Объектив pinhole: Pinhole lens — что это такое?

Что такое пинхол-камера и каковы …

Пинхол (pinhole – булавочное отверстие) – камера с маленьким отверстием вместо объектива или объективом, имитирующим такой эффект.

Ещё в X веке арабский математик и учёный Альхазен обнаружил, что свет, проходя через крошечное отверстие в стене тёмной комнаты, проецируется на противоположную поверхность. До появления светочувствительных носителей этим оптическим эффектом пользовались художники. Такой способ помогал быстро и легко воспроизводить картины с фотографической точностью.

История возникновения 

Простейшие устройства для передачи изображения на противоположную поверхность — это камеры-обскуры (лат. camera obscūra — “тёмная комната”). Они помогали не только художникам, но и астрономам. Первое использование этого оптического эффекта задокументировано в 1544 году во время наблюдения за солнечным затмением.

Со временем использование качественной оптики популяризировалось и камера-обскура стала более компактной. Но она не обеспечивала высокой резкости изображения. До определённого предела резкость можно повысить путём уменьшения диаметра отверстия, но при слишком сильном уменьшении сказываются эффекты дифракции – изображение становится ещё более расплывчатым.

Принцип работы художников с камерой-обскурой

С открытием фоточувствительных элементов мир получил фотографию и фотокамеры стали распространяться в XIX веке. В XX веке их вытеснили более продвинутые фотоаппараты, которые использовали линзы, а с распространением фотопленок в 1960-х снова вспомнили про технику пинхол.

 

Принцип работы

Принцип действия любой пинхол-камеры таков: свет проходит через очень маленькое (около 1 мм) отверстие, попадает на плёнку, светочувствительную бумагу или другую поверхность, покрытую фоточувствительным элементом. Из-за принципов камеры обскура изображение переворачивается (к слову, также работает наше зрение). Но в отличие от человеческих глаз или современных фотокамер, свет не фокусируется на пленке. Из-за этого изображение получается размытым. Баланс между размытостью и недостаточной четкостью изображения зависит от диаметра отверстия. Если отверстие большое, изображение превратится в разноцветное пятно, а слишком маленькое отверстие не даст достаточно цвета для четкой картинки и она будет плохо различима.

Кроме того, четкость снимка зависит от краев отверстия – в идеале оно должно быть круглыми, поэтому при производстве современных пинхол-камер и пинхол-объективов используют лазер.

 

Скрытое видеонаблюдение

Еще пинхол-камерами называют спецсредства для скрытой видеосъемки. Они внесены в Список видов специальных технических средств, предназначенных для негласного получения информации, ввоз и вывоз которых подлежат лицензированию. Список касается и “специальных технических средств для негласного визуального наблюдения и документирования”. Одним из подпунктов являются камеры, “имеющие вынесенный зрачок входа (PIN-HOLE)”.

Покупка, продажа и установка у себя скрытого видеонаблюдения могут повлечь за собой уголовное наказание, несмотря на все заверения продавца в их легальности – окончательную легальность любых подобных средств определяет СБУ работать же и распространять такие средства могут только спец. службы и предприятия, прошедшие соответствующее лицензирование.

 

Знакомство с эффектом

Пинхол – это принцип получения изображения на плёнке или цифровом датчике без использования линз и стандартных объективов. Для проецирования изображения на датчик используется маленькое отверстие, расположенное перед ним. Диаметр отверстия не превышает 1мм. Чем меньше диаметр, тем чётче будет картинка. Получить чёткое изображение при помощи данной техники не получится, но на снимке вполне можно различать объекты и даже лица людей.

Если отверстие будет слишком большим, то в камеру будет проникать слишком много света и он будет рассеиваться по поверхности датчика изображения, создавая размытие.

Пинхол отлично подходит для создания креативных и необычных фотографий. Это отличный способ удивить своих друзей и зрителей. Сделать такой объектив для современной цифровой камеры очень просто, но об этом поговорим потом.

