Как сделать пинхол-камеру своими руками: подробная инструкция
Что такое пинхол-фотография?
Несмотря на сложность устройства современных камер, фотоаппарат имеет лишь два обязательных элемента: светонепроницаемый корпус со средствами контролируемой передачи света и светочувствительный носитель.
Основное отличие пинхол-камеры от привычных фотоаппаратов — использование крошечного отверстия вместо объектива.
Ещё в X веке арабским математиком и учёным Альхазеном было обнаружено, что свет, проходя через крошечное отверстие в стене тёмной комнаты, проецируется на противоположную поверхность. До появления светочувствительных носителей этим оптическим эффектом пользовались художники. Проецирование изображения на противолежащую от источника света стену позволяло быстро и легко воспроизводить картины с фотографической точностью.
Простейшие устройства для передачи изображения на противоположную поверхность — это камеры-обскуры. Они помогали не только художникам, но и астрономам. Первое задокументированное использование этого оптического эффекта во время наблюдения за солнечным затмением датировано 1544 годом.
Пинхол-камера использует оптический эффект, реализуемый камерой-обскурой. В передней части корпуса фотоаппарата проделывается отверстие, проникая сквозь которое изображение проецируется на плёнку.
Что понадобится, чтобы сделать фотоаппарат своими руками?
- Большой кусок пенокартона толщиной 5 мм. Его можно найти в художественных магазинах и багетных мастерских.
- Кусок тонкого металла 2 × 2 см (можно вырезать из консервной банки).
- Три катушки от плёнки 35 мм (можно вытащить из засвеченных и просроченных плёнок).
- Шариковая ручка цилиндрической формы.
- Чёрная акриловая краска.
- Универсальный клей для творчества.
- Острый нож для резки пенокартона.
- Линейка.
- Тонкая игла. Лучше взять иглу для аэрографов или внутрикожных инъекций. Диаметр получившегося отверстия не должен быть больше 0,4 мм.
- Мелкозернистая наждачная бумага.
- Фонарик.
Как сделать пинхол-камеру?
Составные части пинхол-камеры
Соберите внешнюю оболочку
Корпус камеры будет состоять из двух частей: внешней оболочки и стороны с отверстием. Начните со сборки внешней оболочки. Вырежьте необходимые элементы из пенокартона: заднюю поверхность, верхушку, дно, две боковые части и слот для головки обратной перемотки.
Детали внешней оболочки
Зафиксируйте вырезанные части с помощью клея. Внешняя оболочка готова.
Внешняя оболочка
Соберите головку обратной перемотки
Для этого понадобится соединить трубку шариковой ручки с частью катушки от плёнки. Помните, что регулятор обратной перемотки не должен быть приклеен. Он фиксируется лишь при соединении внешней оболочки и стороны с отверстием.
Головка обратной перемотки, сделанная из катушки и шариковой ручки
Соберите сторону с отверстием
Вырежьте переднюю часть с отверстием по центру, верхнюю с двумя отверстиями, нижнюю часть, две боковые стороны, две распорки, прокладку для приёмной катушки и два блокатора для плёнки.
Детали передней части фотоаппарата
Соедините все полученные части с помощью клея. Сторона с отверстием готова.
Лицевая часть фотоаппарата
Установите приёмную катушку
Склейте две плёночные катушки, пропустив одну из них через отверстие в верхней части корпуса с правой стороны. Обратите внимание, что соединяемые части катушек необходимо отшлифовать так, чтобы зазор между дисками составил 11 мм. Не переборщите с клеем, катушка должна вращаться.
Приёмная катушка, сделанная из двух катушек от ненужных плёнок
Проделайте отверстие в куске металла
Используйте для этого иглу для аэрографов или внутрикожных инъекций. Если же есть только швейные иглы, выберите самую тонкую и проделайте отверстие её кончиком. Подложите что-нибудь под металл и используйте молоточек, чтобы проделать отверстие. Многие советуют иной способ: поместить иглу в ластик карандаша и ввернуть её в металл.
Обработайте края отверстия наждачной бумагой. Получившуюся пластину приклейте к лицевой стороне фотоаппарата изнутри между распорками. Отверстие в пенокартоне должно быть полностью закрыто металлом.
Изготовьте и установите затвор
Вырежьте из пенокартона две изогнутые прокладки, кольцо и задвижку. Задвижку и прокладки можно вырезать из окружности, совпадающей с кольцом по размеру.
Детали затвора
Приклейте прокладки и кольцо к корпусу. Когда клей высохнет, попробуйте вставить затвор. Если идёт слишком туго, обработайте края наждачной бумагой.
Затвор фотоаппарата
Закончите пинхол-камеру
Отправляйтесь в тёмную комнату и проверьте с помощью фонарика, не осталось ли трещин, сквозь которые может проходить свет. Используйте чёрную краску для заполнения щелей.
Плёнка — довольно чувствительный носитель, который легко царапается даже в серьёзных фотоаппаратах. Если вы хотите избежать дефектов в кадре, то наклейте полоски мягкой ткани на те части камеры, которые соприкасаются с плёнкой.
Собранная и готовая к работе пинхол-камера
А теперь достаньте катушку с плёнкой и приготовьтесь делать снимки на свой первый пинхол.
Как заправить плёнку?
Чтобы заправить плёнку, расположите пинхол отверстием вниз, нижней частью к себе. Вставьте плёнку так, чтобы выпирающая часть катушки встала между прокладками, а плоская сторона кассеты находилась сверху. Протяните плёнку к приёмной катушке и зафиксируйте с помощью скотча. Не забудьте про скотч, когда будете сматывать плёнку обратно в кассету.
Плёнка, зафиксированная в фотоаппарате
Проверьте, всё ли работает, промотав приёмную катушку на пару оборотов. Головка обратной перемотки при этом должна вращаться. Соедините лицевую панель с внешней оболочкой фотоаппарата. Пинхол готов к съёмке.
А как перемотать плёнку?
Пинхол лишён счётчика кадров и фиксатора, который позволяет отмотать кадр, исходя из его размеров.
Считать лимит оставшихся снимков придётся вручную, а перемотку осуществлять на глаз. Перемотка кадра приблизительно равна полутора оборотам приёмной катушки. Для удобства можно поставить на ней метку.Как определить экспозицию?
Каждый, кто знаком с фотографией, знает, что размер отверстия диафрагмы напрямую влияет на время выдержки съёмки. Чем меньше отверстие, тем дольше выдержка. Имея дело с пинхолом, стоит приготовиться к долгому ожиданию: время экспозиции будет куда больше привычного. Также на время экспозиции влияет светочувствительность плёнки.
Будьте готовы к тому, что первая плёнка уйдёт на измерение идеального времени экспозиции. Вам понадобится экспонометр (можно использовать экспонометр, встроенный в другой фотоаппарат, или приложение на смартфоне), плёнка (ISO 200 или ISO 100), наглядный пейзаж для экспериментов и терпение.
Вы можете установить одно из этих приложений:
- PinholeMeter. Экспонометр, рассчитанный на работу с пинхолом. Выберите светочувствительность плёнки и значение диафрагмы и наведите камеру на то, что хотите сфотографировать. Приложение посчитает количество времени, необходимое для создания качественного снимка.
Цена: Бесплатно
- LightMeter. Простой и удобный экспонометр. Значение выдержки для пинхола не посчитает, но поможет проводить аналогии.
Если вы придерживались инструкции и вам удалось соблюсти все размеры (расстояние от передней стенки до плёнки и диаметр самого отверстия), то значение диафрагмы вашего пинхол-фотоаппарата составит f/75–f/80. Зная это, можно воспользоваться пинхол-калькулятором для вычисления времени выдержки.
Используйте экспонометр и полученную на сайте таблицу для поиска соответствий.Если вычисленное время выдержки оказалось неверным, то перепроверьте все исходные данные и пересчитайте значение диафрагмы. Значение диафрагмы (Fstop) — это расстояние от отверстия до плёнки (Focal Length), делённое на диаметр отверстия (Pinhole Diameter). Единица измерений для всех значений — миллиметры.
Как получить чёткие кадры?
Исчисляемое минутами время экспозиции предполагает, что фотоаппарат придётся ставить на твёрдую поверхность или присоединять к штативу. Помните, что дрожание камеры при открытии затвора смажет ваш кадр. Поэтому закрывайте отверстие рукой до фиксации камеры на выбранной поверхности.
Пинхол или cтеноп. Вся правда про простейший безлинзовый фотоаппарат
Фотосъемка без объектива или что такое пинхол
Подробно поясним понятие пинхол и расскажем, как снимать без объектива:
История фотографии началась с фотоаппаратов, которые не имели ныне известного всем объектива.И что интересно, фотоснимки получались достаточно резкими, без геометрических аберраций и в целом неплохими.
При этом такие фотоаппараты не только не имели линз, но и вообще ни одного стеклышка.
На месте объектива находилось только маленькое отверстие.
Прототипом первых фотоаппаратов была камера обскура – темная комната с отверстием в одной из стен или коробка, устроенная аналогичным образом. На противоположную отверстию стену проецируется перевернутое изображение одинаково резкое в любом его месте. Глубина резкости у такого изображения стремится к бесконечности.
