STEP #26 - La chimica e gli strumenti scientifici

 Come descritto nello STEP #8, spesso, specialmente nelle versioni moderne dello strumento, è utilizzato uno specchio semiargentato come elemento riflettente. 
E' interessante da un punto di vista chimico andare ad approfondire l'evoluzione della fabbricazione di specchi nella storia.

I primi, rudimentali, specchi erano semplicemente lastre di materiale metallico (spesso prezioso) lucidate in maniera da riflettere la luce.

Successivamente fu sviluppata la tecnica veneziana (XIV secolo): un foglio di stagno unito ad una lastra di cristallo forniva uno specchio di eccellente qualità ma ad un prezzo molto elevato.

La tecnica moderna viene introdotta da Justus Von Liebig (1803-1873), che nel 1835 realizzò il primo specchio tramite argentatura di un pannello di vetro, utilizzando una soluzione di nitrato di argento, acido tartarico e ammoniaca.

Oggi il metallo che forma la patina riflettente è rimasto generalmente lo stesso (in alcuni casi viene utilizzato l'alluminio), ma è cambiato il metodo di applicazione.

Per l'argentatura si fa ricorso ad un processo di elettrolisi, che permette una deposizione più uniforme rispetto al metodo originale di Liebig. 

Frequentemente il vetro viene sostituito da materiali con diverse qualità o prezzo inferiore (plexiglass, lexan, plastica).

Riducendo la quantità di argento applicata otteniamo uno specchio dalle scarse proprietà riflettenti, che quindi lascia trasparire una certa percentuale di luce. L'ideale per sostituire il prisma della vecchia camera lucida! 

Specchio semiargentato di una camera lucida di Abbe (link)

STEP #25 - Cose personali

 In questo step diverso dal solito (più "personale", se vogliamo) riporterò tre cose che rappresentano diversi momenti (dovrei dire periodi) legati alla mia persona.

Memento: oggetto di memoria del mio passato. E' un mio disegno, realizzato in tenera età. Mi fu regalato un vecchio libro per bambini che trattava di varie invenzioni tecnologiche, e con la fantasia e la curiosità che si ha da piccoli mi divertivo a ridisegnare certe immagini alterandole o aggiungendo particolari. 

Utensile: strumento del proprio fare. Ho deciso di scegliere un oggetto tecnologicamente più semplice di un computer, ma con un significato ben preciso. Si tratta infatti di una calcolatrice, dispositivo che utilizzo quasi giornalmente ormai da diverso tempo, e che, rispetto ad un elaboratore generico, limita il suo utilizzo esclusivamente alla risoluzione di calcoli.

 

Feticcio: oggetto che ha una funzione magica di progetto nel futuro. Ho scelto per ricoprire questo ruolo un portafortuna: "la chiave del cassetto dei sogni", un regalo da parte dei professori per ogni alunno della mia classe al liceo. Rappresenta non solo il nostro percorso assieme, ma anche un punto di partenza per il futuro.

STEP #24 - Le parole nella storia

 Osserviamo per prima cosa l'andamento dei grafici relativi ai due strumenti camera oscura e camera lucida (nella lingua italiana). Si nota che la camera lucida, pur presentando numerosi vantaggi, ha riscosso un successo decisamente minore del suo antenato.

Analizziamo adesso alcune delle personalità più importanti che hanno avuto ruolo chiave nello sviluppo e nella realizzazione della camera lucida (in lingua inglese): William Hyde Wollaston (l'inventore), George Dollond (il primo artigiano costruttore), Jules Duboscq (costruttore successivo, STEP #11).

Wollaston, data la sua precedente attività scientifica, era già noto al momento del brevetto (1806). A questo punto notiamo che la curva di Dollond, incaricato dallo stesso inventore per la realizzazione delle prime unità, inizia a salire. 

Evidenziamo un picco nella popolarità di Wollaston che ha inizio nel 1828, anno in cui viene insignito della medaglia Royal.

Il nome di Duboscq occupa un ruolo di secondo piano, trattandosi semplicemente di un artigiano.