Первые камеры не имели привычных для нас объективов. Они базировались на технологии Пинхол. Первая фотография, о которой известно истории была сделана на пинхол-камеру в 1545 году. Её автор – астрономом Геммой Фрисиусом. С XIX века началось производство и повсеместное использование таких камер. В XX веке их заменили более продвинутые устройства с новым типом объектива. В 1960 году техника получения изображения пинхол снова начала становиться модной, но только в качестве креативного инструмента.

Как работает пинхол-камера

Через маленькое отверстие проходит небольшое количество света. Благодаря ровным краям рассеивание минимальное. Количество света небольшое, что позволяет использовать стандартные выдержки. Первоначально для получения снимков использовались специально сконструированные коробки, в передней части которых было отверстие, а у задней стенки устанавливался светочувствительный элемент. Из-за отсутствия фокусировочного элемента получить чёткое изображение невозможно, качество вполне нормальное для того, чтобы люди могли узнавать друг друга.

Размер отверстия и ровность краёв играет большую роль. Чем меньше отверстие, тем чётче изображение. С увеличением размера отверстия будет увеличиваться размытие. Так же ведёт себя диафрагма в современных объективах. Обычно размер отверстия составляет не больше 1 миллиметра. Не ровный край приведёт к неравномерному проникновению света и на снимке появятся искажения и неприятные размытия. Сейчас для изготовления пинхол-объективов используют лазер.

Пинхол-камера своими руками

Как было описано выше, конструкция камеры очень проста. Её можно сделать буквально из подручных материалов. Для корпуса можно использовать не прозрачную банку или коробку. Подойдёт даже коробок от спичек. Именно из него можно сделать амый удобный и качественный вариант камеры.

Спичечный коробок в роли камеры

Чтобы сделать камеру из спичечного коробка нужно совсем немного материалов:

• Спичечный коробок
• Картон
• Изолента
• Фольга
• Нож или ножницы
• Тонкая игла

На одной широкой стороне коробка делаем большое отверстие диаметром около 1см. Далее заклеиваем его фольгой. Именно фольга позволяет сделать маленькое отверстие с ровными краями. Для крепления фольги можно использовать любой способ: клей, скотч, изолента. Важно добиться максимально плотного прилегания фольги, чтобы вовнутрь не проникал свет. Используем тонкую иглу и самым кончиком протыкаем в середине небольшое отверстие. Диаметр не более 1мм. Желательно добиться диаметра 0,5мм.

Далее необходимо реализовать затвор. Он позволит начать и закончить экспонирование в определённый момент. Делаем простейшую заглушку из картона, которая будет плотно закрывать отверстие в фольге и легко сниматься и надеваться обратно.

Далее нам понадобится плёнка. Вырезаем из неё один кадр. Делаем это в тёмной комнате, чтобы она не засветилась. Помещаем плёнку в коробок и закрываем его. Края проклеиваем изолентой, чтобы сбоку не проникал свет. В камере будет только один кадр. После его создания придётся перезаряжать камеру.

Для создания кадра необходимо прочно закрепить нашу камеру на любой устойчивой поверхности. Затем открываем затвор и ждём некоторое время. Время экспонирования зависит от освещённости вокруг, размера отверстия и светочувствительности плёнки. Чаще всего на экспонирование уходит около 3-10 секунд. Придётс экспериментировать, подбирая оптимальное время.

Существует несколько приложений для смартфонов, облегчающих съёмку с камерами пинхол:

• Pinhole Calculator
• Пинхол камера калькулятор

Пинхол на цифровой камере

С плёнкой работать сложно, так как нужно соблюдать множество условий для получения качественного снимка, затем проявлять отработанные материалы и выполнять трудоёмкую печать или сканирование для переведения снимка в цифровой вид.

Если у вас есть цифровая камера со сменными объективами, то вы можете сделать пинхол-камеру, которая не будет иметь ни каких ограничений. Вы сможете создавать столько снимков, сколько захотите, менять настройки камеры и тут же видеть результат своей работы.

Корпус фотокамеры будет выступать в роли коробка, датчик в роли плёнки, затвор сохранит свою функциональность, а заглушку с маленьким отверстием нам придётся сделать самостоятельно.

Взяв плотный картон, мы делаем большое отверстие и наклеиваем фольгу, как в случае с коробком. Закрепить эту конструкцию можно в байонете камеры, если вы вырезали точного диаметра круг, который подойдёт для крепления.

