『摄影DIY』自制针孔相机完全指南

2013-4-8 10:13| 发布者:cphoto| 查看:798| 评论:0|来自:新摄影网

摘要:我们曾介绍过不少自制的针孔相机,通常都是使用已经提供好的纸模来制作。而来自加拿大的摄影师Matt Bechberger则分享了一个非常完整的针孔相机制作指南,还包括部分数学及物理原理讲解和计算,如果你也想自制一台如此 ...

我们曾介绍过不少自制的针孔相机,通常都是使用已经提供好的纸模来制作。而来自加拿大的摄影师Matt Bechberger则分享了一个非常完整的针孔相机制作指南,还包括部分数学及物理原理讲解和计算,如果你也想自制一台如此认真的针孔相机,可以来参考参考。

基础原理

针孔相机其实是最原始的相机,光线从物体身上反射出来,然后通过相机上的小孔,聚焦于相机内的底片,任何可以遮挡针孔的东西都可成为快门,手动控制曝光时间,就是这么简单。

数学计算

制作方面,首先你要制造出一个好的针孔,在互联网上可以买得到,当然你也可以自制一个。建议材料是一般的铝罐皮,越薄越好。然后使用小锤和针,轻轻地戳一个洞,戳的时候最好在铝皮底部垫一块橡皮擦防止变形。完成后再用砂纸把铝片磨平,并且用显微镜或扫描仪之类 (如果有)的仪器检查针孔的圆度和质量。如果选用一些硬质金属,则可能要用到电钻。

然后你要找出针孔的直径,知道后就可以计算出所需的后焦距﹐也就是针孔与底片之间的距离。算式如下︰焦距=(针孔直径/0.03679)²

例如:0.3mm针孔
焦距=(0.3mm/0.03679)²
=(8.17438)²
= 66.49mm

接下来要计算的就是“视场角”(viewing angle),即进入镜头两条边缘光线构成的最大角度,这取决于针孔的直径与物料的厚度。

这需要动用直角三角形的公式,要用上计算器。d是针孔直径,而t是物料厚度,简化版公式如下︰视场角=tan^-1((d/2)/(t/2))×2

例如︰
视场角=tan^-1((0.3/2)/(0.0762/2))×2
= tan^-1(3.937)×2
= 75.74×2
= 151.5度

视场角的重要性在于让你判断光线能否覆盖底片,如果覆盖面积不足就会出现暗角或黑边。像上图,底片的对角线不应长于成像圈的直径。而成像圈的直径计算公式如下︰成像圈直径(mm)= 2×焦距×tan((视场角)/2)

例如︰
成像圈直径(mm)= 2×66.49×tan(151.5/2)
=132.98×tan(75.75)
=132.98×3.937
=523.61mm

在这个例子里,成像圈非常大,所以配合弧面底片的话,就可以在120底片上拍出17cm×6cm的超广角影像。

相机制作(点击图片可放大)

完成了数学计算后,就到物理上的实践。弧形的焦平面可以让整块底片都与针孔保持相等距离,从而得到均匀的曝光。

相机材料方面则没太大限制,最重要是能够阻止光线进入。

卷片轴则要使用如下图的扁状金属条+吉他调音旋钮的东西,两边各一个,松紧底片用。

快门方面,丰俭由人,你可以像作者一样自制一个用弹簧和快门线控制的快门总成。

在相机背后需要钻一个小孔,以确定底片的使用量,最好在相机内部涂上黑漆,以消除杂散光。

曝光计算

接下来要计算的是光圈值,这会影响曝光时间。算式如下︰光圈值=焦距/针孔直径

例如︰
光圈值=焦距/针孔直径
=66.49mm/0.3mm
=221

这个世界恐怕没有什么相机或测光表的光圈能够达到f/221,所以我们要做下一步计算。

根据“标准全级光圈值尺度”,每缩小一档光圈,进光量是减半,即光圈的面积每级减半。数字如下︰1.4、2、2.8、5.6、8、11、16、22、32、44、64、88、128、176、256、352。但超过f/22的测光表是不存在的,因此我们可以通过计算自行找出倍数。

不过放心,一般的针孔摄影不是精准的科学,所以也不需要精确的数学。在这情况下f/221大概接近f/256,就当作f/256可以了。相比起f/16即是有8级的差异,也就是说f/16的光量是f/256的2的8次方倍,也就是256倍。

因此你可以通过测光表之类的设备,以相同的感光度但用f/16作测量,得到快门值后再乘以256,就是所需的曝光时间了。例如我们测出要曝光1秒,那么在此针孔相机上则要曝光256秒。

倒易律失效(Reciprocity Failure)

直至现时为止,所有东西都很直接很数学,但是在摄影领域还有一样东西称为“倒易律”。简单说就是在同一感光物料上,曝光时间与曝光量是成正比例上升的,曝光时间两倍,则曝光量也有两倍。但在实际拍摄时,当曝光时间超过一定值就会出现“倒易律失效”,两者不再成正比例,如果想得到正确曝光,则需要额外曝光时间。

下图就是额外曝光简表,很有用,留着它︰

就用256秒曝光为例,因为倒易律失效,所以要用上4倍曝光时间,即1024秒,由4分钟增至17分钟,差异当然很大,而且要在曝光环境良好稳定的情况下才这样。不过放心,其实就算少几分钟也不会很差的,摄影师就曾试过仅用理论曝光时间的1/8来拍摄,结果也不错。

最后提一提,由于针孔摄影往往需要很长曝光时间,所以使用脚架,或放置在稳定的平台上拍摄是很重要的。

以下是Matt Bechberger拍摄的部分作品


路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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