Infine, notiamo nel grafico della parola prism (inglese per "prisma") un lieve aumento nell'utilizzo della parola che parte dal 1806. E' necessario far notare che ciò non è necessariamente dovuto ad una correlazione con l'invenzione, benché il prisma fosse effettivamente una componente dello strumento.

STEP #23 - La normativa

 Purtroppo non sono presenti normative relative alla camera lucida in senso stretto, tuttavia sono presenti tabelle, immagini e testi che forniscono indicazioni dettagliatissime riguardo l'utilizzo dello strumento.

Principalmente si tratta di documenti provenienti dai costruttori, che dettano regole sulla messa a punto dello strumento per determinate condizioni di disegno. 

Un esempio è questa pagina estratta da un manuale di istruzioni della Berville (link):

Abbiamo poi una pagina tratta da How to build Optical Drawing Devices della Edmund Scientific, una guida completa sulla costruzione di questo tipo di strumenti. Dopo aver elencato misure e forme dei vari componenti, è presente un'utilissima tabella che riporta la lente da utilizzare in funzione della distanza dell'occhio dal foglio e dall'immagine da rappresentare (link).

Seguendo una concezione più moderna di "norma", tuttavia più scollegata dallo strumento, citiamo la ISO 8598-1:2014 (rivista nel 2019 e tuttora in vigore): questa fa parte delle norme sull'ottica, ed indica i metodi per analizzare le varie componenti ottiche degli strumenti di misura, tra cui prismi e lenti.

STEP #22 - Un manuale d'uso

 Vediamo adesso come opera l'utilizzatore di una camera lucida (versione con il prisma di Wollaston):

Anzitutto è necessario scegliere l'oggetto da rappresentare; che sia questo un paesaggio, un oggetto o una cellula (ingrandita tramite un microscopio) non ha importanza: il procedimento sarà lo stesso.

Si procede fissando lo strumento tramite l'apposito morsetto in maniera che sia solidale con il piano di lavoro, e, nel mentre, si regola la messa a fuoco tramite la posizione del prisma o delle lenti.

A questo punto la preparazione è terminata: se con un solo occhio aperto si osserva il foglio tramite il bordo del prisma, si vede l'immagine da rappresentare come fosse proiettata sulla carta. 

Essendo abbastanza difficoltoso mantenere questa sovrapposizione a lungo, conviene solitamente tracciare velocemente i bordi del disegno, per poi aggiungere particolari e colore in un secondo momento.

Il gioco è fatto!

Per ulteriori indicazioni: link1, link2.

STEP #21 - Nei fumetti

 Nella copertina del fumetto n. 411 del 23 Settembre 1962 della collana Albi della Rosa (dal 1967 Albi di Topolino), troviamo un chiaro riferimento all'antenato della camera lucida. I fogli, mostrati da Paperino, con solamente delle linee (contorni) in nero sono risultato dell'utilizzo della camera oscura o della camera lucida: entrambi gli strumenti erano infatti utilizzati per tracciare le linee principali del disegno, che, successivamente, poteva essere colorato.

La copertina è opera di Giuseppe Perego, fumettista e illustratore che negli anni '60 ha realizzato numerosi lavori per il settimanale Topolino.

STEP #20 - Il marchio

Questo è il marchio di Vincent Chevalier Ingenieur Opticien Paris (1770-1841), figlio del fondatore della maison Chevalier al 31 di Quai de l’Horloge a Parigi. Vincent era un ingegnere ottico francese che si dedicò alla camera lucida producendone alcune unità, tra cui quella che riporta questo marchio con il numero 69.

Neolucida (link) è invece un già citato (STEP#11) marchio contemporaneo che si dedica alla costruzione di una versione moderna dello strumento. 

STEP #19 - L'abbecedario

• Asta: supporto per camera lucida (STEP#3). 

• Barthes: Roland Barthes (1915-1980), saggista francese nato a Cherbourg (Normandia), autore di un classico della teoria fotografica, La chambre claire: note sur la photographie, Parigi: Hill & Wang, 1980 (STEP#10).

• Carta: supporto generalmente utilizzato per i disegni (vedi T).