Также можно пожертвовать крышкой байонета. Принцип изготовления тот же.

При создании пинхол-объектива можно изменять угол обзора, аналогично изменению фокусного расстояния на объективе. Чем больше вовнутрь корпуса будет утоплен наш объектив, тем шире угол обзора и, соответственно, чем больше объектив выступает вперёд, тем уже угол обзора.

Современные пинхол-камеры

В продаже можно найти необычные и интересные предложения. Различные маленькие мастерские предлагают камеры из дерева необычного вида. Они могут работать с целой, не обрезанной плёнкой, подобно плёночным камерам. Вы просто заряжаете плёнку и после каждого кадра перематываете её.

Также можно найти специальные крышки для байонетов с отверстиями различной величины. Компания Rising такую продукцию. В ассортименте есть крышки с отверстием, эквивалентным диафрагме от F/41 до F/222. Можно найти крышки как для зеркальных, так и беззеркальных камер.

Обзор объектива

Thingyfy Pinhole Pro Max: древняя фотография становится цифровой

Talon Homer/SlashGear

Автор: Talon Homer/Обновлено: 2 мая 2022 г. , 15:51 EST

ОЦЕНКА РЕДАКТОРОВ: 7 / 10

Pros

• Уникальный внешний вид
• Добавляет вызов фотографии
• Прочная конструкция
• Настройка объектива

Минусы

• Кольца зума и диафрагмы могли бы быть лучше
• Крепление не взаимозаменяемо
• Дорого, учитывая отсутствие стекла и электроники

Канадская и гонконгская компания Thingyfy готовится к выпуску еще одного продукта из линейки специальных объективов для фотоаппаратов Pinhole Pro. Эта оптика, известная как Pinhole Pro Max, уникальна среди пинхолов с регулируемым фокусным расстоянием от 18 до 35 миллиметров. Он также имеет несколько настроек диафрагмы, что позволяет пользователю выбирать яркость изображения, резкость или что-то среднее между ними. Ранее компания выпускала объективы с функциями зума, а также объективы с регулируемой диафрагмой, но эта новая модель сочетает в себе эти две функции в одном целостном пакете.

Talon Homer

Потребители могут выбирать из широкого спектра совместимых креплений объективов, доступных для цифровых зеркальных и беззеркальных камер Nikon, Canon, Sony, Pentax, Fuji и системы Micro Four Thirds. Предварительные заказы на Pro Max в настоящее время доступны на странице Kickstarter Thingify со скидкой по сравнению с розничной продажей. Здесь мы рассмотрим достоинства и недостатки ранней серийной версии пинхола, подходящего для классического байонета Nikon F для зеркальных фотокамер. Ознакомьтесь с впечатлениями от объектива, установленного на Nikon D700, а также адаптированного для Panasonic GH5.

Что такое линза-обскура?

Camillo Kearns/Shutterstock

Прежде всего, пинхол-объектив отличается от почти любого другого объектива на рынке тем, что в нем не используются какие-либо внутренние стеклянные элементы. Единственное, что передает свет на пленку или датчик камеры, — это крошечное отверстие, которое обычно обеспечивает темное и размытое изображение. Это создает множество ограничений во время фотографического процесса, но также может придать уникальный вид.

Talon Homer

Несмотря на эти недостатки, пинхолы занимают важное место в истории фотографии. Этот тип объектива использовался в первых устройствах, которые функционально можно было назвать камерами. Первое зарегистрированное использование камер-обскуров восходит к древнему Китаю, около 500 г. до н.э. (через Калифорнийский университет в Беркли). В сочетании с элементарной фотолабораторией она стала известна как камера-обскура. Пользователи помещались внутри камеры и могли просматривать изображение внешнего мира, проецируемое вверх ногами на стену фотолаборатории. Около 1000 лет спустя камера-обскура широко использовалась художниками эпохи Возрождения для просмотра и отслеживания реалистичных эталонных изображений (через BBC).

