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Tutti noi amiamo il digitale e la sua versatilità, velocità e convenienza. Tuttavia, se sei come me, a volte desideri ardentemente tornare a qualcosa di più puro e semplice. Cosa succede se torniamo indietro? Nessun vetro, niente quadranti. Solo una scatola, un buco e un foglio di carta leggera. La forma più pura di fotografia possibile. Domenica 28 aprile è la giornata mondiale della fotografia stenopeica e intendiamo prepararti a questo.
Per celebrare la Giornata mondiale della fotografia stenopeica, apprenderemo su tre diversi stili di camera stenopeica e su come costruirli da soli per meno di cinque dollari. Useremo solo pannelli in espanso (anche il cartone ondulato funzionerebbe), alluminio resistente e nastro adesivo per i materiali. Questi sono tutti disponibili nei negozi con sconti in dollari.
Nello spirito dei fotografi sperimentali del diciannovesimo secolo, copriremo anche molte teorie per poter progettare la tua macchina fotografica e capire davvero come funziona. Detto questo, puoi saltare direttamente alla sezione di costruzione, se lo desideri.
Avrai bisogno di una matita, un righello, un quadrato e un coltello artigianale per la marcatura e il taglio.
Sebbene la fotocamera pinhole possa essere utilizzata per utilizzare film e persino sensori digitali, la nostra utilizzerà carta fotografica. Non del tipo che usi attraverso una stampante, il tipo usato in una camera oscura. Questo documento è relativamente economico, ma probabilmente dovrai ordinarlo online a meno che tu non abbia un negozio di fotografia davvero buono nella tua città. Non aprire la scatola a meno che non siate al buio completo. Ecco come dovrai caricare la tua fotocamera.
La carta è disponibile in diverse dimensioni. Le seguenti misurazioni in questo tutorial si basano sulla carta multigrade in bianco e nero 7x5 che ho acquistato: è esattamente 178x128mm La carta di Ilford è un'ottima scelta, ma puoi avere altri marchi meno conosciuti a circa la metà del costo.
Ho scoperto che è difficile classificare questo foglio con una particolare ISO, ma con alcune sperimentazioni ho scoperto che 20-50 minuti di luce solare diretta scuriscono la carta in misura sufficiente da essere "leggibile".
La semplice configurazione per i test. L'ho lasciato così per circa un'ora.Ricorda che, poiché la carta fotografica è significativamente più grande della pellicola da 35 mm, il tuo angolo di visione o "lunghezza focale" dovrà tenerne conto. Ciò influenzerà il modo in cui costruiamo la nostra fotocamera.
Una cornice da 35 mm è di 36x24 mm, ovvero 43,3 mm in diagonale. La mia carta è 178x128mm, che è 219mm in diagonale; un fattore di ritaglio di 0,1977x. In altre parole, devo usare solo più di cinque volte la lunghezza focale di 35 mm per ottenere lo stesso angolo di campo.
Se questo non fosse un foro stenopeico, sarebbe una pazzia profondità di campo ...Ricorda quando stai caricando la carta nelle tue fotocamere che solo il lato più liscio e brillante è quello fotosensibile!
Senza ottica, le telecamere a foro stenopeico si basano sulla geometria e sulle proprietà di propagazione della luce. Non richiedono il vetro per la messa a fuoco, perché la luce viaggia in linea retta e si concentra semplicemente dal solo essere in grado di colpire il mezzo passando attraverso il foro stenopeico.
Il foro offre un'unica guida multiangolare per coprire l'intero supporto fotosensibile. La luce proviene dalla sorgente, viene riflessa dal soggetto, passa in linea retta attraverso il foro e colpisce il punto appropriato sul piano focale.
Concentrandosi sul blocco meccanico letterale!Così la luce dalla parte superiore destra della scena passerà attraverso il foro in una direzione verso il basso e colpirà la parte inferiore sinistra del mezzo, e la luce riflessa dalla parte inferiore destra della scena traccerà una linea retta da dove il fotone rimbalzava dall'oggetto , attraverso il buco, in alto a sinistra del mezzo.