• Disegno

• Evoluzione: da camera oscura a camera lucida, da prisma a specchio semiargentato.

• Fotografia: la disciplina "anticipata" dalla camera lucida.

• George: George Dollond, artigiano che realizzò i primi modelli.

• Hyde: William Hyde Wollaston, inventore.

• Istologia: scienza che fino a pochi anni fa ha fatto uso dello strumento, in quanto i disegni prodotti sono più comprensibili rispetto a quelli ottenuti con altri metodi.

• Londra: città di deposito del brevetto e dei primi prototipi.

• Microscopio: utilizzabile assieme alla camera lucida per riprodurre immagini molto ingrandite.

• Natura: la principale protagonista dei disegni.

• Ottica: la scienza che spiega il funzionamento del dispositivo.

• Paesaggio: spesso oggetto dei disegni, ad esempio la Vista dal Cottage di Mr Jenkins (1850),

• Quadrante: permette di regolare la posizione delle lenti e del prisma rispetto al piano di lavoro.

• Rappresentazione

• Spettatore: colui che guarda la foto, uno degli attori principali del fare fotografico di cui parla Barthes. 

• Tela: supporto raramente utilizzato per i disegni (vedi C).

• Utilizzatore: anche se inesperto, poteva produrre disegni proporzionati e con una prospettiva realistica.

• Vista: spettacolo che si presenta davanti agli occhi e che, tramite la camera lucida, è possibile catturare.

• Zoom: era possibile aumentare o diminuire il livello di ingrandimento cambiando e spostando le apposite lenti.

STEP #18 - Il francobollo

 Sfortunatamente non sono presenti francobolli che fanno un esplicito riferimento alla camera lucida, tuttavia ho deciso di allegarne due che vi sono comunque collegati:

Il primo è un francobollo tedesco intitolato a Keplero (link), che secondo alcuni teorizzò uno strumento (poi dimenticato) simile alla camera lucida 200 anni prima di Wollaston. Il secondo è un francobollo dei Paesi Bassi (link) dedicato alle scienze, raffigurante anche un prisma che scompone un fascio di luce bianca.

STEP #17 - I brevetti

 Ripercorriamo ora i primi passi nell'evoluzione dello strumento:

Ovviamente il primo è il brevetto originale di Wollaston, presentato a Londra il 4 Dicembre 1806 e accettato l'anno seguente, con il numero 2993 (link): 

Troviamo poi numerose migliorie apportate al dispositivo negli anni successivi, tra queste l'introduzione da parte di Blain Jules Henri nel 1892 dello specchio semiargentato al posto del prisma, e una migliore base regolabile (brevetto DE69569C):

Successive modifiche, più radicali, furono apportate nel 1897 da Giles Ernest; l'invenzione utilizza il principio della camera lucida migliorandolo, difatti consente una proiezione dell'immagine (brevetto GB189700471A):

Abbiamo poi il brevetto per un sistema più preciso per la messa a fuoco dell'immagine (tramite lo spostamento delle lenti) di Taylor Alexandrina del 1907 (brevetto US853136A):

STEP #16 - Anatomie

 Per meglio capire il funzionamento della camera lucida riportiamo questa immagine proveniente da un articolo del 1807, W. H. WOLLASTON, LVIII. Description of the Camera Lucida, in "The Philosophical Magazine" (STEP#10).

Possiamo vedere in dettaglio il sistema di bloccaggio del prisma ottico sull'asta, ed il supporto che permette la regolazione delle lenti. Il particolare presente sul prisma è un ausilio per l'allineamento dell'occhio con il foglio e l'immagine riflessa.

 

STEP #15 - I numeri

 Ecco i numeri legati alla camera lucida:

• 1806, anno di deposito del brevetto;

• 4, il numero di facce della base del prisma utilizzato;

• 2, numero di lenti solitamente utilizzate;

• 129, il prezzo di vendita attuale (in dollari americani) per una camera lucida di qualità (link).