Примерно в то же время пользователи начали понимать, что они могут переворачивать проекцию с помощью зеркал и помещать стеклянные элементы перед точечным отверстием для получения более четкого изображения. Перенесемся в середину 1800-х годов, когда ученые экспериментировали со светочувствительными химическими веществами. Помещая их за объектив, чтобы зафиксировать изображение, проецируемое камерой-обскурой. Так родилось современное искусство фотографии (через PBS).

Pinhole Pro Max первые впечатления

Талон Гомер/SlashGear

Одним из основных преимуществ серии Pinhole Pro по сравнению с дешевыми или самодельными альтернативами является тот факт, что эти линзы изготовлены из обработанного алюминия с прецизионно просверленными отверстиями. Это определенно придает объективу прочный, премиальный вид и создает впечатление, что он сможет прослужить долго. Однако хотелось бы, чтобы зацепление кольца зума было более плавным. Требуется довольно много усилий, чтобы перемещаться по всему диапазону фокусных расстояний, и кажется, что ему может понадобиться дополнительная смазка. Вместо регулируемых лепестков диафрагмы Pro Max использует вращающийся набор предварительно просверленных отверстий в передней части корпуса. При каждой настройке диафрагмы есть «жесткие остановки», поэтому пользователь знает, когда их выбор сделан.

Talon Homer

С другой стороны, нам кажется, что эти жесткие остановки слишком мягкие. Легко сбить кольцо диафрагмы и получить неравномерное распределение света. Еще одна дополнительная функция Thingyfy — наличие 58-миллиметровой резьбы для фильтра на передней части корпуса, что позволяет фотографам экспериментировать с такими вещами, как тонированное стекло. Недостатком является то, что эта резьба установлена ​​на том же компоненте, что и кольцо апертуры, поэтому она всегда хочет свободно вращаться при попытке добавить или удалить насадки. Вы можете захотеть прикрутить основной УФ-фильтр к передней панели, просто чтобы предотвратить попадание пыли в корпус камеры через точечное отверстие.

Характеристики объектива

Talon Homer/SlashGear

Использование Pinhole Pro Max почти полностью отличается от съемки с помощью современного объектива. В отличие от стеклянной оптики, которая имеет определенную глубину резкости, точечная диафрагма обеспечивает одинаковый уровень мягкости по всему кадру. Свет также стоит дорого. Вам придется впитать как можно больше, используя либо повышенную чувствительность ISO, либо медленную скорость затвора. Часто сочетание двух. В любом месте, кроме дневного света, возьмите штатив для многосекундной экспозиции. Живые объекты должны будут оставаться очень неподвижными, как в старые времена.

Talon Homer

Особой разницы между фокусными расстояниями 18 и 36 мм нет, но зум удобен для небольшого перекадрирования кадров на лету. Шесть настроек диафрагмы варьируются от отверстия диаметром 0,5 мм до почти микроскопического 0,15 мм. Опускание объектива приводит к тому, что на матрицу попадает еще меньше этого драгоценного света. Теоретически самое маленькое отверстие должно быть самым острым, но мне понравился параметр 0,25 мм. Все изображения будут иметь низкую резкость, низкую контрастность и низкую насыщенность. Мягкость и низкая точность пинхола придадут почти любой среде мечтательный, неземной вид. Тени становятся серыми, а не черными, а движущиеся объекты оставляют за собой призрачные следы. Уникальные оптические характеристики также означают, что каждая частичка пыли на сенсоре камеры будет видна на каждом изображении. Направление объектива на солнце вызывает агрессивные красочные блики, которые обычно заполняют весь кадр.

Талон Гомер

Совместимость с камерой

Bloomberg/Getty Images

Полный список вариантов крепления для Pinhole Pro Max: Canon EF, Canon RF, Nikon F, Nikon Z, Sony A, Sony E, Fuji X, Micro 4/3 и Pentax K. В литературе по объективу говорится, что в нем используется «универсальное крепление», которое можно использовать на различных типах корпусов камер. Однако, когда мы получили продукт, оказалось, что байонет F на нем не взаимозаменяем.