Без системы линз добиться эффекта размытого фона, увы, невозможно.
Позже фотоаппараты получили объектив, который существенно расширил художественные возможности фотографии.
Сначала объектив представлял собой одну единственную фокусирующую линзу, позволяющую наводить резкость.
Чтобы приблизить удаленный объект, фотоаппарат оснащался объективом, по конструкции напоминающий подзорную трубу.
Постепенно фотографические объективы становились совершеннее. В начале ХХ века они уже умели диафрагмироваться, удалять и приближать объекты, наводить резкость по шкале расстояний.
Предлагаемый современной промышленностью арсенал объективов безумно расширяет творческие возможности фотографа.
Но фотография, сделанная без объектива, не умерла. И сегодня многие фотографы экспериментируют, снимая через крошечное сквозное отверстие без оптических устройств. Это увлечение в итоге вылилось в отдельное направление творческой фотографии под названием «пинхол».
Но даже примитивная коробка способна передавать ту самую таинственную энергетику, не передаваемую словами.
Отверстие пинхол-камеры имеет микроскопический диаметр и является сквозным, то есть не содержит линз и даже защитных стекол. Проекция в буквальном смысле касается пленки или светочувствительной матрицы.
Теоретически это отверстие то же является объективом, но только самым примитивным.
Крошечное отверстие пинхол-объектива пропускает настолько мало света, что для нормальной экспозиции необходимы выдержки, исчисляемые десятками секунд или даже минутами. Съемка, соответственно, ведется только на штативе или на иной неподвижной основе.
При желании подобие фирменного пинхол-объектива можно изготовить своими руками. Правда, для этого придется «испортить» штатную заглушку, которая прикрывает место крепления объектива к камере при его отсутствии. В центре заглушки необходимо просверлить отверстие 6-10 мм, которое затем заклеить фольгой с крошечным отверстием, проделанным швейной иглой.
Диаметр отверстия вычисляется при помощи таблицы или калькулятора камеры обскуры. Так, при стандартном от матрицы до фокальной плоскости расстоянии, составляющему у большинства зеркальных камер 50 мм, это отверстие имеет диаметр около 0,3 мм. Замечу, что в расчет берется физический размер светочувствительного элемента и фокусное расстояние.
Формулу для расчета диаметра отверстия пинхол-объектива предложил Рейли – английский ученый, нобелевский лауреат в области физики. Этой формулой пользуются фотографы стиля пинхол во всем мире, хотя существуют и другие. Она имеет следующий вид:
Диаметр = квадратный корень произведения фокусного расстояния и длинны световой волны (0,00055) умноженного на коэффициент 1,9.
Если Вам что-то не понятно по фотосъемке без объектива, не стесняйтесь, обращайтесь к нашим менеджерам-фотографам, которые сделают все возможное, чтобы Вам помочь!
Телефоны:
+375 29 700-34-69
+375 29 122-92-40
E-mail: sales@sigma-foto. by
Skype: sigma-by
Напишите в чате на сайте, мы готовы вам помочь!
Видеонаблюдение, GSM сигнализации, СКД, СКУД, ОПС, доводчики, блоки питания, электромагнитные/механические замки
ВНИМАНИЕ! ДАННАЯ МОДЕЛЬ СНЯТА С ПРОИЗВОДСТВА! ЗАМЕНА SCM100EHP2
VCB-P822H-P4 цветная модульная (бескорпусная) видеокамера, матрица 1/3″ SONY 960H EXview HAD, Effio-E, разрешение 700/750 ТВЛ, чувствительность 0,1лк, объектив фиксированный F=3,7мм, ATR, 2D-DNR, DRC, HLM, 12В, 100мА, размер 32х32х17мм, встроенная защита от переполюсовки
Особенности:
Модульные видеокамеры применяются для установки в термокожухи для использования на улице, а также в датчики (например, LC-101CAM или SWAN CAM) или в любые другие предметы для организации скрытого видеонаблюдения
Технические характеристики:
Чувствительный элемент | 1/3″ SONY 960H EXview HAD |
Процессор | Effio-E |
Объектив | PinHole Lens (полный конус), f=3,7 мм |
Разрешение | 700/750 ТВЛ |
Управление динамическим диапазоном | DRC |
Цветокоррекция | ATR |
Цифровое шумоподавление | 2D-DNR |
Маскирование ярких источников света | HLM |
Чувствительность | 0,1 лк |
Синхронизация | внутренняя |
Видеовыход | Composite 1Vp-p 75(Om) unbalanced |
Питание | DC12В (10%) |
Рабочая температура | -10. ..+40°C |
Размеры | 32х32х17 мм |
Функции | 4 маскируемые зоны, детектор движения |
Стандарт: | TCP/IP |
Сенсор: | 1/3 » Progressive Scan CMOS |
Размер матрицы: | 1.3 Mpx |
Разрешение: | 1280 x 960 — 1.3 Mpx , 1280 x 720 — 720p 704 x 576 — D1 , 352 x 288 — CIF |
Объектив: | 3.6 mm (pinhole) |
Угол обзора: | |
Чувствительность: | 0.01 Lux / F2.8 |
Соотношения сигнал/шум (S/N): | > 50 dB |
Аудио: | |
Интерфейс RS-485: | |
Интерфейс RS-232: | |
Поток (bitrate): | 48 … 8192 kbps — H.264 |
Скорость передачи главного потока: | 25 кадров в секунду @ 1280 x 960 |
Сетевые протоколы: | TCP/IP, HTTP, DHCP, DNS, DDNS, FTP, NTP |
ONVIF: | 2.42 |
Метод сжатия изображения: | H.264 / MJPEG |
Сетевой интерфейс: | 10/100 Base-T (RJ-45) |
Тревожные входы / выходы: | 2 / 2 |
Доступ с мобильного телефона: | Порт 37777 |
Имя пользователя по умолчанию /пароль администратора: | admin / admin |
Адрес по умолчанию IP: | 192.168.1.108 |
Порты доступа через веб-сайт: | 80, 37777 |
Порты доступа через приложение на PC: | 37777 |
Порт доступа через мобильного приложения: | 37777 |
Порт ONVIF: | 80 |
RTSP URL: | rtsp://admin:hasło@192. 168.1.108:554/cam/realmonitor?channel=1&subtype=0 — Основной поток rtsp://admin:hasł[email protected]:554/cam/realmonitor?channel=1&subtype=1 — Дополнительный поток |
Слот для карты памяти: | Поддержка карт max. 64 GB |
Питание: | |
Потребляемая мощность: | |
Выбранные функции: | |
Длина кабеля: | 8 m |
Рабочая температура: | -30 °C … 60 °C |
Вес: | 0.20 kg — Сетевой модуль 0.22 kg — Камера |
Размеры: | 110 x 83 x 24 mm — Сетевой модуль Ø 27 x 49 mm — Камера |
Поддерживаемые языки: | английский, польский |
Производитель/ Марка: | DAHUA |
Гарантия: | 3 года |
📹 Пинхол, pinhole
- Главная
- Словарь CCTV
- Пинхол, pinhole
Пинхол (pinhole – булавочное отверстие; другие названия – стеноп, камера-обскура) – безлинзовый фотоаппарат с очень малым отверстием объектива (менее 1 мм). Изначально то, что сегодня называется пинхолом, было единственно возможным способом фотографии – ведь, фактически, принципы безлинзового изображения зародились очень давно – перевернутую проекцию изображения объекта на стене затемненного помещения описывал еще Аристотель.Впервые что-то похожее было создано искусственно голландским художником Яном Вермеером, жившем в XVII веке, а принцип действия был описан арабским физиком и математиком Ибн аль-Хайсамом в X веке.
У пинхола есть как преимущества, так и недостатки. Основное его преимущество заключается в том, что он способен выдавать фотографии с большой глубиной и резкостью. Изображение получается почти полностью ортоскопичным (то есть, максимально похожим на фотографируемый объект). Это достигается за счет того, что достигается определенное соотношение между диаметром отверстием и его положением относительно светочувствительного элемента. Нередко именно из-за этого пинхолы изготавливаются самими фотографами, или переделываются из фотоаппаратов. Недостаток пинхола заключается в том, что ему требуется продолжительная выдержка. Связано это с тем, что из-за узкого отверстия объектива яркость получается весьма незначительной. При желании пинхол можно изготовить самому. Для этого нужна фотокамера со сменными объективами. Затем в пластмассовой крышке (которая одевается при снятом объективе) просверливается отверстие до сантиметра диаметром. После этого внутри крышки приклеивается кусок фольги. В нем, также как в крышке, ровно посередине протыкается небольшая дырка с помощью иголки. С учетом того, что отверстие получается очень маленьким, лучше спускать затвор дистанционно или с помощью специального тросика. С помощью такой конструкции можно сделать двойное изображение. Для этого нужно сделать в передней стенке несколько отверстий. А для получения цилиндрического или сферического изображения можно изогнуть плоскость с фотоматериалом. Необходимо помнить, что время выдержки зависит от такого понятия, как относительное отверстие. Относительным оно называется потому, что отражает соотношение диаметра отверстия и фокусного расстояния камеры (фокусное расстояние – это расстояние между отверстием и светочувствительным материалом)
В системах видеонаблюдения объективы типа пинхол применяются для скрытого видеонаблюдения!