STEP #14 - La tassonomia

 La camera lucida, strumento utilizzato sia da artisti che da scienziati, può essere considerata uno strumento scientifico utile per la rappresentazione manuale e non immediata dei fenomeni osservati, come riportato nello schema:

STEP #13 - La pubblicità

 La camera lucida ebbe un'esplosione durante il leisure decade negli Stati Uniti (anni '50). Ecco alcuni annunci pubblicitari del periodo che promettono disegni perfetti anche ai meno pratici:

   

Questi provengono da diversi giornali, tra cui Eerie Magazine e Popular Science; presentano un prodotto della Norton Products, un'azienda americana che, come è possibile notare, spacciava questo strumento (senza utilizzare il suo nome originale) come una "nuovissima invenzione".

Il prezzo era di $1,98, equivalenti a circa $17 moderni.

Addirittura il Weekly World News nel 1989 continua a pubblicizzare il dispositivo utilizzando lo stesso metodo:

STEP #12 - Nel cinema

 Sfortunatamente riferimenti cinematografici alla camera lucida sono introvabili, tuttavia ne abbiamo diversi riguardo la camera oscura:

• In Scala al paradiso (A Matter of Life and Death) (1946) Roger Livesey la utilizza per osservare il villaggio vicino la sua abitazione.

• In un episodio di Mistero in Galleria (1969) intitolato proprio Camera oscura possiamo vederne due esemplari.

• In Innamorati cronici (1997) Matthew Broderick monta il dispositivo nel palazzo abbandonato situato davanti l'appartamento della sua ex.

• In La ragazza con l'orecchino di perla (2003) Colin Firth la utilizza per disegnare.

• In Wonder (2017) Auggie Pullman crea una camera oscura che vince il primo premio al festival della scienza della sua scuola.

STEP #11 - I costruttori

 La camera lucida è stata realizzata principalmente da artigiani in poche unità.

Le prime furono costruite da George Dollond (1774-1852) con la collaborazione dello stesso Wollaston (1766-1828).

Altri artigiani (ottici) che si sono dedicati alla costruzione della camera lucida sono Jean Gabriel Augustin Chevallier (1778-1848), Jules Duboscq (1817-1886), Ernst Abbe (1840-1905). 

A metà '800 alcune ditte (operanti anch'esse nel campo dell'ottica) introdussero nei loro cataloghi l'ormai già noto strumento, tra queste la Nachet di Parigi e la Voigtländer di Vienna.

Del XX secolo citiamo la Norton Products (STEP#13) e la Berville (STEP#23).

Nel 2013 due artisti hanno organizzato una campagna di "finanziamento collettivo" su Kickstarter per un progetto chiamato NeoLucida: una camera lucida aggiornata per il ventunesimo secolo.

Hanno raccolto un totale di 425000 dollari su un obiettivo di 15000, e NeoLucida è diventata una vera e propria azienda.

STEP #10 - I libri

• W. H. WOLLASTON, LVIII. Description of the Camera Lucida, in "The Philosophical Magazine", serie 1 no. XXVII, 1807.

• George DOLLOND, Description of the Camera Lucida, Londra: 1830.

• W. BRITTAIN, Wollaston's camera lucida, Amici's ditto, and Alexander's graphic mirror, in "Magazine of Science", no. XLIII, 1840.

• Roland BARTHES, La Chambre claire: Note sur la photographie, Parigi: Hill & Wang, 1980.

• Richard ALLEN e Malcolm TURVEY, Camera obscura, Camera lucida, Amsterdam: Amsterdam University Press, 2003.

STEP #09 - Gli inventori

 William Hyde Wollaston (6 Agosto 1766 - 22 Dicembre 1828) è stato uno scienziato inglese attivo in numerosissimi campi. Dopo aver conseguito un dottorato in medicina a Cambridge, si stabilì a Londra trovando occupazione come medico. La sua passione per la chimica e la fisica lo portò nel 1800 ad abbandonare la professione per dedicarsi alla ricerca. Il suo nome è ricordato in particolare per la scoperta degli elementi chimici palladio e rodio e per aver osservato il fenomeno dell'induzione elettromagnetica 10 anni prima di Faraday.

Wollaston dedicò gran parte della sua vita anche allo studio dell'ottica: conosceva molto bene la camera oscura e si interessò del suo miglioramento, studiando apposite lenti.

