暗箱

暗箱，是一個黑暗的房間，墻上有一個洞，用作人類感知和圖像制作的隱喻。 如果暗室有盒子那么大，也叫針孔攝像機。

雖然針孔相機的技術原理在古代就已為人所知，但在繪畫、素描、地圖、建筑實施以及后來的照片中使用該技術概念生成具有線性透視圖的圖像僅在用于眼睛與意識的相互作用。 這種將暗箱用作“認知機器”的現代用法對科學思想的發展具有重要意義。

暗箱由一個不透光的盒子或房間組成，其中照明場景的光線通過一個窄孔照射到對面的后墻上。 在后墻上創建了此場景的顛倒和反轉圖像。 圖像微弱，只有在足夠暗的情況下才能看清楚。 對于透明的背面，如果提供足夠的陰影，例如通過使用不透明的布覆蓋背面和觀看者的頭部，也可以從外面觀看圖片。

如果光線通過一個小孔落入一個不透光的空心體，就會在它內部產生一個顛倒的倒置圖像，即外部空間的投影。 右上角的示意圖顯示了兩束光線從物體上的兩個點進入孔的示例。 光闌的小直徑將束限制在一個小的張角，防止光線完全重疊。 來自物體上部區域的光線落在投影面的下邊緣，來自下部區域的光線向上透射。 物體的每個點都顯示為投影表面上的圓盤。 切片圖像的疊加創建無失真圖像。 用數學表達，圖像是物體的理想圖像與孔徑表面卷積的結果。

G 表示物高（= 被觀察物體的實際大小），g 表示物距（= 物距鏡頭的距離），b 表示像距（= 穿孔盤到毛玻璃的距離），B 表示圖像高度（= 生成的圖像在屏幕上的高度），以下適用：

(1) B G = b g

等式 (1) 在幾何光學中也稱為第 一透鏡等式。 數學推導參考幾何中的射線定理。 因此，圖像大小僅取決于距離，而不取決于光圈或孔的大小。