Poiché il foro stenopeico consente alla luce di provenire da una qualsiasi parte della scena davanti a sé per colpire il mezzo in un percorso lineare, mette a fuoco l'intera immagine con una profondità di campo virtualmente illimitata. Non importa se l'onda di luce proviene da tre pollici di fronte ad essa o ad un miglio di distanza, a patto che segua quella linea diritta. L'unico cerchio di confusione è creato dalla dimensione del foro stenopeico stesso.
Il foro stenopeico può essere davvero di qualsiasi dimensione, ma idealmente il più piccolo possibile per ridurre al minimo le dimensioni di quel cerchio di confusione. Più piccolo è, più nitide saranno le tue immagini. Tuttavia, c'è un limite. A causa della dualità onda-particella di luce, viaggia come un'onda e le onde possono diffrarre.
Proprio come non vuoi chiudere l'apertura di un obiettivo normale troppo per evitare la diffrazione, non vuoi rendere il foro di spillo abbastanza piccolo da farlo iniziare come un reticolo di diffrazione.
Diminuzione delle dimensioni: prima passa, poi rifrange e alla fine non riesce a passare! (Ad esempio la griglia su una porta a microonde).Fortunatamente, esiste un modo semplice per risolvere i limiti di diffrazione. Due modi, infatti, a seconda che si utilizzi il metodo del disco Airy o il metodo del criterio Rayleigh. Senza entrare nella fisica della diffrazione, il metodo del disco Airy offre un contrasto più elevato e una risoluzione percepita, e il criterio di Rayleigh offre una risoluzione reale più elevata a scapito del contrasto. Dal momento che percepiamo il contrasto più nitidamente della risoluzione, sto utilizzando il calcolo del disco Airy:
$$ d = \ sqrt (2.44 \ lambda f) $$
Dove \ (d \) è il diametro del foro stenopeico, \ (\ lambda \) è la lunghezza d'onda della luce e \ (f \) è la lunghezza focale della fotocamera.
Naturalmente, ci sono un gran numero di lunghezze d'onda nello spettro visibile, ma stiamo girando in bianco e nero, quindi ne sceglierò solo uno: 550 nanometri, un colore giallo-verde nel mezzo dello spettro. Questo dovrebbe funzionare in generale per una varietà di argomenti, in particolare il fogliame.
Esaminiamo un semplice esempio. Innanzitutto, convertiremo tutto nella stessa unità. Usiamo i millimetri. Diciamo che la nostra lunghezza focale è 200mm, che è una lunghezza focale "normale" quando si utilizza carta 7x5 ".Questo è già nell'unità giusta. 550 nanometri è .00055 millimetri. Ok, quindi 200 x .00055 x 2,44 è 0,2684. la radice di quello è circa .51, quindi il nostro foro stenopeico dovrebbe essere .51 (o mezzo) un millimetro.
Il percorso del sole nel cielo cambia di giorno in giorno, con carta a bassa sensibilità puoi creare quelli che sono noti come "solargraphs", che mostrano i vari percorsi che il sole percorre il cielo nel corso del tempo.
Poiché il sole si muove di circa 15 gradi all'ora, il tempo di esposizione può essere approssimativamente calcolabile utilizzando la trigonometria:
< How long it takes for a beam of light to expose a particular point Quindi conosciamo [latex] f [/ latex] e \ (d \), e dobbiamo trovare l'ipotenusa \ (x \), è qui che entra in scena Pitagora:
$$ x = \ sqrt (f ^ 2 + d ^ 2) $$
Una volta che sappiamo \ (x \), possiamo trovare l'angolo su un singolo punto sul piano del film:
$$ sin (\ theta \ over 2) = d \ over x $$
Quindi \ (sin ^ - 1 (d \ over x) = \ frac 1 2 \ theta \)
\ (15 \ over 2 \ theta = \) il numero di punti che il sole copre in un'ora, \ (y \)
\ (3600 \ over y \) = quanto tempo ogni singolo "pixel" è illuminato direttamente al giorno, \ (t \)
Ci sono 1200 secondi in 20 minuti, se prendiamo il minimo per ottenere un buon contrasto.
