Todas las imágenes están desenfocadas con la tapa del cuerpo del agujero de alfiler

Compré una lente pinhole de la marca "Rising". Es un trozo de aluminio perforado fijado a una tapa del cuerpo, el tipo de tapa de plástico que cubre el cuerpo cuando no hay lentes colocadas.

Tengo una Pentax K-50 y obtuve la lente adecuada. Lo primero que sucedió cuando encendí la cámara fue que pedía la distancia focal. Después de saber qué era eso, pensé que tenía sentido: no había dispositivos electrónicos en la tapa para comunicar ese valor.

La lente vino con un papel que indica las distancias focales para unos 8 fabricantes comunes y un modelo representativo. Para Pentax, enumeraron una distancia focal de 48.5 para el 135-K.

Mi cámara no permitía un valor tan preciso: los valores más cercanos eran 45 y 50. Probé con ambos, pero las imágenes estaban desenfocadas.

Busqué en Google más información, pero no encontré ninguna. Frustrado, tomé imágenes en todos los ajustes de distancia focal, desde 8 mm hasta 800 mm. La interfaz de usuario está utilizando una de las ruedas de desplazamiento para navegar a través de los valores preestablecidos.

Terminé con 35 imágenes, todas desenfocadas, y todas parecían iguales. Cualquiera que sea la distancia focal correcta para mi cámara, parece que no puedo configurarla.

Me estoy preparando para devolver el artículo, pero solo quiero plantear la pregunta, ¿hay algo más que esté pasando por alto? Le envié un correo electrónico al fabricante sobre la configuración de mi cámara unos días antes de mi prueba exhaustiva, pero no he tenido noticias suyas.

Usé un trípode y un actuador electrónico de "bombilla". La exposición es buena; Lo clavé con el método de las mitades.

Mi pensamiento es tomar el dinero que gasto en la lente, comprar algunas tapas de lentes adicionales y perforar agujeros de varios tamaños en ellas.

¿Hay algo que haya hecho mal o este objetivo simplemente no funcionará con mi cámara modelo?

Editar El diámetro del agujero de alfiler es de 0.22 mm.

Esta es una de mis fotos de prueba con el agujero de alfiler:

Y aquí hay una foto con 50 mm de la misma área:

Tal vez estoy golpeando a un caballo muerto, pero aquí hay una comparación de la impresión en la tubería de PVC:

Recuerdo haber leído que las lentes estenopeicas permitían una profundidad de campo casi infinita. Busqué en Google algunas imágenes, y aunque algunas tienen desenfoque de movimiento (a veces mucho) y también una gran distorsión de borde, el área central parece estar bastante bien enfocada:

Si mi prueba el resultado esperado de una lente estenopeica, me pregunto, ¿cuál es el punto? ¿Cómo obtengo las imágenes nítidas que uno encuentra en una búsqueda de "pinhole" en Google ?

Esto es exactamente lo que uno espera de una lente estenopeica.

Lentes normales

Una lente normal tiene una gran abertura y dobla todos los rayos de luz que provienen de un objeto puntiagudo para cruzar en un punto detrás de la lente. Al mover la lente hacia adelante y hacia atrás, se puede determinar la posición del punto detrás de la lente, y cuando está exactamente en el sensor, puede golpear solo un píxel. (En teoría). Entonces, un objeto similar a un punto se proyectaría en un solo píxel, que es la máxima nitidez que puede obtener.

Al mismo tiempo, los rayos de luz de otros objetos puntuales en otras distancias se doblan para que se crucen en un punto delante o detrás del sensor. Esto da círculos de luz en el sensor, golpeando muchos píxeles. Por lo tanto, esos objetos son de enfoque.

Esto se ilustra en la siguiente imagen que hice usando una simulación. Hay una lente de 50 mm y tres fuentes de luz puntuales colocadas a 800, 1000 y 1200 frente a la lente. Se coloca una pantalla (= sensor) a 52,63 mm detrás de la pantalla, donde se cruzan los rayos de luz de la fuente de luz roja central.

(Click para agrandar)

Esta imagen ampliada muestra cómo los rayos azul y verde se cruzan delante / detrás de la pantalla y forman puntos más grandes en la pantalla. (El punto negro es el punto focal de la lente)

Lentes estenopeicas

Una lente estenopeica solo tiene ese agujero, pero no tiene lente óptica. Eso significa que los rayos que ingresan a través del agujero no se doblarán para cruzar en un punto. Viajan en la misma dirección que antes y forman una mancha de aproximadamente el tamaño y la forma del orificio en el sensor. Esto significa que si su agujero tiene 0.22 mm de diámetro, obtendrá un círculo de 0.22 mm en su sensor. Por ejemplo, mi cámara tiene un sensor de 22 mm de ancho y las fotos tienen 5200 píxeles de ancho. Los puntos en forma de círculo de 0.22 mm de la lente estenopeica darían como resultado círculos de 52 píxeles de diámetro en mis fotos. ¡Muy borroso!

Ahora, mientras que la lente óptica dentro de una lente normal puede moverse hacia adelante y hacia atrás para enfocar objetos en diferentes distancias, los rayos de los objetos en todas las distancias que ingresan a un agujero son casi paralelos. (Excepto para los objetos muy cercanos a la cámara) Entonces, todos los objetos muestran aproximadamente la misma nitidez.