Le dimensioni dello strumento lo rendevano tuttavia inappropriato per far parte della dotazione di viaggio di un esploratore, e Wollaston ne era consapevole. "Figlio dei suoi tempi", Wollaston avvertì i numerosi cambiamenti sotto il profilo sociale ed economico che caratterizzarono i primi anni del XIX secolo: le molteplici innovazioni tecniche dei sistemi di produzione e dei trasporti, la diffusione delle idee proprie della rivoluzione francese (libertè, egalitè, fraternitè), la profonda fiducia nell'osservazione scientifica e l'interesse verso la natura e la sua raffigurazione (link). 

La camera lucida può considerarsi una risposta alle nuove esigenze "di artisti itineranti e curiosi e scienziati non sempre abili nel disegno" (link).

STEP #08 - I materiali

 I componenti chiave per il funzionamento dello strumento sono quelli che si occupano della parte ottica: l'oggetto riflettente e le lenti, quando presenti.

Questi devono vantare buone proprietà ottiche, per permettere una riflessione e rifrazione dell'immagine chiara e priva di distorsioni. 

Il brevetto originale prevedeva come dispositivo riflettente un prisma in vetro a base quadrangolare (il prisma di Wollaston), che fu ben presto sostituito da uno specchio semiargentato.

Questo, realizzato tramite un lieve riporto metallico su uno strato di vetro, oltre a permettere un utilizzo più semplice e immediato del dispositivo (non era più necessario portare l'occhio allo spigolo del prisma per intravedere il foglio), consentì di ampliarne il campo di utilizzo nell'ambito scientifico, in particolare alla microscopia.

L'avanzamento della tecnica ha poi sostituito il vetro (sia dello specchio che delle lenti) con materiali più moderni come la plastica o l'acrilico: ciò ha consentito, più che un miglioramento delle proprietà ottiche dello strumento, un abbattimento dei costi di produzione.

STEP #07 - Il mito

 La riflessione sulla luce è uno degli aspetti della mitologia greca che affascinano maggiormente, poiché permea l'intera concezione di vita dei greci.

Tutta la dinamica esistenziale dell'uomo greco (antico) è dedicata alla luce e al rischiaramento da portare nel quotidiano; dai piccoli sforzi che si compiono ogni giorno, alla sfera matrimoniale, alle questioni della città, ai misteri riguardanti la sfera del sacro, per arrivare poi alla stessa ontologia dell’essere umano, che rappresenta il culmine di tutta la riflessione greca sulla luce: l’uomo è luce.

Diverse sono le figure mitologiche che rappresentano e incarnano le visioni più interessanti che la cultura greca ci ha tramandato sulla luce, nel suo duplice aspetto positivo e negativo. 

Efesto, divinità del fuoco, delle fucine e della metallurgia; grazie alla luce forgia le armi che utilizzano gli dei e gli eroi nelle loro imprese. La luce irradia la vita e la perfeziona ma, al tempo stesso, crea strumenti di distruzione e paura. 

Apollo, dio del Sole rigenerante, trascina il carro solare che sfreccia nel cielo; trasporta la luce e la dona ai mortali per rendere meno amara la vita buia e tenebrosa. 

Helios, dio dell’Astro solare, portato sull’auriga celeste da Apollo, con la quale attraversa il mondo intero portando a compimento i giorni e le notti. 

STEP #06 - Il simbolo

 Iniziamo con un simbolo rappresentante la più antica camera oscura, dalla quale la camera lucida prende il nome.

                   

Propofitio VI, Experimintium I di Ars Magna Lucis et Umbrae, Athanasius Kircher, Roma, 1646

             

Il simbolo che segue, la copertina del celebre album dei Pink Floyd The Dark Side of the Moon (1973), rappresenta un prisma a base triangolare che scompone un fascio di luce bianca.

Storm Thorgerson, Hipgnosis studio, 1973

STEP #05 - Il principio fisico

 Per meglio osservare il funzionamento di questo dispositivo esaminiamo uno schema disegnato dallo stesso Wollaston nel 1807 (link):

A destra possiamo vedere un'utile sezione del prisma responsabile del funzionamento dell'intero strumento.