Quindi \ (1200 \ over t \) è il numero di giorni richiesto per ottenere un contrasto sufficiente!
Questo è inventato sulla base della mia stessa sperimentazione con la carta che ho comprato; se si utilizza un contrasto più elevato, una carta più sensibile o addirittura una pellicola, è necessario che vengano fornite le valutazioni ISO e che i tempi di esposizione diminuiscano significativamente.
Naturalmente, questo è il livello di esposizione per la luce solare diretta; la luce riflessa dagli oggetti è molte volte più debole, quindi dovrai compensare. Se punti la tua DSLR al sole e ottieni 1 / 8000th, quindi puntalo a terra e ottieni, diciamo 1/250, poi vedrai quanta più esposizione hai bisogno di aggiungere per assicurarti che gli oggetti diversi dal cielo e le strade sono esposte.
Se tutto questo è troppo tecnico per i tuoi gusti, non ti preoccupare. Basta trovare un bel ago da cucito di circa 0,5 mm (0,02 ") e avere a esso!
Ora che sappiamo dove siamo con la teoria, passiamo alla parte divertente dell'edificio!
Questa è la forma più semplice di fotocamera da realizzare, solo una normale scatola rettangolare. Rappresenterà la scena come una perfetta proiezione geometrica; tutte le linee dritte rimangono dritte.
Per iniziare, volevo creare una fotocamera grandangolare ragionevolmente, ma non eccessivamente, intorno a una lunghezza focale di 30 mm (equivalente a 35 mm). Per convertire questo valore in una lunghezza focale effettiva, ho utilizzato il fattore di ritaglio nel passaggio uno e ottenuto circa 152 mm. Per qualche motivo, ho finito per andare con 160 mm, che è abbastanza vicino.
Conoscendo le dimensioni della carta, la lunghezza focale e lo spessore del pannello espanso mi ha permesso di creare un design. Usando il fondo come struttura e incollando ciascuno dei lati su quello significava che doveva essere 10mm più largo in ogni dimensione, per prendere la larghezza di ogni lato:
I tipici scarabocchi a mano libera mi piace definire "disegni"! Però vedi l'idea.Segna le linee del disegno usando una matita e un righello e assicurati che tutte le linee siano perfettamente perpendicolari usando un quadrato. Questo pagherà più tardi quando lo incollerai insieme. Segna il numero su ogni pezzo dopo averlo disegnato in modo che non ti confonda con quale pezzo dall'aspetto simile è più avanti.
Attenzione a mantenere la lama verticale. La mia continuava a voler inclinare.Utilizzare un coltello da rasoio con un bordo dritto e un tagliere per tagliarli fuori.
Una volta tagliati, è il momento di tagliare il foro per il foro stenopeico. Trova il centro esatto del pezzo frontale e segnalo. Quindi disegnare un cerchio di circa un pollice di diametro attorno ad esso. Ho usato 30 mm.
Pronto a tagliare.Per tagliarlo, prendi il tuo coltello e taglia una croce attraverso il cerchio, poi affronta attentamente ogni quarto. Non importa troppo quanto sia perfetto il cerchio. Se finisci con un ottagono, nessun problema!
Ora è il momento di incollare tutto insieme. Ho usato la colla a caldo e dovevo essere molto veloce. Probabilmente sarebbe più facile usare resina epossidica da cinque minuti o qualcosa di simile. Anche il PVA (colla bianca) funzionerebbe bene, ma potresti averne un po 'in attesa, dato che si asciuga molto lentamente. Non incollare tutti i pannelli insieme. Dovrai lasciare la parte posteriore o la parte superiore libera per caricare la carta!
