Todas as imagens estão fora de foco com a tampa do corpo do orifício

Comprei uma lente pinhole da marca "Rising". É um pedaço de alumínio perfurado fixado a uma tampa do corpo, o tipo de tampa de plástico que cobre o corpo quando não há lentes presas.

Eu tenho uma Pentax K-50 e tenho a lente apropriada. A primeira coisa que aconteceu quando liguei a câmera foi que ela solicitou a distância focal. Depois de aprender o que era isso, achei que fazia sentido - não havia eletrônicos na tampa para comunicar esse valor.

A lente veio com um papel indicando distâncias focais para cerca de 8 fabricantes comuns e um modelo representativo. Para Pentax, eles listaram uma distância focal de 48,5 para o 135-K.

Minha câmera não permitia um valor tão preciso - os valores mais próximos eram 45 e 50. Tentei os dois, mas as imagens estavam fora de foco.

Procurei no Google mais informações, mas não encontrei nenhuma. Frustrado, gravei imagens em todas as configurações de distância focal, de 8 a 800 mm. A interface do usuário está usando um dos volantes para navegar pelos valores predefinidos.

Acabei com 35 imagens, todas fora de foco e todas parecendo iguais. Qualquer que seja a distância focal correta para a minha câmera, não consigo defini-la.

Estou me preparando para devolver o item, mas só quero fazer a pergunta, há mais alguma coisa que estou ignorando? Enviei um e-mail ao fabricante sobre a configuração da minha câmera alguns dias antes do meu teste abrangente, mas não recebi resposta.

Usei um tripé e um atuador eletrônico "bulbo". A exposição é boa; Eu preguei com o método das metades.

Meu pensamento é pegar o dinheiro que gasto com as lentes, comprar algumas tampas extras e perfurar furos de vários tamanhos nelas.

Há algo que eu fiz de errado ou essas lentes simplesmente não funcionam com a câmera modelo?

Editar O diâmetro do orifício é de 0,22 mm.

Esta é uma das minhas fotos de teste com o orifício:

E aqui está uma foto com 50 mm da mesma área:

Talvez eu esteja batendo em um cavalo morto, mas aqui está uma comparação da impressão no tubo de PVC:

Lembro-me de ler que as lentes pinhole permitiam profundidade de campo quase infinita. Pesquisei algumas imagens no Google e, embora algumas tenham borrão de movimento (às vezes muito) e também uma grande distorção de borda, a área central parece estar bem focada:

Se meus testes obtiverem o resultado esperado de uma lente pinhole, pergunto-me, qual é o sentido disso? Como obtenho as imagens nítidas encontradas em uma pesquisa de imagens no Google de "pinhole" ?

É exatamente o que se espera de uma lente pinhole.

Lentes normais

Uma lente normal tem uma grande abertura e curva todos os raios de luz provenientes de um objeto pontual para atravessar um ponto atrás da lente. Movendo a lente para frente e para trás, é possível determinar a posição do ponto atrás da lente e, quando estiver exatamente no sensor, poderá atingir apenas um único pixel. (Em teoria.) Portanto, um objeto parecido com um ponto seria projetado em um único pixel, que é a nitidez máxima que você pode obter.

Ao mesmo tempo, os raios de luz de outros objetos pontuais em outras distâncias são curvados para que eles cruzem em um ponto na frente ou atrás do sensor. Isso fornece círculos de luz no sensor, atingindo muitos pixels. Portanto, esses objetos não são nítidos.

Isso é ilustrado na imagem a seguir que fiz usando uma simulação. Há uma lente de 50 mm e três fontes de luz pontuais colocadas 800, 1000 e 1200 na frente da lente. Uma tela (= sensor) é colocada 52,63 mm atrás da tela, onde os raios de luz da fonte de luz vermelha do meio se cruzam.

(Clique para ampliar)

Esta imagem ampliada mostra como os raios azul e verde se cruzam na frente / atrás da tela e formam pontos maiores na tela. (O ponto preto é o ponto focal da lente)

Lentes pinhole

Uma lente pinhole possui apenas esse orifício, mas nenhuma lente óptica. Isso significa que os raios que entram pelo orifício não serão dobrados para cruzar em um ponto. Eles viajam na mesma direção que antes e formam um ponto aproximadamente do tamanho e formato do orifício no sensor. Isso significa que, se o seu orifício tiver 0,22 mm de diâmetro, você obterá um círculo de 0,22 mm no sensor. Por exemplo, minha câmera possui um sensor de 22 mm de largura e as fotos têm 5200 pixels de largura. Os pontos em forma de círculo de 0,22 mm da lente pinhole resultariam em círculos de 52 pixels de diâmetro nas minhas fotos. Muito embaçado!

Agora, enquanto a lente óptica dentro de uma lente normal pode se mover para frente e para trás para focalizar objetos em diferentes distâncias, os raios de objetos em todas as distâncias que entram no buraco de pinhole são paralelos. (Exceto para objetos muito próximos da câmera) Portanto, todos os objetos mostram a mesma nitidez.