Aquí hay imágenes con la lente óptica reemplazada por un agujero de alfiler. Dado que un agujero de alfiler de 0.22 mm no sería práctico aquí, lo exagero usando un agujero de alfiler de 5 mm, pero el principio es claro:

Debido a la fuerte superposición, las tres fuentes de luz no se pudieron distinguir.

Establecer la distancia focal

Escribí que la distancia focal es un valor puramente informativo en su caso, pero como señalaron @junkyardsparkle y @mattdm, eso no es cierto.

Hoy en día, las cámaras tienen técnicas de estabilización de imagen para reducir el desenfoque debido a pequeños movimientos de temblor cuando la cámara se sostiene en las manos. Algunas cámaras como las réflex digitales de Canon mueven las lentes hacia los lados, mientras que otras como la suya pueden mover el sensor. La distancia focal es necesaria para calcular cuánto debe moverse el sensor para cancelar un escalofrío detectado.

¿Difracción?

Otro usuario escribió en su respuesta que la difracción es la causa del desenfoque de la imagen. Bueno, no es tan fácil aquí.

En general, existe difracción, y me gustaría vincular a Wikipedia sobre los discos Airy para obtener más detalles.

La fórmula importante es

• λ es la longitud de onda, para la luz visible 400-670 nm
• d es el diámetro del agujero de alfiler
• θ es el ángulo entre el centro del disco aireado y el primer anillo de oscuridad absoluta a su alrededor (que puede verse como el límite del disco), como se ve desde el centro del agujero.

Ahora, con sus números, uno obtiene θ = 0.001818rad para luz violeta de 400 nm y θ = 0.00302rad para luz roja. Esto multiplicado por 48 mm, la distancia entre el orificio y la pantalla, da el radio (!) Del disco ventilado, por lo que hay que multiplicar por 2 para obtener el diámetro. Entonces, el diámetro es de 0.17 a 0.29 mm.

Bien, de hecho, el punto en la pantalla es más grande para la luz roja si se considera la difracción. Pero espera, ¿es más pequeño para la luz azul?

Bueno, esas fórmulas implican que el diámetro del punto es cero directamente detrás del orificio, lo que obviamente no es el caso. Esas fórmulas son correctas muy, muy lejos del agujero de alfiler, y nuestra pantalla aún no está tan lejos.

Esta imagen demuestra esto. Aproximadamente 100 mm detrás del agujero de alfiler, las manchas son mucho más grandes debido a la difracción, pero a unos 50 mm, bueno, un poco.

En el caso de una lente normal, la difracción juega un papel más importante en las paradas F altas. Una lente perfecta enfocaría el haz de luz a un solo punto, pero la difracción lo convierte en un punto con algún diámetro, o incluso algún patrón.

Notas

Se podría escribir un libro sobre todo lo que afecta la calidad de la imagen. Por ejemplo, las lentes reales aquí se consideran ideales. Para la lente estenopeica, la precisión del agujero, pero también el grosor del material juegan un papel importante.

Tus resultados son geniales . Muestra exactamente lo que uno debería esperar usando una lente "pinhole".

La razón por la cual sus resultados son diferentes de su búsqueda en Google es porque la imagen que encontró no fue producida por una lente estenopeica típica en una sola sesión típica sin alguna manipulación en la impresión. Usted eligió una foto de una serie de "salidas" creativas de fotografía estenopeica. Algunos en la serie se hicieron con múltiples exposiciones negativas en la impresión, algunos con negativos que eran simples fotogramas. Sería difícil saber exactamente cuánto del trabajo es con una lente estenopeica exclusivamente con una impresión recta.

¿Ahora que? Intenta llevar la "profundidad de campo ilimitada" a los límites. (No lo confunda con cosas como resolución, nitidez, destellos y cosas que tienen que ver con fórmulas de lentes para vidrio).

Intenta configurar una situación que sabes que sería imposible con una lente. Mueva su cámara a unos centímetros de una pared con textura e incluya parte de la pared con algo en el medio campo, como un automóvil, y montañas en el horizonte, y verá que todas tienen imágenes iguales.

Ya has descubierto la calidad de imagen suave. ¿Cómo se ven las escenas de alto contraste? Qué imágenes se complementarían con un tratamiento de imagen tan especial / novedoso. Por lo general, uno no recorta una imagen de lente estenopeica. ¡Disfrutar!

Las imágenes que ve con pinhole en línea pueden ser más nítidas por varias razones.
Tamaño del original ... película de 4x5 "
Calidad del agujero de alfiler .... corte láser vs perforado vs pin empujado a través de
destellos de aluminio del
color de la fuente de luz vs b & n, monocromático con filtración será más nítido

De lo contrario, está en camino. Debe comprar un libro sobre fotografía estenopeica, para aprender cómo controlar mejor y crear lo que desea. Parte de la diversión es no tener control. Por otro lado, también es bueno tener la opción de 6 agujeros perforados de precisión calibrados para tener control y opciones. https://www.pinholeresource.com/ tiene algunos libros y equipos excelentes.