Вся информация, размещенная на сайте, носит информационный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ. Производитель оставляет за собой право изменять характеристики товара, его внешний вид и комплектность без предварительного уведомления продавца.
Мини пинхол Full HD камера с батареей и детектором движения + WiFi
Мини пингол Full HD камера с батареей и детектором движения + WiFi — это шпионская камера с углом съемки 90° и возможностью наблюдения в реальном времени через мобильный телефон. Благодаря миниатюрным размерам объектива (всего 10 x 10 мм) у вас появится очень много вариантов для размещения камеры и максимальной ее незаметности. Видео записывается с разрешением Full HD 1920 x 1080, а фото 4032 x 3024, достаточно для просмотра малейших деталей.
Устройство поддерживает подключение WiFi и беспроводное соединение, что позволяет легко устанавливать его на стене или потолке, а затем вы можете управлять всеми функциями камеры через свободно доступное приложение “Pro iCam” для смартфонов (iOS, Android), где вы можете изменять разрешение видео, длину каждого видео, способ записи — обнаружение движения или непрерывная запись. Камера безопасности может быть подключена к домашнему роутеру через WIFI или P2P, что позволяет просматривать изображение в любое время и в любом месте с помощью мобильного телефона.
Пинхол камера в случае срабатывания детектора движения может отправлять уведомления непосредственно на ваш EMAIL.Записи сохраняются на micro SD карту памяти с максимальным объемом 128 GB. Источником питания является литиевая 1200 mAh батарея, также возможность подключения через постоянный источник питания или powerbank через USB кабель. Небольшие размеры, незаметность и независимость от внешнего источника питания делают эту камеру незаменимым помощником, по сравнению с большими камерами безопасности. Большее преимущество этой камеры заключается в том, что она отражает реальное поведение людей, которые не знают, что они контролируются камерой безопасности, которая в сочетании с небольшими размерами и длинным шлейфом объектива (до 15 см) обеспечивает абсолютно незаметную установку в интерьере. Благодаря углу съемки 90° и высокому разрешению камера является идеальной для наблюдения за домом, квартирой, офисом и т.д.
Характеристики:
Мини Full HD камера
WiFi подключение
Детектор движения с предупреждением в момент срабатывания
Поддержка mikro SD карты памяти до 128 GB
Управление через мобильное приложение
Спецификация:
- Объектив: 2.0 Mpx CMOS
- Разрешение видео: 1920 x 1080p Full HD 25 fps
- Разрешение фото: 4032 x 3024
- Формат видео: AVI
- Сжатие: H.264
- Угол съемки: 90°
- Шлейф объектива: 150 мм
- Размер линзы: 10 x 10 мм
- Батарея: 1200 mAh
- Время работы: 3-4 часа
- Детектор движения: да
- Карта памяти: mikro SD до 128 GB
- Оперативная система: iOS 7 и новее, Android 4.1 и новее
- WiFi: Wi-Fi 802.11 b/g/n, P2P
- Вес: 80 г
В комплекте:
1x Mини WiFi камера
1x Батарея
1x USB кабель
1x Программное обеспечение на CD
1x Инструкция
Каждый новый продукт мы тестируем несколько недель и только после контрольных тестов запускаем в продажу.
Поэтому наш ассортимент не является наибольшим на рынке, но представляем вам лишь то, что протестировано нами — качественные и надежные шпионские продукты.
Многолетний опыт в продажах шпионских продуктов (шпионские камеры, шпионская техника) более 5 лет.
Профессиональная консультация при установке или настройке продуктов ( в телефонном режиме либо электронная почта).
А также 24 месяца гарантия на все продукты и бесплатный возврат товара до 14 дней от момента доставки.
Профессиональное гарантийное и после гарантийное обслуживание.
В случае возврата стараемся сократить сроки рассмотрения к минимуму (7-14 дней).
В случае если товар не пригоден к использованию обменяем на новый.
Как собрать пинхол — самодельную фотокамеру — FURFUR
Как сделать пинхол-камеру своими руками
- 18 февраля 2014 в 18:51
- 22800
Мастерская FURFUR продолжает свою напряжённую работу. На этот раз мы расскажем о том, как сделать своими руками пинхол — простую фотокамеру без линз, где роль объектива играет небольшое отверстие в корпусе.
В сети существует бесчисленное количество инструкций, как сделать пинхол из банки, спичечного коробка и практически чего угодно. Изготовление такого пинхола, как правило, не отнимает много времени и сил, но служить он будет, скорее всего, недолго. Поэтому сразу оговоримся: мы выбрали более сложный и трудоёмкий способ и сделали многоразовый пинхол. Впрочем, как сделать первый, более доступный вариант, мы показали в конце статьи.
ШАГ № 1
Вырезаем необходимые детали для корпуса из пенокартона. Нужно использовать чёрный матовый пенокартон либо покрасить его чёрной акриловой краской, чтобы внутренние стенки пинхола не отражали свет.
ШАГ № 2
Склеиваем две части корпуса. Одна будет вставляться в другую, поэтому необходимо склеить всё точно, с минимальным количеством зазоров, чтобы одна часть входила в другую достаточно плотно.
ШАГ № 3
Из кусочка жести вырезаем квадрат, красим его чёрной акриловой краской, затем иголкой ровно посередине проделываем отверстие.
Внимание: за неимением достаточного количества времени мы не стали пользоваться программой, рассчитывающей размер отверстия относительно размеров корпуса камеры (она нужна для того, чтобы на плёнку попадало достаточное количество света), и решили положиться на случай. Вам же советуем воспользоваться.
ШАГ № 4
Тщательно, не оставляя просветов, приклеиваем пластину с внутренней стороны чёрной изолентой.
ШАГ № 5
К использованной катушке с помощью изоленты приклеиваем край плёнки и пробуем прокрутить катушку. Она должна прокручиваться без торможения и трения.
ШАГ № 6
Из оставшейся жести скручиваем трубочку и фиксируем её изолентой. Она будет выполнять роль рычажка для перемотки.
Внимание: изначально мы собирались использовать для этого обычные канцелярские скрепки, но они не прокручивали катушку и гнулись.
ШАГ № 7
Вставляем плёнку в корпус камеры и совмещаем две половины. Далее необходимо тщательно заклеить все щели, чтобы свет не проходил внутрь. В качестве затвора мы использовали кусок изоленты, попросту заклеив наш «объектив» с внешней стороны.
Внимание: необходимо проверить пинхол на светопроходимость до того, как вы вставите плёнку. Сделать это можно с помощью фонаря и тёмной комнаты.
Пример снимка. Плёнка Ilford Pan 400
Второй пинхол мы сделали гораздо более лёгким способом, используя коробку от плёнки в качестве корпуса. Такой пинхол собирается гораздо быстрее, но по сути является одноразовым, в отличие от предыдущего, корпус которого может служить вам достаточно долго.
Пример снимка. Плёнка Ilford Pan 400
Фотограф: Саша Тихонов
Студенческий проект
: как сделать камеру-обскуру
Вам не нужны модные очки или оборудование, чтобы посмотреть одно из самых потрясающих небесных шоу: солнечное затмение. С помощью всего нескольких простых принадлежностей вы можете сделать камеру-обскуру, которая позволит вам безопасно и легко наблюдать солнечное затмение из любого места.Прежде чем начать, помните: никогда не смотрите прямо на солнце без оборудования, специально предназначенного для наблюдения за солнцем. Даже используя бинокль или телескоп, вы можете серьезно повредить глаза или даже ослепнуть! Сами по себе солнечные затмения безопасны.Но смотреть на что-либо столь же яркое, как солнце, НЕ безопасно без надлежащей защиты. И нет, солнцезащитные очки НЕ в счет.
Оставайтесь в безопасности и при этом наслаждайтесь звездными шоу на солнце, создав свою собственную камеру-обскуру. Это просто! Вот как:
1. Вырежьте квадратное отверстие
Вырежьте квадратное отверстие в середине одной из карточек.2. Заклейте отверстие фольгой.
Закрепите отверстие алюминиевой фольгой.3.Проделайте отверстие в фольге
С помощью булавки или канцелярской скрепки проткните небольшое отверстие в алюминиевой фольге.4. Попробуйте
Поместите второй кусок картона на землю и удерживайте кусок алюминиевой фольгой над ним (фольгой вверх). Встаньте так, чтобы солнце было позади вас, и смотрите проецируемое изображение на карточке ниже! Чем дальше вы держите камеру, тем больше будет проецируемое изображение.
Чтобы сделать вашу проекцию более четкой, попробуйте поместить нижнюю часть картона в затененную область, в то время как вы держите другой кусок на солнечном свете.
5.
