Mengapa lubang pada kamera lubang jarum biasanya berupa lingkaran?

Saya tahu bahwa untuk kamera lubang jarum dan kamera obscuras, lubang biasanya bulat (bundar). Tapi saya tidak melihat hubungan antara bentuk lubang dan pembentukan gambar.

optics pinhole-cameras

— Gabriele Scarlatti
sumber

Mengapa Anda berpikir bahwa lubang selalu bundar? Lubang bundar memiliki beberapa kelebihan, tetapi orang membuat kamera lubang jarum dengan bentuk lubang apa pun yang dapat Anda pikirkan.

— Aram Hăvărneanu

Saya membuat lubang dengan jarum di kertas aluminium, jadi bentuknya mungkin lebih seperti oranye yang tertabrak mobil ...

— PlasmaHH

Ini didasarkan pada premis yang salah. Meskipun lubang jarum bundar tidak diragukan lagi (sejauh ini) adalah yang paling umum, kamera lubang jarum telah dibangun dengan berbagai bentuk lainnya - bertahun-tahun yang lalu, saya membangun satu dengan lubang berbentuk bintang, jadi dari fokus fokus muncul (agak) berbentuk bintang .

— Jerry Coffin

Bulat adalah jenis lubang utama yang didukung di bawah pengeboran konvensional. Mata bor berdiameter kecil untuk pekerjaan papan sirkuit dan semacamnya membuat lubang bundar.

— Kaz

Saya selalu menulis untuk membuat pertanyaan menjadi lebih tepat dan lebih menarik. Saya membahas dalam deskripsi "lubang biasanya bundar", artinya sebagian besar dari mereka. Btw terima kasih semua sudah berbagi :)

— Gabriele Scarlatti

Jawaban:

Dari artikel kamera Pinhole Wikipedia ,

Lubang jarum yang terbaik bulat sempurna ( karena penyimpangan menyebabkan efek difraksi tingkat tinggi ), dan dalam sepotong bahan yang sangat tipis. Lubang jarum yang diproduksi secara industri mendapat manfaat dari etsa laser, tetapi seorang penghobi masih dapat menghasilkan lubang jarum dengan kualitas yang cukup tinggi untuk pekerjaan fotografi.

Ada ukuran optimal teoritis untuk lubang jarum . Dari sudut pandang geometris, semakin kecil bukaan lubang jarum, semakin tajam gambar yang dihasilkan - tetapi ini hanya berlaku pada satu titik. Lebih kecil dari ukuran ini, ketajaman gambar menjadi terbatas difraksi . Perilaku seperti gelombang dari cahaya yang berinteraksi dengan dinding apertur menciptakan pola interferensinya sendiri, dan pada (atau di luar) ukuran apertur terbatas difraksi, ini mendominasi kejernihan gambar.

Lingkaran adalah satu-satunya bentuk dengan kelengkungan yang konstan. Bentuk lain mana pun akan memiliki kurva yang lebih rapat atau tepi yang lebih dekat daripada lingkaran. Jika Anda benar-benar mempertahankan kelengkungan minimum dan jarak tepi, tetapi tidak ada yang konstan, maka menurut definisi Anda memiliki bagian dari bentuk yang lebih besar dari yang seharusnya. Dengan demikian, lingkaran adalah bentuk optimal untuk menyeimbangkan keinginan untuk apertur yang lebih kecil (untuk tujuan kejelasan gambar) dengan batas bawah ke ukuran apertur karena batasan difraksi.

— scottbb
sumber

Sama seperti catatan tambahan, artikel Wikipediea mengatakan "Lubang jarum terbaik benar-benar bulat (karena penyimpangan menyebabkan efek difraksi tingkat tinggi)" . Tetapi kadang-kadang difraksi lebih tinggi lebih disukai daripada pola difraksi orde rendah dari aperture bundar (misalnya karena itu kurang jelas atau memiliki maxima dan minima kurang jelas). Untuk alasan ini aplikasi optik tertentu menggunakan lubang bergerigi.

— Emil

@ Emil Saya belum pernah mendengar tentang lubang bergerigi untuk aplikasi lubang jarum, tapi saya telah melihat celah kode untuk pencitraan sinar-X dan gamma. Tetapi karena beberapa lubang membuat banyak gambar yang overlay, kamera aperture berkode membutuhkan algoritma komputasi untuk merekonstruksi gambar yang dapat digunakan. Tidak terlalu cocok untuk pencitraan fotografi di media seperti film kertas.

— scottbb

Industri apa yang menghasilkan lubang kecil (atau kamera lubang jarum)?

— martineau

@martineau Kamera aperture yang dikodekan adalah semua teleskop ruang angkasa, untuk mengamati radiasi energi tinggi (sinar x dan sinar gamma). Untuk panjang gelombang itu, lensa atau cermin tidak bekerja dengan baik. Kamera aperture berkode secara teknis lubang jarum, tetapi mereka menyerupai kamera kotak lubang jarum dengan film kertas sebanyak Wright Flyer menyerupai pesawat modern.

