Càmera estenopeica

De WikiLingua.net

Una càmera estenopeica és una càmera fotogràfica sense objectiu. La llum produeix una imatge que passa a través d'un petit forat. Per a produir una imatge nítida és necessari que aquesta obertura sigui molt petita, de l'ordre de 0,5 mm (1/50 polzades). L'obturador de la càmera normalment consisteix en un material que no permet el pas de llum amb el qual manualment es tapa el forat. El temps d'exposició normalment és molt major al necessari amb càmeres convencionals a causa de la grandària de l'obertura, poden anar des de 5 segons fins a més d'una hora.

La imatge pot ser projectada sobre una pantalla translúcida per a poder veure's simultàniament (comuna per a eclipses solars), o sobre una pel·lícula, o sobre un sensor digital CCD.

Funcionamiento de una cámara estenopeica. Los rayos de luz provenientes de un objeto atraviesan un pequeño agujero para formar la imagen.
Funcionament d'una càmera estenopeica. Els rajos de llum provinents d'un objecte travessen un petit forat per a formar la imatge.

Taula de continguts

[editar] Invenció

Molt primerenc en la història (des de l'any 500 B.C.), grecs com Aristòtil i Euclides van escriure sobre càmeres estenopeicas que ocorrien naturalment, com la llum que passa a través d'una cistella teixida o entretejidos de fulles[1] Els antics grecs no obstant això, creien que els nostres ulls emetien rajos que ens permetien veure. El que va permetre entendre molt millor a la càmera estenopeica va ser descobrir que la llum obstaculitza a l'ull en comptes de sortir d'ell. Va ser el matemàtic, astrònom i físic musulmà del segle 10 Ibn al-Haytham qui va publicar aquesta idea; també va inventar la primera càmera estenopeica després de notar com sortia la llum d'un forat en les persianes. Va millorar la càmera al notar que quant més petit era el forat més nítida era la imatge. Va realitzar la primera càmera fosca.

En el segle 5to BC, el filòsof Mo Jing esmenta la teoria d'una "imatge que es forma a través d'un petit orifici". Shen Kuo (1031-1095) va experimentar amb la càmera fosca. Va ser el primer a proveir els seus atributs geomètrics i quantitatius. En el segle 13, Robert Grosseteste i Roger Bacon van comentar sobre la càmera estenopeica. Entre els anys 1000 i 1600 homes com Ibn al-Haytham, Gemma Frisius, i Giambattista della Porta van escriure sobre la càmera estenopeica i van començar a explicar amb més detalli per què la imágen s'invertia al passar a través de l'orifici. Les imatges estenopeicas permetien veure amb seguretat els eclipses de sol, ja que permetien observar-los sense veure directament al sol.

[editar] Selecció de la grandària de l'obertura

En general quant més petit sigui el forat la imatge tindrà una millor resolució ja que el cercle de confusió projectat serà més gran. No obstant això, si és extremadament petit es pot produir molta difracción afectant a la nitidez de la imatge. A més, quan el diàmetre de l'obertura s'aproxima al grossor del material es produeix un viñetado a prop de les vores de la imatge perquè menys llum assoleix arribar a aquestes àrees. Això s'ha de l'ombra produïda per la llum que entra a un angulo diferent a 90 graus.

És recomanable que l'obertura sigui circular (redueix la refracción) i en un material el més prim possible. Encara que existeix la possibilitat que aquest forat sigui realitzat mitjançant un làser, un afeccionat pot assolir forats amb suficient qualitat com per a treballs fotogràfics.

Un mètode molt utilitzat és deslijar una fulla prima de latón o d'alumini (pot utilitzar-se la de les llaunes de begudes) per a reduir el grossor al màxim i després crear el forat amb una agulla, al final és necessari girar una mica l'agulla i llimar les vores perquè el forat quedi el més uniforme possible.

Jozef Petzval va ser el primer que va intentar formular una ecuación per al diàmetre òptim. La fórmula utilitzada actualment va ser millorada per Lord Rayleigh i és:

d=1.9\sqrt{f \lambda}

On d és el diàmetre, f és la distància d'enfocament (distància entre l'obertura i la pel·lícula) i λ és la longitud d'ona de la llum.

Per a pel·lícula en blanc i negre una longitud d'ona de 550nm (llum verda-groga) ofereix els millors resultats.

La profunditat de camp és infinita, no obstant això, això no significa que tot estarà nítido sinó que, depenent de la distància entre l'obertura i la pel·lícula, tot estarà en focus o fora de focus en la mateixa proporció.

[editar] Construcció d'una càmera estenopeica

Les càmeres estenopeicas normalment són fetes a mà pels fotògrafs. En la seva forma més simple consisteix en una caixa que no permeti l'entrada de llum amb un forat en una de les seves parets i la pel·lícula o el paper fotogràfic en la paret contrària. Com obturador s'usa una lamina d'un material opac. El forat es pot fer amb una agulla en una fulla prima d'alumini o latón. Aquesta peça es pega a un hoyo una mica major que està tallat en una paret de la caixa.