Проявите творческий подход Для дополнительного удовольствия попробуйте проделать несколько отверстий в фольге, создавая формы, узоры и другие рисунки. Каждая дыра, которую вы создаете, превратится в свою собственную проекцию затмения, создавая изящные эффекты. Возьмите помощника, чтобы сфотографировать ваши проекты для звездного художественного проекта, которым вы сможете наслаждаться даже после того, как затмение закончилось.камеры-обскуры | B&H Photo Video
Художественная фотография с помощью камеры-обскуры
Пинхол-фотография, одна из старейших форм искусства, возвращается.Его простой формат позволяет делать уникальные фотографии, которые не всегда можно сделать на цифровую зеркальную камеру. Для многих людей камеры-обскуры служат введением в фотографию, и вполне вероятно, что вы даже создали свою собственную в детстве. Среди других причин, энтузиасты фотографии любят обскуры и пленочные камеры из-за их способности запечатлеть атмосферу обстановки старомодным способом.
Что такое камера-обскура?
Базовая камера-обскура состоит из светозащитного бокса с небольшим отверстием и пленки внутри.В отличие от большинства современных фотоаппаратов, у точечных линз нет стеклянных линз. Отверстие служит отверстием, через которое свет проходит и проецируется на пленку, создавая фотографию.
Чтобы сделать снимок, диафрагма открывается и остается открытой до тех пор, пока камера не сделает снимок. Вообще говоря, чем меньше отверстие, тем сильнее детали. Чем дольше выдержка, тем мягче общий вид. Вы можете поиграть с размером диафрагмы и временем экспозиции, чтобы создать желаемый эффект.
Один из забавных аспектов фотографии с отверстиями заключается в том, что, как и в случае с одноразовыми фотоаппаратами, вы не узнаете, как получится фотография, пока не проявите пленку.
Применение для камер-обскур
Сегодня фотография крошечного отверстия служит в первую очередь в художественных целях или в качестве образовательного инструмента. Несмотря на свою примитивность, эти старые устройства оставляют много места для творчества. Попрактиковавшись, вы сможете использовать их для создания потрясающих фотографий. Камера создает изображения с длинной выдержкой, и изображения чувствительны к движению. Поскольку глубина резкости почти бесконечна, все объекты на изображении, ближние и дальние, могут оказаться в фокусе. Это делает камеры идеальными для пейзажных снимков.
Творчество
Вы можете легко сделать свою собственную камеру-обскуру дома или купить комплект камеры-обскуры, чтобы создать более профессиональную версию. В качестве альтернативы вы даже можете превратить зеркальную камеру в камеру с помощью дополнительной линзы с отверстием или просверлив отверстие в крышке корпуса самостоятельно.
Если вам нравятся приключенческие аспекты фотографии с отверстиями, вам стоит присмотреться к камерам Holga и Lomography старой школы. Эти аналоговые пленочные камеры также предоставляют много возможностей для творчества.Вы даже можете переделать некоторые модели для фотосъемки с отверстиями, просто заменив объектив.
ВB&H Photo and Video есть все оборудование и инструменты, необходимые для стимулирования воображения с помощью профессиональных камер-обскур, комплектов и многого другого.
Модель камеры-обскуры (Как работает камера-обскура (часть 1))
Просмотр в 3D: Модель камеры-обскуры
Ключевые слова: камера, камера-обскура, перспективная проекция, круг нерезкости, пленочная задняя крышка, ворота разрешения, пленочные ворота , фокусное расстояние, глубина резкости, поле зрения, плоскость изображения, масштабирование, фокусное расстояние, угол обзора, соотношение сторон, анаморфизм, формат, диафрагма, размер изображения, разрешение.Что вы узнаете из этого урока?
В предыдущем уроке мы узнали о некоторых ключевых концепциях, задействованных в процессе создания изображений, однако мы не говорили конкретно о камерах. 3D-рендеринг — это не только создание реалистичного изображения с помощью перспективной проекции. Речь также идет о возможности доставлять изображения, похожие на изображения с реальных камер. Почему? Потому что, когда изображения компьютерной графики комбинируются с видеозаписями в реальном времени, изображения, предоставленные средством визуализации, должны совпадать с изображениями, полученными камерой, с помощью которой были созданы эти кадры.В этом уроке мы разработаем модель камеры, которая позволит нам моделировать результаты, полученные с помощью реальных камер (мы будем использовать с реальными параметрами для настройки камеры). Для этого мы сначала рассмотрим, как работают пленочные и фотоаппараты.
Точнее. В этом уроке мы покажем, как реализовать модель камеры, аналогичную той, которая используется в Maya и большинстве (если не во всех) 3D-приложениях (таких как Houdini, 3DS Max, Blender и т. Д.). Мы покажем эффект каждого элемента управления, который вы можете найти на камере, на окончательном изображении и как имитировать эти элементы управления в компьютерной графике.Этот урок ответит на все вопросы, которые могут у вас возникнуть о камерах компьютерной графики, например, что делает параметр диафрагмы пленки и как параметр фокусного расстояния соотносится с параметром угла обзора.
Хотя оптические законы, задействованные в процессе генерации изображений с помощью реальной камеры, просты, их может быть трудно воспроизвести в компьютерной графике, не потому, что их сложно моделировать, а потому, что они по существу и потенциально очень дороги для моделирования. Надеюсь, вам не нужны очень сложные камеры для создания изображений.На самом деле все наоборот. Вы можете делать фотографии с помощью очень простого устройства формирования изображений, называемого камерой-обскурой , которое представляет собой просто коробку с небольшим отверстием на одной стороне и фотопленкой, лежащей на другой. Изображения, создаваемые камерами-обскурами, гораздо легче воспроизводить (и дешевле), чем изображения, полученные с помощью более сложных камер, и по этой причине камера-обскура фактически является моделью, используемой большинством (если не всеми) 3D-приложениями и видеоиграми. Давайте начнем с рассмотрения того, как эти камеры работают в реальном мире, и построим на их основе математическую модель.
Лучше всего понять модель камеры-обскуры, которая является наиболее часто используемой моделью камеры в компьютерной графике, прежде чем переходить к теме матрицы перспективной проекции, которая повторно использует концепции, которые мы будем изучать в этом уроке, такие как угол обзора камеры, плоскости обрезки и др.
Камера-обскура: как формируется изображение?
Большинство алгоритмов, которые мы используем в компьютерной графике, имитируют работу вещей в реальном мире. Это особенно верно в отношении виртуальных камер, которые имеют основополагающее значение для процесса создания изображения компьютерной графики.Создание изображения в реальной камере на самом деле довольно просто воспроизвести на компьютере. В основном он основан на моделировании того, как свет распространяется в космосе и взаимодействует с объектами, включая линзы камеры. Процесс взаимодействия света и вещества очень сложен, но законы оптики относительно просты и могут быть легко смоделированы в компьютерной программе. Принцип фотографии состоит из двух основных частей:
- Процесс, посредством которого изображение сохраняется на пленке или в файле.
- Процесс, с помощью которого это изображение фактически создается в камере.
В компьютерной графике нам не нужна физическая опора для хранения изображения, поэтому имитация фотохимических процессов, используемых в традиционной пленочной фотографии, не потребуется (кроме как в рендерере Maxwell, вы хотите предоставить реалистичную модель камеры, но это не требуется для работы базовой модели).
Рис. 1. Принцип камеры-обскуры и камеры-обскуры, проиллюстрированный в 1925 году в книге «Мальчик-ученый».
Рисунок 2: камера-обскура представляет собой коробку с отверстием на одной стороне. Свет, проходящий через это отверстие, формирует перевернутое изображение сцены на противоположной стороне коробки.
Теперь поговорим о второй части процесса фотографии: о том, как изображения формируются в камере. Базовый принцип процесса создания изображения на самом деле очень прост и показан на репродукции этой иллюстрации, опубликованной в начале 20 века (рис. 1).В схеме, показанной на рисунке 1, первая поверхность (красная) блокирует попадание света на вторую поверхность (зеленая). Однако, если вы сделаете небольшое отверстие (точечное отверстие), световые лучи могут пройти через первую поверхность в одной точке и тем самым сформировать (перевернутое) изображение свечи на другой стороне (если вы будете следовать по пути лучи от свечи к поверхности, на которую проецируется изображение свечи, можно увидеть, как изображение построено геометрически). На самом деле изображение свечи будет очень трудно увидеть, потому что количество света, излучаемого свечой, фактически проходящей через точку B, на самом деле очень мало по сравнению с общим количеством света, излучаемым самой свечой (только часть света). световые лучи, испускаемые пламенем или отраженные от свечи, проходят через отверстие).
