小孔成像的原理
这篇推文的全部灵感来源于
“闲着没事就各种做实验的我弟”
小孔成像,大约两千四五百年以前,我国的学者—-墨翟(墨子)和他的学生,做了世界上第一个小孔成倒像的实验,解释了小孔成倒像的原因,指出了光的直线进行的性质。这是对光直线传播的第一次科学解释。
用一个带有小孔的板遮挡在墙体与物之间,墙体上就会形成物的倒影,我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,墙体上像的大小也会随之发生变化,这种现象说明了光沿直线传播的性质。
——摘自百度百科
在小孔成像这一原理之上
照相机、摄像机得已制造
我们都知道“单反穷三代”这句话
其中,镜头就是烧钱大头
毕竟一枚能满足成像锐、对焦快、光圈、焦距长的要求的镜头
其制作工艺都是十分精细繁琐的
但是刨去这些复杂繁琐的工艺
如果只是利用最基本的小孔成像原理
做一个这样的“镜头”
再装在相机上
(duang!变身)
相机会呈现出怎样一个画面呢?
下面就来实验一下
下面的一些照片都是用这个自制镜头拍出来的
一、画面和进光
单机:sony a7r ISO 25600 光圈:不详
焦段:不详快门速度:1/30s
单机:sony a7r ISO 25600 光圈:不详
焦段:不详快门速度:1/30s
竟然拍出来一种恐怖片的感觉
(((φ(◎ロ◎;)φ)))
干脆叫它“恐怖镜头”得了
以上两张照片都是在靠近窗子的地方拍的
光线处于一个比较正常的状态
即便如此
“恐怖镜头”的光孔实在太小
其进光量太少
为了得到一张起码能看到个所以然的照片
只能把ISO调到单机所能承受的最大范围
类推一下,而当光源(如下图的台灯)足够强的时候
ISO就不必那么高了
单机:sony a7r ISO 3200 光圈:不详
焦段:不详 快门速度:1/30s
二、等效焦段
我和我弟在同一个地方用标准镜头和自制镜头分别拍了两张照片
单机:sony a7r ISO 3200 光圈:不详
焦段:不详 快门速度:1/30s
单机:sony a7r ISO 200 镜头:NIKKOR 35-80mm F4
光圈:f4 焦段:35mm 快门速度:1/30s
当然,还要考虑镜头的一个长度
所以目测”恐怖镜头“的焦段等效于35mm
(全画幅相机,残幅相机的焦段要乘以1.6的镜头系数)
三、等效光圈
光圈值与画面的清晰度有着很大的关系
光圈数值越大,画面就越清楚
这个“恐怖镜头”也是这个道理
原理如下:
我们把蜡烛的火焰看成是由许多小发光点组成的,每个发光点都向四面八方发射着光。总会有一小束光,笔直地穿过小孔,在白纸上形成一个小光斑。烛焰上的每一个发光点都会在白纸上形成一个对应的光斑,全部光斑在白纸上就组成了一个烛焰的像。
从图中可以看出,烛焰上部发的光沿直线通过小孔,照在白纸的下部;烛焰下部发出的光,通过小孔,照在白纸的上部,所以在白纸上形成一个倒立的像。这正好说明了光是直线传播的。
当孔比较小的时候,物的不同部分发出的光线会到达屏幕的不同的部分,而不会在屏幕上相互重叠,所以屏幕上的像就会比较清晰。如图所示(点击图可以放大),由于孔比较小,物的A处发出的光线就不会到达屏幕的C处,只有物的B处发出的光线才会到达屏幕的C处,屏幕上的C处的光线只来自物的B处,所以C处的像就会比较清晰。
当孔比较大的时候,物的不同部分发出的光线会在屏幕上重叠,屏幕上的像自然也就不清晰了。如图所示(点击图可以放大),如果孔相当大,那么物的A处发出的光线会到达屏幕的C处,而且B处的光线也会到达屏幕的C处,这样光线就会发生重叠,光信息就会发生混乱,也就无法成像。我们在面对物的一张白纸上之所以看不到像,不是因为白纸上没有来自于物的光线,而是因为来自于物的不同部分的光线在白纸上重叠了。
——摘自百度百科
上面那么一大段话,总结一下,就是:
孔越大,不同部分发出的光线的重叠部分就越多,像就越模糊
孔越小,重叠部分越少,像就越清晰
而且这个孔离相机的传感器越近
成的像也就越清楚
这个也很好理解
同上面的道理
至于这个“恐怖镜头“究竟等效多少光圈
我们也不太知道
最后最后
感叹一下
我弟真会玩