Пытаясь разглядеть предметы, находящиеся на среднем расстоянии, близорукие люди быстро обнаруживают, что, прищурившись, они могут видеть более четко. Это так, потому что глаз в таком случае приближается по своему устройству к точечной камере, и четкость изображения меньше зависит от глубины глазного яблока. (Поэтому для обозначения близорукости и используется слово «миопия», происходящее от греческого «закрытое зрение», описывающего постоянно прищуренные глаза.) Конечно, в глаз попадает меньше света, и резкость изображения достигается за счет яркости. Более того, мышцы век устают от постоянного поддержания глаз в почти, но не до конца закрытом состоянии; результатом является головная боль. (Фактически дискомфорт вызывается напряжением глазных мышц, а не напряжением глаз.)

Камера с линзами была создана в то время, когда были изобретены способы записывать изображения. Для этого изображение должно быть сформировано на поверхности, на которую нанесены химические вещества, реагирующие на свет. В эту работу внесли свой вклад: французский физик Жозеф Нисефор Ньепс (1765–1833), французский художник Луи Жак Манде Дагер (1789–1851) и английский изобретатель Уильям Генри Фокс Толбот (1800–1877). К середине XIX века камера была уже вполне практичным устройством для создания и хранения изображений и фотография («светопись») стала незаменимой во всех областях научной работы.

Для получения ярких изображений нужно собрать как можно больше света. Для этого требуется линза большого диаметра с коротким фокусом. Чем больше диаметр, тем больше света собирается в изображение. Необходимость в коротком фокусе обоснована тем, что, как уже описывалось в гл. 2, применительно к зеркалам, чем ближе изображение к линзе, тем оно меньше. А чем меньше изображение, создаваемое из фиксированного количества света, тем оно ярче. Чтобы измерить яркость изображения, которое может создать линза, мы должны учесть оба фактора и узнать отношение фокусного расстояния (f) к диаметру (D). Это отношение, f/D, называется фокусным числом. При уменьшении f и/или увеличении D фокусное число уменьшается. Чем меньше фокусное число, тем ярче изображение.

Изображение, изначально создаваемое на пленке с химическим покрытием, становится темным в интенсивно освещенных точках (поскольку действие света заключается в выделении черных частиц металлического серебра) и светлым — в слабо освещенных точках. Таким образом, изображение получается негативным — светлым при изображении темного и темным при изображении светлого. Если свет проходит сквозь него и попадает на бумагу, покрытую светочувствительными химикатами, получается негатив негатива. Тогда вновь достигается оригинальное соотношение светлого и темного. Это позитив, и это окончательная картинка.

Позитив может быть напечатан на прозрачной пленке. В таком случае маленький, но сильный источник света может быть сфокусирован на ней посредством линзы и зеркала, а изображение — спроецировано на экран. Выходя из проектора, лучи расходятся в стороны, и изображение на экране может быть очень сильно увеличено по сравнению с изначальным позитивом. Такие устройства могут быть использованы в некоторых случаях для демонстрации фотографий, но гораздо более обширное применение они получили как средства массового развлечения.

Следующая возможность проистекает из того факта, что, когда клетки роговицы реагируют на определенный образец света и темноты, им требуется доля секунды, чтобы восстановиться и приготовиться к принятию следующего образца. Если в темной комнате помахать длинной лучиной с красным угольком на конце, то вы увидите не отдельную движущуюся точку света, а непрерывную кривую, которой можно выписывать круги и овалы.

А представьте теперь, что движущиеся объекты быстро фотографируют несколько раз подряд. На каждой фотографии положение объекта окажется слегка измененным по сравнению с предыдущей. В 1889 году американский изобретатель Томас Алва Эдисон (1847–1931) поместил такие фотографии на непрерывную ленту с перфорацией по краю.