暗箱

暗箱，是一个黑暗的房间，墙上有一个洞，用作人类感知和图像制作的隐喻。 如果暗室有盒子那么大，也叫针孔摄像机。

虽然针孔相机的技术原理在古代就已为人所知，但在绘画、素描、地图、建筑实施以及后来的照片中使用该技术概念生成具有线性透视图的图像仅在用于眼睛与意识的相互作用。 这种将暗箱用作“认知机器”的现代用法对科学思想的发展具有重要意义。

暗箱由一个不透光的盒子或房间组成，其中照明场景的光线通过一个窄孔照射到对面的后墙上。 在后墙上创建了此场景的颠倒和反转图像。 图像微弱，只有在足够暗的情况下才能看清楚。 对于透明的背面，如果提供足够的阴影，例如通过使用不透明的布覆盖背面和观看者的头部，也可以从外面观看图片。

如果光线通过一个小孔落入一个不透光的空心体，就会在它内部产生一个颠倒的倒置图像，即外部空间的投影。 右上角的示意图显示了两束光线从物体上的两个点进入孔的示例。 光阑的小直径将束限制在一个小的张角，防止光线完全重叠。 来自物体上部区域的光线落在投影面的下边缘，来自下部区域的光线向上透射。 物体的每个点都显示为投影表面上的圆盘。 切片图像的叠加创建无失真图像。 用数学表达，图像是物体的理想图像与孔径表面卷积的结果。

G 表示物高（= 被观察物体的实际大小），g 表示物距（= 物距镜头的距离），b 表示像距（= 穿孔盘到毛玻璃的距离），B 表示图像高度（= 生成的图像在屏幕上的高度），以下适用：

(1) B G = b g

等式 (1) 在几何光学中也称为第 一透镜等式。 数学推导参考几何中的射线定理。 因此，图像大小仅取决于距离，而不取决于光圈或孔的大小。