Aqui estão as imagens com a lente óptica substituída por um orifício. Como um orifício de 0,22 mm não seria prático aqui, eu o exagerei usando um orifício de 5 mm, mas o princípio é claro:

Devido à sobreposição pesada, as três fontes de luz não puderam ser distinguidas.

Definir a distância focal

Eu escrevi que a distância focal é um valor meramente informativo no seu caso, mas, como @junkyardsparkle e @mattdm apontaram, isso não é verdade.

Atualmente, as câmeras possuem técnicas de estabilização de imagem para reduzir a desfocagem devido a pequenos movimentos trêmulos quando a câmera é segura nas mãos. Algumas câmeras, como DSLRs da Canon, movem as lentes para os lados, enquanto outras, como a sua, podem mover o sensor. A distância focal é necessária para calcular quanto o sensor deve se mover para cancelar um calafrio detectado.

Difração?

Um outro usuário escreveu em sua resposta que a difração é a causa do embaçamento da imagem. Bem, não é tão fácil aqui.

Em geral, existe difração, e eu gostaria de vincular à Wikipedia sobre os discos Airy para obter mais detalhes.

A fórmula importante é

• λ é o comprimento de onda, para a luz visível 400-670nm
• d é o diâmetro do orifício
• θ é o ângulo entre o centro do disco arejado e o primeiro anel de escuridão absoluta ao seu redor (que pode ser visto como limite do disco), como visto do centro do orifício.

Agora, com seus números, obtém-se θ = 0,001818rad para luz violeta de 400nm e θ = 0,00302rad para luz vermelha. Isso multiplicado por 48 mm, a distância entre o orifício e a tela, fornece o raio (!) Do disco arejado, então é preciso multiplicar por 2 para obter o diâmetro. Então, o diâmetro é de 0,17 a 0,29 mm.

OK, de fato, o ponto na tela é maior para luz vermelha se a difração for considerada. Mas espere, é menor para a luz azul?

Bem, essas fórmulas sugerem que o diâmetro do ponto é zero diretamente atrás do orifício, o que obviamente não é o caso. Essas fórmulas estão corretas, muito distantes do orifício, e nossa tela ainda não está tão distante.

Esta imagem demonstra isso. Cerca de 100 mm atrás do orifício, as manchas são realmente muito maiores devido à difração, mas a cerca de 50 mm, bem, um pouco.

No caso de uma lente normal, a difração desempenha um papel maior em pontos de parada altos. Uma lente perfeita focaria o feixe de luz em um único ponto, mas a difração o torna um ponto com algum diâmetro ou mesmo algum padrão.

Notas

Pode-se escrever um livro sobre tudo que afeta a qualidade da imagem. Por exemplo, as lentes reais aqui são consideradas ideais. Para a lente pinhole, a precisão do furo, mas também a espessura do material, desempenha um papel importante.

Seus resultados são ótimos . Você mostra exatamente o que se deve esperar usando uma lente "pinhole".

A razão pela qual seus resultados são diferentes da sua pesquisa no Google é porque a imagem que você encontrou não foi produzida por uma lente pinhole típica em uma única sessão típica, sem manipulação na impressão. Você escolheu uma foto de uma série de "saídas" criativas da fotografia pinhole. Alguns da série foram feitos com várias exposições negativas na impressão, alguns com negativos que eram simples fotogramas. Seria difícil saber exatamente quanto do trabalho é feito com uma lente pinhole exclusivamente com uma impressão direta.

O que agora? Tente empurrar a "profundidade de campo ilimitada" até os limites. (Não confunda com coisas como resolução, nitidez, reflexo e coisas que têm a ver com fórmulas para lentes de vidro.)

Tente configurar uma situação que você sabe que seria impossível com uma lente. Mova sua câmera a alguns centímetros de uma parede texturizada e inclua parte da parede com algo no meio do campo, como um carro e montanhas no horizonte, e você verá que todas são igualmente fotografadas.

Você já descobriu a qualidade da imagem suave. Como são as cenas de alto contraste? Quais imagens seriam complementadas por esse tratamento de imagem especialidade / novidade. Geralmente, não se recorta uma imagem de lente pinhole. Aproveitar!

As imagens que você vê feitas com pinhole online podem ser mais nítidas por vários motivos.
Tamanho do filme original ... 4x5 "
Qualidade do orifício .... corte a laser vs perfurado vs pino empurrado através do
reflexo da folha da fonte de luz
colorida vs preto e branco, monocromático com filtragem será mais nítido

Caso contrário, você está no caminho certo. Você deve comprar um livro sobre fotografia pinhole, para aprender como controlar melhor e criar o que você deseja. Parte da diversão é não ter controle. Por outro lado, também é bom ter uma escolha de 6 furos perfurados calibrados com precisão para ter controle e opções. https://www.pinholeresource.com/ possui ótimos livros e equipamentos.