— scottbb

Alasan mengapa sebagian besar tutup lubang jarum memiliki kualitas gambar yang jelek adalah karena bahannya terlalu tebal dan lubang jarum terlalu besar sehingga waktu pemaparan tidak terlalu lama untuk dipegang. Kamera lubang jarum berkualitas baik dengan pelat logam dan lubang jarum yang memiliki ujung seperti bilah pisau bermata dua dapat mengembalikan gambar berkualitas sangat tinggi. alternativephotography.com/…

— Michael C

Lubang pin memancarkan (memproyeksikan) lingkaran gambar kecil di dinding belakang kamera. Ini juga merupakan tempat kami memposisikan bahan yang sensitif terhadap foto sehingga kami dapat mereplikasi gambar ini pada film atau kertas atau bahkan mendigitalkannya. Agar gambar tampak tajam, lingkaran gambar harus sangat kecil sehingga muncul sebagai titik tanpa bentuk yang dapat dilihat. Kriteria: ½ mm diameter dilihat dari jarak pembacaan normal 14 - 16 inci (355 - 400mm).

Sekarang gambar yang dibuat oleh lubang pin adalah quire lemah. Anda akan tergoda untuk memperbesar lubang pin dalam upaya mendapatkan kecerahan gambar. Saat Anda memperbesar lubang pin, lingkaran gambar memperbesar dan ini menurunkan ketajaman gambar.

Demikian juga, Anda mungkin tergoda untuk mengurangi diameter lubang pin untuk mendapatkan ketajaman tambahan. Saat lubang pin menyusut, gambar akan meredup dan ketajaman diperoleh, hingga titik tertentu. Segera iblis kembar difraksi dan gangguan mengambil korbannya. Difraksi adalah efek tepi, sinar cahaya yang berhadapan dengan tepi tajam tidak berhenti secara tiba-tiba, mereka berdarah menjadi sinar yang tidak terhalang di dekat batas hambatan (batas lubang pin). Gangguan juga disebabkan pada batas tepi. Ini adalah pembatalan dan penguatan sinar cahaya. Kedua fenomena ini secara bersama-sama bertanggung jawab atas hilangnya ketajaman saat lubang pin dikompresi.

Menghadapi iblis kembar ini, yang terbaik adalah garis pantai lubang-pin sesingkat mungkin. Ini akan menjadi sosok geometris yang teratur dan sepadat mungkin, dengan kata lain, bukaan melingkar.

Biarkan saya menambahkan bahwa lensa mengganti pin-hole untuk mendapatkan ketajaman. Dalam kebanyakan kasus aperture yang mereka olah juga lingkaran dengan alasan yang sama seperti di atas. Namun, di zaman modern, latar belakang yang tidak fokus dianggap menarik. Mereka menambahkan tampilan mentega lembut yang sangat berharga untuk beberapa jenis potret. Efek ini, dalam jargon fotografi adalah bokeh (kata dalam bahasa Jepang untuk efek ini). Jika bentuk aperture lensa diubah menjadi angka 5 atau 6 sisi, atau diberi pelengkap runcing, bokeh akan tinggi dan beberapa seperti ini sangat banyak.

— Alan Marcus
sumber

Sebenarnya, orang-orang tampaknya lebih suka bokeh yang diproduksi oleh lubang melingkar, karena itu sangat sulit menemukan lensa saat ini dengan bilah lurus (atau bilah melengkung "dengan cara yang salah") yang menghasilkan bintang matahari yang jauh lebih baik. Sebagai seseorang yang tidak peduli sedikitpun tentang bokeh tetapi menginginkan sunstars yang baik, ini sangat membuat frustrasi.

— Aram Hăvărneanu

Pertama-tama, saya akan menjadi praktis. Berikut adalah contoh alat penajaman.

Cara yang baik untuk memiliki ujung yang tajam adalah dengan melakukan rotasi melingkar sambil mengasah pensil. Tidak hanya ketika menggunakan rautan pensil, tetapi Anda juga dapat memutar pensil sambil menggambar di atas kertas untuk menghasilkan ujung yang sangat tipis.

Mari kita menjelajahi bentuk lain.

Saya melebih-lebihkan bentuk elips, tetapi jelas bahwa elips memiliki luas lebih dari satu lingkaran dalam kasus ini. Alat yang membuat bentuk ini bisa dipertajam lebih jauh dengan melakukan gerakan memutar.

Tetapi sekarang mari kita jawab bagian kedua dari pertanyaan itu

Saya tidak melihat hubungan antara bentuk lubang dan pembentukan gambar.

Gambar yang dihasilkan oleh lubang jarum tidak sepenuhnya tajam. Ini memiliki kekaburan kecil karena beberapa sinar tidak mengenai tempat yang sama persis.

Tetapi jika Anda menggunakan bentuk non-lingkaran, misalnya, elips, Anda sekarang memperkenalkan jenis blur lain, astigmatisme, yang merupakan kabur pada sudut yang sama dengan bentuk elips.

Dan akhirnya, bentuk-bentuk yang memiliki sudut-sudut akut di beberapa titik membuat sudut-sudut itu rentan untuk menghasilkan pola-pola interferensi karena difraksi cahaya.

— Rafael
sumber