Камера-обскура (что на латыни означает темная комната) работает по тому же принципу. Это светонепроницаемая коробка или комната с черным интерьером (для предотвращения отражений света) и крошечной дырочкой в центре на одном конце (рис. 2). Свет, проходящий через отверстие, формирует перевернутое изображение внешней сцены на противоположной стороне коробки. Это простое устройство привело к развитию фотоаппаратов. Вы можете прекрасно превратить свою комнату в камеру-обскуру, как показано на этом видео из National Geographic (все права защищены):
Ваш браузер не поддерживает видео тег.Для восприятия проецируемого изображения на стене вашим глазам сначала необходимо приспособиться к темноте в комнате, а для того, чтобы запечатлеть эффект на камеру, требуется длительное время выдержки (от нескольких секунд до полминуты). Чтобы превратить вашу камеру-обскуру в камеру-обскуру , все, что вам нужно сделать, — это положить кусок пленки на лицо напротив отверстия-обскуры. Если вы подождете достаточно долго (и держите камеру неподвижно), свет изменит химические вещества на пленке, и со временем сформируется скрытое изображение.Принцип действия цифровой камеры тот же, но вместо пленки используется датчик, преобразующий свет в электрические заряды.
Как работает настоящая камера?
В реальной камере изображения создаются, когда свет падает на поверхность, чувствительную к свету (обратите внимание, что на самом деле это также верно и для глаза). Для пленочной камеры это поверхность пленки, а для цифровой камеры — это поверхность сенсора (или ПЗС). Некоторые из этих концепций были объяснены в уроке «Введение в трассировку лучей», но мы еще раз кратко объясним их здесь.
Рис. 3: в реальном мире, когда свет от источника света достигает объекта, он отражается обратно в сцену во многих направлениях. Однако только один луч идет в направлении камеры и попадает на поверхность пленки или ПЗС-матрицы.
В реальном мире свет исходит от различных источников света (наиболее важным из которых является солнце). Когда свет попадает на объект, он может либо поглощаться, либо отражаться обратно в сцену. Это явление подробно объясняется в уроке, посвященном взаимодействию света и материи, который вы можете найти в разделе «Математика и физика для компьютерной графики».Когда вы делаете снимок, часть этого отраженного света (в виде пакетов фотонов) движется в направлении камеры и проходит через точечное отверстие, формируя резкое изображение на пленке или сенсоре цифровой камеры. Мы проиллюстрировали этот процесс на рисунке 3.
В Интернете можно найти множество документов о том, как работает фотопленка. Просто отметим, что пленка, которая подвергается воздействию света, обычно не создает видимого изображения напрямую. Он создает то, что мы называем скрытым изображением (невидимым для глаза), и нам нужно обработать пленку некоторыми химическими веществами в темной комнате, чтобы сделать ее видимой.
Если вы удалите заднюю дверцу одноразовой камеры и замените ее полупрозрачным пластиковым листом, вы сможете увидеть перевернутое изображение, которое обычно проецируется на пленку (как показано на изображениях ниже).
Пинхол-камеры
Самый простой тип камеры, который мы можем найти в реальном мире, — это камера-обскура. Это простая светонепроницаемая коробка с очень маленьким отверстием спереди, которое также называется апертурой , и немного светочувствительной пленки, уложенной внутри коробки на стороне, обращенной к этому отверстию.Когда вы хотите сделать снимок, вы просто открываете диафрагму, чтобы экспонировать пленку на свету (чтобы предотвратить попадание света в коробку, вы держите кусок непрозрачной ленты на точечном отверстии, которое вы удаляете, чтобы сделать снимок и затем положить обратно) .
Рис. 4: принцип работы камеры-обскуры. Световые лучи (которые мы искусственно раскрасили, чтобы лучше отслеживать их путь) сходятся в апертуре и формируют перевернутое изображение сцены в задней части камеры на плоскости пленки.
Принцип работы камеры-обскуры прост.Предметы сцены отражают свет во всех направлениях. Размер апертуры настолько мал, что среди множества лучей, которые отражаются от точки P, точки на поверхности объекта в сцене, только один из этих лучей попадает в камеру (на самом деле это никогда не бывает ровно один луч, но больше пучок световых лучей или фотонов, составляющих очень узкий луч света). На рисунке 3 мы можем видеть, как один единственный луч света среди многих, отраженных в точке P, проходит через апертуру. На рисунке 4 мы раскрасили шесть таких лучей, чтобы легче было проследить их путь к плоскости пленки; обратите внимание еще раз, проследив за этими лучами, как они образуют изображение объекта, повернутого на 180 градусов.Геометрическое отверстие также называется центром выступа ; все лучи, попадающие в камеру, сходятся к этой точке и расходятся от нее с другой стороны.
Подведем итог: свет, падающий на объект, отражается обратно в случайных направлениях сцены, но только один из этих лучей (или, точнее, пучок этих лучей, движущихся в одном направлении) попадает в камеру и попадает на пленку в одной единственной точке. Каждой точке сцены соответствует одна точка на пленке .
В приведенном выше объяснении мы использовали концепцию точки для описания того, что происходит локально на поверхности объекта (и что происходит локально на поверхности пленки), однако имейте в виду, что поверхность объектов непрерывна (по крайней мере, на макроскопическом уровне), поэтому изображение этих объектов на поверхности пленки также выглядит непрерывным.
То, что мы называем точкой для упрощения, на самом деле представляет собой небольшой участок на поверхности объекта или небольшой участок на поверхности пленки.Лучше всего описать этот процесс как обмен световой энергией между поверхностями (излучающая поверхность объекта и принимающая поверхность или пленка в нашем примере), но для упрощения мы будем рассматривать эти небольшие поверхности как точки для Теперь.
Рис. 5: вверху, когда отверстие маленькое, в камеру попадает только небольшой набор лучей. Внизу, когда точечное отверстие намного больше, одна и та же точка объекта появляется несколько раз на плоскости пленки.Полученное изображение размыто.
Рис. 6: на самом деле световые лучи, проходящие через точечное отверстие, можно рассматривать как небольшой световой конус. Его размер зависит от диаметра точечного отверстия (вверху). Когда конусы слишком большие, световые диски, которые они проецируют на поверхность пленки, перекрываются, что является причиной размытия изображений.
Размер апертуры имеет значение. Чтобы получить достаточно резкое изображение, каждая точка (или небольшая область) на поверхности объекта должна быть представлена как одна точка (другая небольшая область) на пленке.Как упоминалось ранее, то, что проходит через дыру, никогда не бывает одним лучом, а скорее небольшим набором лучей, заключенным в конус направлений. Угол этого конуса (или, точнее, его угловой диаметр) зависит от размера отверстия, как показано на рисунке 6.
Рис. 7: чем меньше отверстие, тем резче изображение. Когда диафрагма слишком большая, изображение размывается.
Рис. 8: круги нерезкости намного лучше видны, когда вы фотографируете яркие маленькие объекты, например, довольно светлые на темном фоне.
Чем меньше точечное отверстие, тем меньше конус и тем резче изображение. Однако меньшее отверстие требует более длительного времени экспозиции, потому что по мере того, как отверстие становится меньше, количество света, проходящего через отверстие и падающего на поверхность пленки, уменьшается. Чтобы изображение сформировалось на поверхности фотобумаги, требуется определенное количество света, поэтому чем меньше света оно получает, тем больше время экспозиции. Это не будет проблемой для CG-камеры, но для настоящих камер-обскур более длительное время экспозиции увеличивает риск получения размытого изображения, если камера не совсем неподвижна или если объекты сцены перемещаются.Как правило, чем короче время воздействия, тем лучше. Однако существует ограничение на размер точечного отверстия. Когда он становится очень маленьким (когда размер отверстия примерно такой же, как длина волны света), световые лучи дифрагируют, что тоже нехорошо. Для камеры-обскуры размером с обувную коробку отверстие диаметром около 2 мм должно давать оптимальные результаты (хороший компромисс между фокусировкой изображения и временем экспозиции). Обратите внимание, что когда диафрагма слишком большая (рисунок 5 внизу), одна точка на изображении, если вы продолжаете использовать концепцию точечных или дискретных линий для представления световых лучей (например, точка A или B на рисунке 5), появляется несколько раз на Изображение.Более точный способ визуализации того, что происходит в этом конкретном случае, — это представить следы конусов, накладывающихся друг на друга на пленке (рис. 6 внизу). По мере увеличения размера точечного отверстия конусы становятся больше и степень перекрытия увеличивается. Тот факт, что точка появляется на изображении несколько раз (в виде следа конуса или пятна на пленке, увеличивающегося в размерах, что вы можете увидеть, когда цвет объекта в источнике светового луча распространяется по поверхности пленка на большей территории, а не появляется в виде особой точки, как это теоретически должно быть) — вот что вызывает размытие изображения (или расфокусировку). В фотографии этот эффект гораздо более заметен, когда вы фотографируете очень маленькие и яркие объекты на темном фоне, например, ночную гирлянду (рис. 8). Поскольку они маленькие и обычно расположены на расстоянии друг от друга, диски, которые они создают на изображении (когда отверстие камеры слишком велико), хорошо видны. В фотографии эти диски (которые не всегда имеют идеально круглую форму, но объясняют, почему это выходит за рамки этого урока) называются кругами нерезкости или дисками нерезкости, размытыми кругами, размытыми пятнами и т. Д.(рисунок 8).
Чтобы лучше понять процесс формирования изображения, мы создали две короткие анимации, показывающие световые лучи от двух дисков, проходящие через отверстие камеры. В первой анимации (рисунок 9) отверстие маленькое, а изображение дисков резкое, потому что каждая точка на объекте соответствует одной точке на пленке.