La luce, proveniente dal punto f, entra nel prisma e rimbalza prima in g e successivamente in h, compiendo complessivamente un angolo di 90 gradi. A questo punto abbandona il "gruppo ottico" e, passando tramite una lente, raggiunge l'occhio dell'utilizzatore in e. Occhio che si trova sul bordo del prisma, e che sta già osservando il foglio sottostante (a); in questo modo le due immagini si combinano, e l'immagine proveniente da f appare come "proiettata" sul foglio.

STEP #04 - La scienza

 La camera lucida è un dispositivo ottico (link); il suo funzionamento si basa infatti sulle caratteristiche riflettenti del prisma (o specchio semiargentato) posto al suo interno.
Benché sia facile trovare una disciplina scientifica che spieghi il funzionamento di questo strumento, è invece difficile elencare le molteplici scienze che ha servito.

Lo strumento venne utilizzato in particolar modo nelle rappresentazioni artistiche: grazie alle sue dimensioni la camera lucida divenne compagna di viaggio di artisti, più o meno esperti, che spinti dal fervore dei primi anni del secolo XIX intrapresero il cosiddetto Grand Tour in Italia (la camera lucida nel Carnet de Voyage).

L'utilizzo permeò anche l'ambito scientifico, in particolare quello della ricerca. Lo scienziato non aveva più bisogno di spiccate doti artistiche per la rappresentazioni delle immagini di suo interesse, ma trovava nella camera lucida un valido dispositivo per riprodurre sia fenomeni naturali che artificiali.

Nonostante il progresso tecnologico, data la versatilità dello strumento, i microscopisti hanno continuato a farne uso anche in tempi recenti; nei manuali di medicina è ancora possibile trovare disegni riprodotti con l'ausilio della camera lucida.

Nella figura osserviamo a sinistra le immagini ottenute con tecniche fotografiche, a destra i disegni realizzati usando la camera lucida (link).

STEP #03 - Un glossario

 La camera lucida è composta da:

1. prisma ottico, ha il compito di riflettere l'immagine di fronte all'utilizzatore sulla sua pupilla, in maniera da renderla visibile assieme al foglio. (successivamente è stato sostituito con uno specchio semiargentato)
2. lenti, generalmente poste tra l'oggetto riflettente e l'immagine da ritrarre, e tra l'oggetto riflettente ed il piano di lavoro.
3. piano di lavoro, utilizzato per sostenere il materiale sul quale viene eseguito il disegno.
4. foglio di carta, generalmente scuro, poiché i fogli chiari rendono difficile vedere l'immagine in trasparenza; più raramente veniva utilizzata la tela.
5. asta di supporto, ha il compito di mantenere il prisma e le lenti ad una determinata altezza relativa al piano di lavoro, generalmente è regolabile in lunghezza.
6. morsetto a vite, fissa la parte terminale dell'asta di supporto al piano di lavoro.

STEP #02 - L'immagine

 Questa immagine raffigurante la camera lucida, risalente al 1820 circa, è un incisione che ci mostra il dispositivo durante il suo utilizzo (link).

L'immagine che segue, tratta dal libro Description of the Camera Lucida (STEP#10) di George Dollond (1774-1852), raffigura l'autore del libro (edito a Londra nel 1830) nonché costruttore dell'originale camera lucida di Wollaston impegnato nell'utilizzo dello strumento; di fianco due viste dettagliate dello stesso (link).

STEP #01 - Il nome

 La camera lucida (raramente camera chiara) è un dispositivo utilizzato dal diciannovesimo secolo come ausilio per il disegno.

Il nome (dal latino "camera illuminata") fu coniato dallo stesso inventore (W. H. Wollaston, STEP#9).

E' condiviso da altre lingue europee (inglese e tedesco): fa eccezione il francese (chambre claire) e lo spagnolo (càmara clara/càmara lùcida).

Il termine richiama la più antica, rudimentale e ingombrante camera obscura ("camera buia"), nonostante la somiglianza tra i due strumenti sia riconducibile unicamente alla funzione svolta.