En algunes càmeres estenopeicas és possible lliscar el plànol del material fotosensible. Això permet canviar l'angle de visió de la càmera i la relació de passos del diafragma (nombre-f). A l'apropar el plànol al forat es lográ un major angle i un menor temps d'exposició, si s'allunya l'angle serà petit i el temps d'exposició major.

També és possible fer càmeres estenopeicas canviant l'objectiu d'una càmera normal per una una làmina amb una petita obertura. Les càmeres de 35mm poden ser especialment útils, encara si han estat danyades, sempre que l'obturador encara funcioni. No obstant el gran increment en la relació del diafragma farà que sigui necessari disparar amb llum intensa i pel·lícula ràpida per a mantenir temps d'exposició relativament curts.

[editar] Calculant l'exposició i el nombre-f (ràdio focal)

El nombre-f es calcula al dividir la distància focal de la càmera entre el diàmetre del forat. El diàmetre es pot conèixer si es coneix el diàmetre de l'agulla utilitzada. La distància focal és la distància entre el plànol del forat i el del material fotosensible.

Per exemple, si una càmera té un forat de diàmetre de.5mm i una distància focal de 50mm tindrà un nombre-f igual a 100 (50/.5).

A causa del nombre de diafragma tan gran les exposicions normalment tindran un error de reciprocidad. Això vol dir que si el temps d'exposició és major a un segon per a la pel·lícula o 30 segons per al paper es trenca la resposta lineal d'aquests a la intensitat de la il·luminació i és necessari usar temps majors.

Una altra característica de les càmeres estenopeicas és que és possible deformar o multiplicar la imatge a l'utilitzar més d'un forat o modificar el plànol del material fotosensible. Per exemple, és possible prendre fotografies amb perspectiva cilíndrica o esférica. Aquestes característiques tenen gran aplicació en fotografia d'art o amb propòsits creatius.aquesta camara presenta un gran avanç per a l'enginyeria de la llum i dóna lloc a un gran avanç tecnologico.

Alguna vegada la fotografia estenopeica va ser considerada una tècnica obsoleta, no obstant això, actualment es considera una tendència artística en la fotografia.


[editar] Efecte d'ennegrecimiento en les vores de la còpia o del negatiu.

En les fotos estenopeicas fetes sobre un plànol, es detecta un defecte que consisteix en la irregular distribució de la llum, sent mes intens en el centre que en les vores.

El motiu és que generalment la pel·lícula es recolza sobre un plànol (el plànol focal), i això dóna lloc al fet que la lluminositat que arriba als distints punts de la pel·lícula no sigui uniforme, ja que excepte el punt del centre, tots els altres estan a distàncies creixents pel que fa al central, el que ocasiona que el numero f (obertura relativa = Distància focal / Diàmetre de l'estenopo ) variï d'un punt a un altre, sent tant major quant mes lluny estigui de l'estenopo.

A aquest efecte se suma un altre que tampoc manca d'importància, i és l'angle amb que cada punt del negatiu veu el forat de l'estenopo: el punt central del negatiu ho veurà com un cercle perfecte, mentre que els altres punts veuran elipses, que van sent més estretes quant més s'allunyen els punts, el que indica que disminueix la seva superfície i, en conseqüència, la lluminositat que arriba als punts allunyats del centre.

Perquè el total de la superfície fos uniformemente il·luminada, hauria de recolzar-se en una superfície que anés el lloc geomètric de tots els punts que complissin la condició que l'obertura relativa per a la seva posició fos constant i igual a l'obertura f nominal.

Si pensem una mica, arribem a la conclusió que aquesta superfície no pot ser una altra que l'esférica. Però com és impossible ajustar una pel·lícula a aquesta superfície, podem prescindir d'una dimensió, i conformar-nos amb una superfície cilíndrica de base circular, que en aquesta sí podem ajustar la pel·lícula.

Si així ho fem, aconseguirem una lluminositat uniformi al llarg de les línies horitzontals, millorant sensiblement la qualitat de l'estenotipo, encara que s'apreciaria variació de la lluminositat en les verticals que, al ser la menor dimensió, el defecte seria menys visible.

La posició del cilindre focal respecte a la càmera és aquell el diàmetre de la qual coincideix amb la distància focal i és tangente al plànol que conté al forat estenopeico.

[editar] Vegi's també

La NASA (a través de NAIC) ha iniciat la investigació del projecte New Worlds Imager que utilitzarà una càmera estenopeica amb un diàmetre de deu metres i una longitud focal de 200,000 km per a buscar planetes de la grandària de la terra en altres sistemes solars.

[editar] Enllaços externs en Espanyol

[editar] Enllaços externs en anglès