Рис. 9: анимация, показывающая световые лучи, проходящие через точечное отверстие и формирующие изображение на плоскости пленки. Изображение сцены перевернуто.
Вторая анимация (рисунок 10) показывает, что происходит, когда отверстие слишком велико. В этом конкретном случае каждая точка на объекте соответствует нескольким точкам на пленке. В результате получается нечеткое изображение дисков.
Рис. 10: когда апертура или точечное отверстие слишком большие, точка из геометрии появляется в нескольких местах на плоскости пленки, и результирующее изображение становится размытым.
В заключение, чтобы получить четкое изображение, нам необходимо сделать апертуру камеры-обскуры как можно меньше, чтобы гарантировать, что только узкий пучок фотонов, исходящих из одного направления, попадает в камеру и попадает на пленку или датчик в одной точке. (или поверхность как можно меньше).Идеальная камера-обскура — это камера с настолько маленькой апертурой, что только один луч света попадает в камеру для каждой точки сцены. Такая камера не может быть построена в реальном мире, хотя по причинам, которые мы уже объяснили (когда отверстие становится слишком маленьким, световые лучи дифрагируются), но она может быть построена в виртуальном мире компьютеров (в котором световые лучи не подвержены влиянию дифракции. ). Обратите внимание, что средство визуализации, использующее идеальную камеру-обскуру для создания изображений 3D-сцен, выдает идеально четкие изображения.
Рисунок 11: объектив камеры определяет глубину резкости. Объективы могут фокусировать объекты только на заданном расстоянии от камеры. Любые объекты, расстояние до камеры которых намного меньше или намного больше, чем это расстояние, на изображении будут выглядеть размытыми. Глубина резкости определяет расстояние между ближайшим и самым дальним объектом от сцены, которое кажется «достаточно резким» на изображении. Камеры-обскуры имеют бесконечную гибель поля, что приводит к идеально четким изображениям.
В фотографии термин глубина резкости определяет расстояние между ближайшим и самым дальним объектом от сцены, которое кажется «достаточно резким» на изображении. Камеры-обскуры имеют бесконечную глубину резкости . Другими словами, резкость объекта не зависит от расстояния до камеры (при условии, что само отверстие имеет правильный диаметр для размера камеры). Как правило, это не относится к фотографиям, сделанным с помощью объективов фотоаппаратов.Изображения компьютерной графики в большинстве случаев создаются с использованием модели камеры-обскуры, и, как и в реальных камерах-обскурах, они имеют бесконечную глубину резкости; все объекты сцены, видимые камерой, отображаются идеально резкими. Компьютерные изображения иногда критиковались за то, что они были очень чистыми и резкими; использование этой модели камеры, безусловно, во многом связано с этим. Однако глубину резкости можно смоделировать довольно легко, и урок из этого раздела посвящен только этой теме [ссылка].
Когда точечное отверстие очень маленькое, очень мало света может проходить через диафрагму, и требуется длительная выдержка. Это ограничение, если вы хотите получить резкие изображения движущихся объектов или в условиях низкой освещенности. Конечно, чем больше диафрагма, тем больше света попадает в камеру, однако, как объяснялось ранее, это также приводит к размытым изображениям. Решение состоит в том, чтобы поместить линзу перед диафрагмой, чтобы сфокусировать лучи обратно в одну точку на плоскости пленки, как показано на рисунке рядом.Этот урок представляет собой лишь введение в камеры-обскуры, а не подробное объяснение того, как работают камеры и роль линз в фотографии. Более подробную информацию по этой теме можно найти в уроке из этого раздела, посвященном теме глубины резкости [ссылка]. Однако, в качестве примечания, и если вы попытаетесь установить связь между работой камеры-обскуры и современной камеры, важно знать, что линзы используются для того, чтобы сделать диафрагму как можно больше, позволяя большему количеству света попадать в камеру. и, следовательно, сокращение времени воздействия.Роль линзы заключается в устранении размытости изображения, которое мы получили бы, если бы мы использовали камеру-обскуру с большой апертурой, путем перефокусировки световых лучей, отраженных от поверхности объектов, в отдельные точки на пленке. Комбинируя их, большую диафрагму и объектив, мы получаем лучшее от обеих систем, меньшее время экспозиции и четкие изображения (однако использование линз увеличивает глубину резкости, но, как мы уже упоминали ранее, это не будет изучаться или объясняться. в этом уроке). Однако самое замечательное в камерах-обскурах заключается в том, что для них не требуются линзы, поэтому их очень просто построить, а также очень просто имитировать в компьютерной графике.Как работает камера-обскура
Отрывок из книги «От отверстия до печати — вдохновение, инструкции и идеи менее чем за час». Как камеру без объектива можно использовать для съемки и объяснения того, как работает камера-обскура.
Камеры-обскуры основаны на том факте, что свет распространяется по прямым линиям — принципу, называемому прямолинейной теорией света. Это заставляет изображение отображаться в камере перевернутым.
Многие фотографы-обскуры вдохновляют умение создавать собственные камеры.Поиск новых материалов или идеальной коробки может быть подобен обнаружению спрятанного сокровища.
Камера-обскура поражает своей простотой. В своей основной форме это светонепроницаемый контейнер со светочувствительным материалом на одном конце и отверстием на другом.
Камеры-обскуры отличаются отсутствием объектива. Если у камеры есть объектив, это НЕ камера-обскура.
Когда затвор открывается, свет проникает сквозь него, чтобы запечатлеть изображение на фотобумаге или пленке, размещенной с обратной стороны камеры.
Камеры-обскуры основаны на том факте, что свет распространяется по прямым линиям — принципу, который называется прямолинейной теорией света . Это заставляет изображение отображаться в камере перевернутым.
Фокусное расстояние камеры-обскуры.Если размеры вашей камеры и размер вашего точечного отверстия правильные, вы можете сделать фотографию, которая будет конкурировать на техническом уровне с фотографией с вашей цифровой зеркальной камеры.
Маленькое отверстие обычно дает более четкое изображение, чем большое.Однако, если точечное отверстие слишком маленькое, световые волны могут немного рассеяться по краям точечного отверстия и вызвать искажение или потерю фокуса.
Отверстия меньшего размера также увеличивают время экспозиции, поскольку они пропускают меньше света в камеру.
Фокусное расстояние, примерно равное диагонали бумаги или пленки, является нормальным фокусным расстоянием. Более короткое фокусное расстояние называется широкоугольным, а значительно большее — телефото.Как работает фокусное расстояние в камере-обскуре
Фокусное расстояние вашей камеры-обскуры — это расстояние между отверстием на передней части камеры и бумагой или пленкой на задней стороне камеры.
Факты о фокусном расстоянии
Короткое фокусное расстояние
- Широкоугольный
- Короткое время экспозиции
Длинное фокусное расстояние
- телефото
- Длительное время выдержки
120-пленку / 2 1/4 ″ пленки. .Камера с фокусным расстоянием 100 мм создаст круг изображения диаметром 350 мм. Небольшой круг изображения вызывает ослабление света и виньетирование по краям изображения.
Виньетки
Когда свет попадает в точечное отверстие в передней части камеры, он проецируется на бумагу или пленку сзади по кругу. Диаметр круга изображения примерно в три с половиной раза больше фокусного расстояния. У вас может получиться черная виньетка вокруг изображения, если у вас меньшее фокусное расстояние.И это может быть именно то, что вам нужно.
Виньетка появляется из-за того, что свет перемещается дальше к внешним краям круга, оставляя его недоэкспонированным. Если вам не нужен этот эффект, убедитесь, что для камеры не требуется бумага, размер которой примерно вдвое превышает ее фокусное расстояние.
Камера с фокусным расстоянием 3 дюйма создаст изображение диаметром приблизительно 10,5 дюймов.
Интенсивность света в вашей камере уменьшается по мере увеличения длины камеры.Свет будет сильнее около отверстия и постепенно ослабевает по мере продвижения к задней части камеры. Это означает, что для телеобъективов потребуется более длительное время выдержки.
Дополнительные сведения см. В книге «Пинхол»
СвязанныеСоздание камеры-обскуры — Упражнение
Быстрый просмотр
Уровень оценки: 5 (3-5)
Требуемое время: 15 минут
Расходные материалы на группу: 1 доллар США.00
Размер группы: 1
Зависимость действий: Нет
Тематические области: Физические науки
Подпишитесь на нашу рассылку новостей
Резюме
В этом упражнении учащиеся конструируют свои собственные камеры-обскуры, чтобы наблюдать за поведением света. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).Инженерное соединение
Инженеры-оптики должны понимать, как работают световые лучи, чтобы проектировать и создавать такие устройства, как камеры, лазеры и оптоволокно.
Цели обучения
После этого занятия студенты должны уметь:
- Понимание того, как световые лучи движутся по прямым линиям, используется при обработке изображений.
- Используйте световые лучи для создания фотографического изображения.
- Объясните основы работы камеры-обскуры.
Образовательные стандарты
Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).
Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются Сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты нового поколения — наукаОжидаемые характеристики NGSS | ||
---|---|---|
3-5-ETS1-1.Определите простую проектную проблему, отражающую потребность или желание, которая включает определенные критерии успеха и ограничения по материалам, времени или стоимости. (3-5 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв! | ||
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов. | ||
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS: | ||
Наука и инженерная практика | Основные дисциплинарные идеи | Сквозные концепции |
Определите простую задачу проектирования, которая может быть решена путем разработки объекта, инструмента, процесса или системы, и включает несколько критериев успеха и ограничений по материалам, времени или стоимости. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! | Возможные решения проблемы ограничены доступными материалами и ресурсами (ограничениями). Успешность разработанного решения определяется с учетом желаемых характеристик решения (критериев). Различные предложения по решениям можно сравнивать на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует указанным критериям успеха или насколько хорошо каждое из них учитывает ограничения. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! | Потребности и желания людей со временем меняются, как и их потребности в новых и улучшенных технологиях. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! |
Ожидаемые характеристики NGSS | ||
---|---|---|
4-ПС4-2. Разработайте модель, описывающую, что свет, отражающийся от объектов и попадающий в глаз, позволяет объектам быть видимыми. (4 класс) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв! | ||
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов. | ||
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS: | ||
Наука и инженерная практика | Основные дисциплинарные идеи | Сквозные концепции |
Разрабатывайте модели для описания явлений. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! | Объект можно увидеть, когда свет, отраженный от его поверхности, попадает в глаза. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! | Причинно-следственные связи обычно выявляются. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! |
- Между технологиями и другими областями обучения существуют различные отношения.(Оценки
3 —
5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
- Инструменты, материалы и навыки используются для изготовления вещей и выполнения задач. (Оценки
3 —
5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Список материалов
Каждой группе необходимо:
- 1 ½ галлона коробка молока или сока (одна на студента)
Поделиться со всем классом:
- вощеная бумага
- малярная / целлофановая лента
- пины
- 3-4 фонаря (для групп для проверки фотоаппаратов)
Больше подобной программы
Картинки, пожалуйста — Путешествие налегкеСтуденты узнают, что свет распространяется от источника света по прямой линии и что лучевые диаграммы помогают нам понять, как линзы будут создавать изображения.Это подготавливает студентов к соответствующей деятельности, в которой они исследуют концепции, лежащие в основе работы камеры-обскуры.
Свойства светаУчащиеся узнают об основных свойствах света и о том, как свет взаимодействует с объектами. Они знакомятся с аддитивной и субтрактивной цветовой системами, а также с явлениями преломления.Учащиеся дополнительно исследуют различия между аддитивной и субтрактивной цветовой системами с помощью прогнозов, например, … Вы видите то, что вижу я?
Студенты изучают концепцию оптического распознавания символов (OCR) в среде решения проблем. Они изучают методы OCR и OCR, а затем применяют эти методы к задаче проектирования, разрабатывая алгоритмы, способные правильно «читать» числа на типичном спортивном табло средней школы….
Предварительные знания
Продольные и поперечные волны (Урок 1), Длина волны и амплитуда (Урок 2), Частота (Урок 3), Свет (Урок 6), Электромагнитные волны (Урок 7).
Введение / Мотивация
Студенты, это последнее занятие в нашем отделении звука и света.Вы все проделали огромную работу, изучая звук и свет, а также то, как инженеры используют свои знания о звуке и свете, чтобы помочь улучшить наш мир. Сегодня мы создадим что-то действительно интересное — наши маленькие фотоаппараты!
На нашем уроке мы узнали, что свет распространяется по прямым линиям и переворачивается, когда проходит через маленькое отверстие. Сегодня мы увидим этот принцип в действии. Создадим камеру!
Процедура
Фон
Сотни лет назад изображения были выгравированы на камне, а позже, с развитием модернизации, на различных типах ткани или даже бумаге.На данный момент эти изображения могли быть пейзажами, портретами или натюрмортами (например, вазой с фруктами или растением). По определению изображение — это точная копия изображения — дубликат изображения, а не просто перерисованная копия.
Итак, до создания того, что мы знаем сегодня как цифровые фотоаппараты (или пленочные фотоаппараты, которые все еще широко используются), что люди делали, чтобы получить копию определенного изображения? Что ж, в середине 1600-х годов темная комната, также известная как темная камера или камера-обскура , ловко использовалась для переноса внешнего изображения на бумагу внутри комнаты.Поясним: в одной из стен большой комнаты есть дыра. Когда свет попадает в маленькое отверстие, внешнее изображение отражается на противоположной стене. Художник, стоя в комнате, рисовал на бумаге изображение, появившееся на стене.
Затем, в середине 1800-х годов, более распространенным стало использование камеры-обскуры . Камера-обскура была портативной, что позволяло фотографу делать (то есть рисовать) снимки, которые ранее нельзя было скопировать через темную камеру или камеру-обскуру.Камера-обскура работает так же, как темная камера, в том смысле, что небольшое отверстие в боковой стенке коробки размером с рабочий стол передает изображение на противоположную стену. Поскольку световые лучи движутся по прямым линиям, изображение фактически перевернуто. Зеркала внутри коробки камеры-обскуры отражают изображение на верхнюю часть коробки, после чего художник переносит изображение на бумагу.
Сегодня, с открытием пленки и, в настоящее время, цифровых компьютеров, заключенных в небольшие корпуса размером с колоду карт, можно делать несколько снимков в быстрой последовательности.Фотографы могут выбирать фотографии, которые нужно сохранить, и те, которые нужно выбросить, одним нажатием кнопки.
Инженеры с давних времен играли большую роль в разработке фотоаппаратов — от химических растворов, используемых для проявки пленки, до новейших возможностей оцифровки современных фотоаппаратов.
А теперь давайте создадим нашу собственную камеру-обскуру, как это сделали пионеры 19 века!
Перед мероприятием
Примечание : За две недели до занятия попросите студентов принести из дома пакет молока или сока ½ галлона. Попросите студентов тщательно промыть контейнер теплой мыльной водой. Периодически напоминайте учащимся, чтобы они не забывали приносить картонные коробки.
- Соберите все необходимые материалы.
- Отрежьте верхнюю часть (сторону с носиком для разливки) каждой картонной упаковки молока / сока.
Со студентами
Примечание : в начале этого упражнения установите несколько источников света, на которые студенты могут смотреть через свои камеры. Хорошо подойдут большие фонарики, так как они яркие и их можно правильно направить.
- Попросите студентов приклеить кусок вощеной бумаги поверх коробки с молоком / соком. Отверстие для камеры-обскуры можно легко проткнуть безопасным булавкой. Авторское право
Авторские права © Программа ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2010. Фотография пользователя Alison Pienciak.
- Попросите их перевернуть картонную коробку на бок и использовать прочный штифт (лучше всего подходит безопасный штифт) или сверло / сверло малого диаметра, чтобы проделать очень маленькое отверстие в дне картонной коробки (это может быть внешняя сторона коробки). коробка, а не внутри).(Примечание: эффект от использования отверстий разного размера будет предметом обсуждения позже). Они должны сделать только одно отверстие, чистое и гладкое! См. Рисунок 1.
- Когда все ученики закончат, приглушите верхний свет в комнате и включите дополнительные источники света.
- Попросите учащихся посмотреть на источники света через свои камеры-обскуры. Напомните им, чтобы они смотрели сквозь вощеную бумагу. Изображение, которое они видят, должно быть немного нечетким, но узнаваемым.
- Студенты могут перемещать свои камеры все ближе и дальше от источников света и видеть, какой эффект это оказывает на изображения.
- Позвольте учащимся поэкспериментировать с размером отверстия и посмотреть, как это влияет на изображение. Примечание: очень большие отверстия не позволяют идентифицировать изображение; проинструктируйте студентов медленно увеличивать размер отверстий для булавок.
- Соберите учеников и обсудите, как работает их фотоаппарат. См. Ниже идеи для обсуждения. Студенты могут забрать свои фотоаппараты домой в конце дня.
Словарь / Определения
световой луч: луч света с небольшим поперечным сечением.
Камера-обскура: простая камера, в которой используется точечное отверстие для фокусировки света на поверхности за ней. Все изображения, созданные камерой-обскурой, инвертируются — верхнее становится нижним, левое — правым. Это также можно назвать камерой-обскурой.
диаграмма лучей: изображение, которое предсказывает, как будет выглядеть изображение. Световые лучи на лучевой диаграмме изображены прямыми линиями.
Оценка
Оценка перед началом деятельности
Обзор ключевых идей : снова обсудите ключевые идеи урока со студентами.Они помнят, какой инженер работает со светом? (Ответ: инженер-оптик) Как распространяется свет? (Ответ: прямыми) Как называлась первая камера? (Ответ: камера-обскура) Посмотрите, не захотят ли ученики добровольно нарисовать лучевую диаграмму на доске.
Встроенная оценка деятельности
Как мы можем сделать это лучше? Напомните студентам о важности итераций в инженерном проектировании и побудите их во время работы со своими камерами задавать себе вопросы: «Как мы можем сделать это лучше?» Поощряйте студентов экспериментировать с новыми идеями и быть добрыми и полезными друг другу, когда они обмениваются идеями между собой.