Для разборки оптики потребуется крошечный шестигранный ключ. Я раздобыл один, но болты на задней стороне отверстия были слишком тугими, чтобы их можно было открутить вручную. После нескольких вопросов представителю Thingyfy компания подтвердила, что крепление не подлежит замене. Будем надеяться, что язык, используемый брендом, не смущает слишком многих потребителей. Поскольку пинхол не имеет никакой электроники, его можно адаптировать к другим корпусам, но есть некоторые недостатки, о которых мы упомянем в нашем впечатлении от GH5.

Pinhole Pro Max на полнокадровой цифровой зеркальной фотокамере

Talon Homer/SlashGear

Поскольку наш объектив был с байонетом Nikon F, мы в первую очередь тестировали его на надежной цифровой зеркальной фотокамере D700. Его полнокадровый сенсор и приличная высокая производительность ISO сделали его отличным сочетанием с пинхолом. Твердые руки позволяют делать не дрожащие кадры с выдержкой около 1/30 секунды. Одним из недостатков дизайна старой школы Nikon является то, что изображения, воспроизводимые через оптический видоискатель, были слишком темными или просто невидимыми. Мы стреляли вслепую большую часть времени.

Talon Homer

Система замера экспозиции D700 тоже понятия не имела, как обращаться с объективом, особенно со сверхмедленным затвором. Было много проб и ошибок, чтобы убедиться, что изображения были правильно экспонированы. Конечно, необработанные файлы можно использовать, чтобы подправить их постфактум. Обе наши проблемы могут быть решены с помощью беззеркальной камеры с электронным видоискателем или новой цифровой зеркальной фотокамеры с приличными возможностями просмотра в реальном времени. прожечь несколько рулонов Kodak.

Pinhole Pro Max на Micro Four Thirds

Talon Homer/SlashGear

С помощью адаптера мы смогли установить объектив на беззеркальную камеру Panasonic GH5. Однако адаптер увеличил расстояние между объективом и датчиком, что привело к еще более темному изображению, чем то, что можно было бы получить с родным креплением Micro Four Thirds. Крошечный датчик GH5, наряду с повышенным шумом ISO, делал снимки вне прямого солнечного света очень сложными.

Talon Homer

Однако у Panasonic было несколько преимуществ. Один из них — это измеренный просмотр в реальном времени, а другой — встроенная стабилизация изображения. При активном смещении сенсора можно было снимать с рук при выдержке около 1/15 секунды. GH5 также может снимать видео через отверстие, но для этого потребуется солнечный свет. Слишком сильное усиление сенсора также приведет к мутному изображению, и съемка с высокой частотой кадров будет практически невозможна.

Talon Homer

Если бы нам нужно было порекомендовать конкретный корпус для сопряжения с этим объективом, это была бы беззеркальная камера с полнокадровым сенсором и стабилизацией, объединяющая сильные стороны как D700, так и GH5. Яркими примерами являются серия Sony Alpha 7, линейка Canon R и Nikon Z7.

Стекло с диоптриями Pinhole Plus

Talon Homer/SlashGear

Как только я увидел резьбу фильтра на Pinhole Pro Max, у меня возникло подозрение, что навинчивание на нее стеклянного диоптрийного кольца (обычно используемого для уменьшения дистанции фокусировки) приведет к более резкому изображению. Установив кольцо, мы сразу поняли, что наша догадка верна. Это также увеличило эффективное фокусное расстояние объектива, придав ему вид телеобъектива. В сочетании с дешевым дополнением пинхол смог добиться большей точности и получить больше света, оставив апертуру на самом широком значении.

Talon Homer

Благодаря диоптрии этот объектив действительно оживает. Он начинает напоминать объектив Петцваля 1800-х годов, с резкостью в центре изображения и мягкостью по краям. В светлых участках также возникают сильные хроматические аберрации, добавляющие сказочности оптике. Это хороший способ получить представление о съемке с пинхолом, хотя пуристы, вероятно, сочли бы мошенничеством надевание стекла поверх объектива без стекла.

Талон Гомер

Наложение нескольких диоптрий позволяет значительно сократить расстояние фокусировки до камеры, что делает возможной макросъемку.