Probabilmente sarebbe una buona idea provare ad asciugare tutto insieme prima di incollare per assicurarsi che tutto si combini correttamente. Non preoccuparti troppo se c'è qualche strano intervallo di millimetro qua e là, però, lo sistemeremo nel prossimo passaggio.
Mentre il pannello spogli è economico, leggero e abbastanza resistente, non è a prova di luce. Basta tenerlo davanti a una finestra. Quindi useremo del foglio di alluminio per avvolgerlo, assicurandoci che nessuna luce possa attraversare il corpo stesso.
Il modo più semplice per coprirlo è più o meno come avvolgere un regalo quadrato in carta da imballaggio. Basta fissarlo mentre vai con piccoli pezzi di nastro adesivo.
Una volta fatto, lo renderemo resistente all'acqua e più robusto con nastro adesivo! Puoi semplicemente diventare pazzo qui. Avvolgilo quanto vuoi in qualunque direzione sia conveniente.
Adoro questo nastro adesivo nero extra largo.Alla fine, una volta che tutto è fatto, è di rimettere il buco nella parte anteriore dove si ritaglia la spugna e creare il foro stenopeico.
Per la fotocamera flat-back, ho usato un tetto quadrato in alluminio da 40 mm lampeggiante, ma se non ne hai uno in giro, puoi semplicemente usare un po 'più del foglio di alluminio per servizio pesante. Il mio è stato levigato al centro con carta vetrata all'ossido di alluminio legato con resina per renderlo il più sottile possibile senza realmente attraversarlo.
Ho calcolato il diametro ideale del foro stenopeico di 0,46 mm usando l'equazione di Airy sopra (tutte le misure sono espresse in metri):
$$ d = \ sqrt (2.44 \ lambda f) $$
$$ d = \ sqrt (2.44 \ cdot 550 \ times10 ^ - 9 \ cdot 0.16) $$
$$ d = \ sqrt 2.1472 \ times10 ^ - 7 $$
$$ d = 4,63 \ times10 ^ - 4 m $$
Per creare un foro così piccolo con l'ago da cucito più piccolo che potessi trovare (0,6 mm), ho impostato un calibro a corsoio a 0,46 mm e inserito l'ago nella mascella. Supponendo che l'ago non sia in grado di entrare nelle mascelle oltre il diametro di 0.46 mm, ho preso nota di quanto tempo l'ago era dalla punta alla sommità delle pinze della pinza.
Certo, non tutti hanno un paio di pinze, anche se i calibri digitali sono economici in questi giorni e molto utili. Usando questo metodo, sapevo quanto fosse profondo l'ago da inserire per ottenere la giusta dimensione intera.
Usando un piccolo martello a sfera da 2 once per picchiettare delicatamente l'ago.Il risultato è stato un foro stenopeico che quando l'ho messo a fuoco con il calibro è uscito intorno a 0,45 mm. Abbastanza vicino!
Una volta che la buca è stata perforata, è necessario prendere la carta smeriglio più fine che si possa trovare e levigare delicatamente il foro per rimuovere eventuali sbavature dalla punzonatura. Questi agiranno come aperture secondarie, creando effetti diffrattivi e ammorbidendo l'immagine. Il buco deve essere il più liscio, piatto e circolare possibile.
Tenendo il risultato!Una volta terminato, incolla il gruppo pinhole all'interno della videocamera, con il foro stenopeico il più vicino possibile al centro del foro. Ho anche aggiunto alcuni lembi di impermeabilità attorno al coperchio per ridurre le perdite di luce e migliorare la resistenza alla pioggia.
Hai finito! È ora di sparare!
Ora abbiamo trattato la teoria di come funzionano le camere stenopeiche e i vari concetti fisici che li controllano, così come il flusso di lavoro pratico per costruire una macchina fotografica di base, dovresti essere in grado di iniziare le tue creazioni!
Questo è tutto per la prima puntata. Nella seconda parte, continueremo il divertimento del foro stenopeico, coprendo più tipi di fotocamere e come trasferire le immagini sul computer per condividerle.
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