Оценка после деятельности
Обсуждение класса : Чья камера-обскура работала действительно хорошо? Почему? Как размер отверстия влияет на яркость изображения на вощеной бумаге? (Ответ: Чем больше отверстие, тем ярче изображение.) Как размер отверстия влияет на резкость изображения? (Ответ: чем больше отверстие, тем более размытым будет изображение.)
Вопросы для расследования
- Кто изобрел первую камеру?
- Когда впервые были разработаны цифровые фотоаппараты?
- Сколько картин создается в Америке каждый год?
Вопросы безопасности
Напомните ученикам, что нужно быть осторожными при использовании булавок и не тыкать ими друг в друга.
Советы по поиску и устранению неисправностей
Чтобы увидеть более четкое изображение, поместите лист бумаги с рисунком или лист с вырезанной формой над источником света (т. Е. Над линзой фонарика).
Расширения деятельности
Учащимся следует побуждать изучать различные камеры, внутри и снаружи, чтобы увидеть линзы и то, как размещается пленка для записи изображений.Вы можете приобрести в местном комиссионном магазине недорогие старые фотоаппараты, которые студенты смогут разобрать в классе.
Масштабирование активности
Для старших классов найдите добровольцев, которые сделают камеру-обскуру гораздо большего размера. В этой камере корпус камеры должен быть полностью закрыт с окном сбоку, чтобы видеть заднюю часть, куда падает изображение. Также можно купить пленку и разместить ее сзади камеры, чтобы сделать снимок с большой выдержкой.Подробности можно найти на http://brightbytes.com/cosite/what.html
.Для младших классов занятия по-прежнему должны быть подходящими, хотя учащимся может потребоваться дополнительная помощь в изготовлении своих камер.
Дополнительная поддержка мультимедиа
Дополнительные ресурсы по изготовлению и использованию камеры-обскуры см. На веб-сайте Kodak по адресу http://www.kodak.com/eknec/PageQuerier.jhtml?pq-path=11865&pq-locale=en_US&_requestid=45980
использованная литература
Штат Юта, История для детей, «Удивительная история фотографии», по состоянию на 31 июля 2007 г.http://ilovehistory.utah.gov/index.html
авторское право
© 2007 Регенты Университета Колорадо.Авторы
Люк Симмонс; Фрэнк Буркхолдер; Эбигейл Уотрус; Джанет Йоуэлл; Элисон ПенчакПрограмма поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в БоулдереБлагодарности
Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U. S. Министерство образования и Национальный научный фонд GK-12, грант № 0338326. Тем не менее, это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны рассчитывать на одобрение со стороны федерального правительства.
Последнее изменение: 23 января 2021 г.
Камера-обскура и камера-объектив
Простая формула тонких линз включена в некоторые курсы физики продвинутого уровня, хотя современные оптические дизайнеры редко ее используют.Это источник экзаменационных вопросов и споров о знаках. Обычно u — это расстояние от объектива до объекта, v — это расстояние от объектива до изображения, а f — фокусное расстояние объектива.
При несерьезном подходе формула
может найти хорошее применение в качестве поощрения студентов к практике размещения виртуальных изображений. Почти каждый иногда использует оптический инструмент. В большинстве оптических инструментов (телескоп, микроскоп, увеличительное стекло, спектрометр) наблюдатель смотрит на виртуальное изображение.
В споре о соглашениях важно выбрать одно соглашение и придерживаться его. Преимущества и недостатки двух общих условных обозначений обсуждаются ниже.
Декартова конвенция
Декартово соглашение подчеркивает точку зрения, которая рассматривает линзу как изменение кривизны волновых фронтов, проходящих через нее. Одна из причин для этого заключается в том, что в нем есть смысл обратных величин в:
1/ v = 1/ u + 1/ f
Если рассматривать линзу как добавочную кривизну, то ее естественная формулировка:
кривизна после = кривизна до + кривизна добавлена
Это соглашение также выражает тот факт, что эффективная сила двух тонких линз в контакте находится путем сложения их сил.
В обоих соглашениях расходящиеся линзы имеют отрицательную силу, а собирающие линзы — положительную. В декартовой системе рекомендуется не ограничивать единичную диоптрию только оптической силой линзы, а расширить ее до 1/ v и 1/ u . В самом деле, это должно быть правильно, если уравнение должно иметь согласованные единицы. Оптики всегда измеряют силу линз в диоптриях, поэтому сама единица измерения более чем достойна.
Лучше выразить уравнение линзы в форме выше, чем как:
1/ v — 1/ u = 1/ f
, где может быть труднее вспомнить, какой член вычитается (хотя читать это как «изменение кривизны = кривизна, обеспечиваемая линзой» вполне естественно).
В декартовом соглашении расстояния справа положительны, а расстояния слева отрицательны, как и для декартовых графов. Для собирающей линзы, формирующей реальное изображение, u отрицательны, а v положительны.
Действительное число
положительноусловное обозначение
1/ u + 1/ v = 1/ f
В действительном значении положительное значение
, символы принимаются по номинальной стоимости, и тот факт, что эти обратные величины связаны, не привлекает внимания.Знак принимается как положительный для реального объекта или расстояния до изображения и отрицательный для виртуального объекта или расстояния до изображения.
Преимущества: Достоинство этого соглашения состоит в том, что оно упрощает и упрощает запоминание уравнения линзы. Двойные отрицания, которые могут сбить с толку студентов, возникают не так часто, как в декартовой системе.
Недостатки: real положительный. Соглашение о знаках
вообще не используется ни в профессиональной работе в оптике, ни в легкодоступном программном обеспечении для трассировки лучей, и оно скрывает то, что происходит под ним.Некоторые студенты путаются между знаком (-1 / u ) и самим знаком u .
Спасибо Дэйву Мартиндейлу за указание на ошибку на этой странице, теперь исправленную. Редактор
Диаграмма апертуры камеры-обскуры| Freestyle Photo & Imaging
Расчет экспозиции для вашей камеры-обскуры может быть трудным. Безобъективная камера Mfg.Co., чьи модели мы продаем, предоставила нам следующую таблицу диафрагм и диафрагм для своих продуктов.
Обратите внимание, что формат (4×5, 5×7 и т.д.) камеры не имеет значения; только рабочая диафрагма и фокусное расстояние определяют диафрагму.
Фокусное расстояние | Диаметр отверстия. (тысячные) | Диаметр отверстия. (дроби) | F-стоп |
---|---|---|---|
675 мм / 27 дюймов | 0.0156 « | 1/64 « | f / 2000 |
450 мм / 18 дюймов | 0,0156 « | 1/64 « | f / 1200 |
300 мм / 12 дюймов | 0,0156 « | 1/64 « | f / 840 |
225 мм / 9 дюймов | 0,0156 « | 1/64 « | f / 630 |
200 мм / 8 дюймов | 0.0156 « | 1/64 « | f / 560 |
150 мм / 6 дюймов | 0,0156 « | 1/64 « | f / 420 |
100 мм / 4 « | 0,0156 « | 1/64 « | f / 280 |
75 мм / 3 дюйма | 0,013 | 1/77 « | f / 230 |
50 мм / 2 « | 0.013 « | 1/77 « | f / 154 |
Обычные экспонометры, конечно, не работают с нестандартными камерами, но относительно простой расчет позволит вам измерить большее значение диафрагмы на диафрагму и преобразовать заданное время в значение, подходящее для вашей камеры-обскуры. Если вы:
- установите экспонометр на диафрагму A ,
- он возвращает время S и
- ваша камера-обскура имеет апертуру B ,
- вы можете найти правильное время экспозиции X по следующей формуле:
В результате время, как правило, будет очень долгим, поэтому вам придется вносить поправки на нарушение взаимности; К сожалению, разные пленки требуют разных настроек, поэтому вам придется определить правильную формулу из технических таблиц для пленки, которую вы используете.Практическое правило для большинства черно-белых пленок выглядит следующим образом:
- Для выдержек от одной до десяти секунд удвоить время экспозиции, полученное на основе замера
- Для выдержек от десяти до 100 секунд увеличьте выдержку пять раз
- Для выдержек более 100 секунд увеличьте выдержку в двенадцать раз (или, как рекомендует производитель безобъективных камер, «откройте затвор и идите обедать»)
Таблица преобразования обскуры для игл размером Как видно из «Руководства для начинающих по фотографии с обскурами» Джима Шулла | |||
Игла No. | Диаметр | Лучшее фокусное расстояние | F-стоп |
---|---|---|---|
4 | 0,036 « | 20 « | f / 550 |
5 | .031 « | 15 « | f / 490 |
6 | .029 « | 13 « | f / 450 |
7 | .026 « | 10 « | f / 390 |
8 | .023 « | 8 « | f / 350 |
9 | .020 « | 6,5 « | f / 300 |
10 | .018 « | 5 « | f / 280 |
12 | .016 « | 4 « | f / 250 |
13 | . Пинхол камеры: Как сделать пинхол-камеру своими руками: подробная инструкция Пролистать наверх
|