport aux deux images parallèles. Cellcs-ci donneront naissance à deux images virtuelles fip, a'?'* très-voisines l’une de l’autre, mais que la disposition relative de cab, a'b'd' par rapport aux miroirs, pourrait même superposer, dans ies portions communes du moins. Les deux yeux placés en O et O' recevront des sensations isolées, les mômes t|ue celles produites dans le cas de la B-

OPTIUUE.

gure 213, et ils auront parsuitc le sentimentdu relief. Remarquons qu’il n’est pas nécessaire que les deux images soient

superposées en réalité; si elles ne le sont pas, il en résultera ce seul effet, que les deux axes optiques des yeux cherchant ù amener un point particulier a, a.', par exemple, à donner la sensation unique la plus nette, se tourneront dans les directions o/,ox' avec une convergence plus faible ou plus forte que celle qui proviendrait de la superposition de x à a'. Pourvu que le déplacement >a' soit peu considérable , on pourra voir également bien dans l’un et l’autre cas.

Sir David Brevvster a modifié cet appareil delà manière suivante :

Les images bac,d'b a' delà figure 213 obtenues parle secours de la chambre noire, sont placées en c^n^b^, a\b\d\ {fig. 215) après avoir été retournées, ce qui les met dans la même position que l’objet ABCD de la nature ; deux lentilles convergentes dont les centres optiques sont en G et G' reçoivent chacune les rayons venant seulement de l’uue des images, par suite de l'existence d’u^i écran E; elles donnent naissance à deux images virtuelles xjio, superposées exactement ou àpeu près seulement, comme dans .le cas examiné précédemment. Gette superposition, tout au uiüj^ appro;timalive , exige que la distance de leurs centres

S^l^ptiqucs soit très-peu plus grande que celle des points homolo- ^Tes deS images. Les yeux placés en 0, et 0/ près de G et G' dans le sensi^GG', afin que les rayons reçus aient traversé les parties centrales seules des oculaires, ce qui est nécessaire pour la nettej^.dc ta vision, limitent la grandeur de l’écartement GG', pur suite, .celui des points homologues des images, et enfin la grunHeur inéine de» images employées. Gette limitation n’a pas j^cu pour le stéréoscope par réflexion de Wheastone.

Les images virtuelles apo, donnent naissance sur les rétines à deux images dissemblables l’une à l’autre et

semblables à celles qui se seraient formées à l’aspect direct de l’objet à trois ddim'ensions. On aura donc ainsi le sentiment du ■ Vclief.

. jSi l’on «herchait le grossissement ou le rapport des angles G ,'etO‘goui*les"parties.communes et celui qui serait relatif aux ' pprties' isolées a, y,, on le trouverait comme celui de la lunette ... i * F

astronomique, égal à ^ rapport des distances focales de l’objectif

n, et de l’oculaire, pour l’un et l’aulrc cas. Getlc constance éUiblit la similitude des clfels produits avec l’instrument et à la vue sim-

INSTAUMEMS CATADIOPTRIQUES. 337

pie, si toutefois, dans cette dernière circonstance, les yeux ont occupé les positions mêmes attribuées aux centres optiques 0 et 0' des objectifs. Si donc la distance de ceux-ci est égale à celle qui sépare en réalité les deux yeux d’un individu , le sentiment du relief sera le même que celui produit dans le cas où on aurait examiné, à la distance réelle d de l’objet, un corps semblable

agrandi dans le rapport Si, au contraire, 00' est plus grand

que la distance S des deux yeux, l’effet résultant de l’emploi de l’iDstniment ne sera directement comparable qu’à celui qu’éprouverait un géant dont les yeux seraient écartés de la longueur 00', regardant le corps de la nature dont les dimensions seraient

dilatées dans le rapport Pour connaître l’effet analogue à celui du stéréoscope, produit sur une personne ordinaire, il sulQra de

changer toutes les dimensions proportionnellement et l’aspect de l’image sera celui d’un corps dont les cùtés seraient égaux aux c6lés naturels X ^ 507» et qui serait vu a la distance “7.

Les perspectives ordinaires donnent à toute éehelle la représentation des sujets de la nature par la comparaison, et par elle seule, des dimensions relatives des objets représentés. Autrement dit, le dessin d’une académie représente aussi bien un nain placé dans une petite chambre et vu de près, qu’un géant situé dans une grande salle et vu de loin : il n’en est plus de même pour le

stéréoscope ; il représente un nain dans le cas où - gÿj < I , ou un géant si ^ > t, et leurs distances apparentes au specta-

teur sont déterminées par

Le seul cas de similitude complète des effets produits est celui où - 1, et la distance à laquelle cet effet serait produit à

la vue simple est

Ceci explique pourquoi les paysages vos par épreuves stéréoscopiques semblent petits. Pour de tels sujets nécessairqment éloigné de l’observateur, l’influence naturelle des deux yeux est très-faible. Aussi, pour rétablir cette influence, augmente-t-on

démesurément l’intervalle 00', ce qui tend à rendre ^ ÿô’ < <id, et par suite A produire le même effet qu’on éprouve-

338 oPTiQim.

mit à l’aspect du paysage réduit de dimensions, et considéré de près.