Заключительные мысли

Talon Homer/SlashGear

Pinhole Pro Max в настоящее время доступен на Kickstarter по цене 219 долларов. Thingify планирует продавать его почти вдвое дороже, чем в розницу, по цене 428 долларов. Даже со скидкой это слишком много для нового объектива. Однако качество сборки кажется долговечным. Входящая в комплект резьба для фильтра также позволяет проводить дополнительные эксперименты с фотографиями. За такую ​​цену хотелось бы, чтобы эргономика колец диафрагмы и зума была лучше, и чтобы у него была действительно универсальная система крепления.

Компания также предлагает более дешевые варианты. Например, старую модель Pinhole Pro S можно купить всего за 69 долларов на B&H Photo. Эта модель имеет фиксированную апертуру и фокусное расстояние, но все же может добиться того же фирменного мягкого вида.

Talon Homer

Я не рекомендую Thingyfy в качестве первого объектива или второго — может быть, и третьего, если вы действительно хотите расширить возможности съемки. Этот продукт станет отличным подарком для фотографа, у которого все уже есть. Это также представляет собой интересную задачу, заставляющую пользователя изменить свой стиль съемки и работать в узких рамках. Использование гораздо более старых, даже древних технологий может научить вас быть более разносторонним и опытным стрелком.

рекомендуемые

Обзор Thingyfy Pinhole Pro — фотограф-любитель

Краткий обзор Thingyfy Pinhole Pro:

• Многоапертурный объектив-обскура
• Доступно в большинстве основных креплений
• Фокусное расстояние 50 мм на зеркальных фотокамерах
• Фокусное расстояние 26 мм на беззеркальной камере
• thingyfy.com

Это необычное оптическое устройство не является объективом, но с его помощью можно делать снимки. Пинхолы могут проецировать изображение на датчик или пленку без использования стекла, просто потому, что свет распространяется по прямым линиям. Эффективное фокусное расстояние определяется расстоянием между отверстием и датчиком, а разрешение изображения определяется их относительными размерами.

Однако получить по-настоящему четкие результаты невозможно, потому что крошечные отверстия подвергаются дифракционному размытию, пропуская при этом слишком мало света, чтобы их можно было использовать на практике. В результате пинхол-фотография имеет тенденцию быть импрессионистской по своей природе.

Thingyfy Pinhole Pro на Sony Alpha 6000

Можно сделать простую линзу-обскуру, пробив отверстие в тонком листе металла, а затем прикрепив ее к крышке корпуса, в центре которой просверлено отверстие большего размера. Теоретически, однако, вы получите наилучшие результаты от точно обработанного идеально круглого отверстия.

В своем Pinhole Pro компания Thingyfy пошла еще дальше, предоставив выбор из восьми диаметров отверстий, которые можно выбрать с помощью кольца вокруг ствола. В первом приближении между ними есть шаг в один стоп, за исключением тройки 0,3 мм, 0,25 мм и 0,2 мм, где разница составляет больше половины стопа. Самое большое отверстие диаметром 0,8 мм дает четкое изображение, и вы, как правило, получаете самые четкие результаты при размере около 0,2 мм, если это то, что вам нужно.

Этот летний пейзаж снят на камеру Sony Alpha 7 II с использованием 10-мм удлинителя

Основные характеристики Thingyfy Pinhole Pro:

• Резьба для фильтра: Устройство оснащено резьбой 58 мм для крепления фильтров, таких как поляризаторы.
• Крепление: Thingyfy предлагает Pinhole Pro с креплениями Canon, Nikon, Pentax и Sony A для цифровых зеркальных камер, а также с креплениями Micro Four Thirds, Fujifilm X и Sony E для беззеркальных камер.
• Кольцо диафрагмы:  Это позволяет без щелчка выбирать между восемью различными точечными отверстиями диаметром от 0,8 мм до 0,1 мм.
• Масштаб:  Эффективное фокусное расстояние можно увеличить, просто добавив удлинительные трубки.

На зеркальной камере устройство обеспечивает фокусное расстояние 50 мм, а на беззеркальной версии — 26 мм. К сожалению, он виньетирует на полнокадровых беззеркальных камерах Sony из-за своей механической конструкции, но это можно исправить, вставив дешевый 10-миллиметровый удлинитель, в результате чего угол обзора будет примерно таким же, как на APS-C.