针孔摄影综合技术指南

如果您是喜欢拍摄电影照片的人，那么您会知道从电影照片中获得的满足感，而您在使用数码相机时不会感到满意。想象一下，看到您从自己设计和制造的相机中得到的第一张照片！

设计和制造相机的过程似乎令人生畏，但只要有一点耐心，并在本指南的帮助下和进一步的阅读中，您就可以做到。您可以使用此信息找出要构建的内容，收集一些简单的材料和工具并进行构建！

我希望明确一点，构建针孔相机取决于您的能力，可用的材料和所需的结果。因此，本指南不再是循序渐进的，而是更多关于针孔相机如何工作，涉及的物理和数学以及在研究和制造自己的相机时获得的一些实践知识的课程。

针孔基础

针孔相机是最简单的相机。光线从所有方向反射离开物体，并且相机上的镜头重新对准光线，以使当镜头正确聚焦时它们在胶片上的同一点会合。针孔相机不是使用复杂的玻璃透镜，而是使用一个小孔来阻挡几乎所有光线（已正确对准的光线除外）。机械定时快门被当相机不拍摄时可以覆盖针孔的任何东西所代替。

设计针孔相机是一个相当简单直接的过程。首先需要做的是制造或购买一个针孔。如果您想在家中制作自己的针孔，则使用的一种很好的材料是易拉罐侧面的金属。越薄越好，只要它是防光的。用大头针和锤子轻轻戳一个洞。使用橡皮擦或柔软的东西支撑铝，以便在压下时保持平坦。使用约600粒度的砂纸打磨对面的突出金属。如果您有显微镜或平板扫描仪，则可以检查针孔的圆度和质量。可以购买特殊的硬质合金微型钻，但是需要使用高速钻床。针孔也可以从eBay或互联网上的其他一些专业站点购买。

一旦确定了针孔直径（或已经知道），便可以计算出相机的焦距。公式是：焦距=（针孔直径/ 0.03679）²。焦距是针孔应距胶片的距离。

使用0.3mm针孔的示例：

焦距=（0.3mm / 0.03679）²
焦距=（8.17438）²
焦距= 66.49mm

下一个需要计算的值是针孔的视角。这是角度，光线可以使该光线穿过针孔。该值的控制因素是孔的直径和材料的厚度。

使用直角三角学解决了视角问题。简化公式为：

视角= tan ^-1（（d / 2）/（t / 2））x 2

范例：

视角= tan ^-1（（0.3 / 2）/（0.0762 / 2））x 2
=棕褐色^-1（3.937）* 2
= 75.74 * 2
= 151.5 ^o

该视角对于确定针孔在其焦距处是否将适当覆盖胶片至关重要。覆盖范围太小，结果将是带有黑色拐角和边缘的圆形图像。胶卷框架的对角线必须适合覆盖范围的直径。确定图像直径的公式为：

图像直径（mm）= 2 x焦距x tan（（视角）/ 2）

范例：

图像直径（mm）= 2 x 66.49 x tan（151.5 / 2）
= 132.98 x棕褐色（75.75）
= 132.98 x 3.937
= 523.61毫米

在此用于计算图像直径的示例中，直径非常大，这意味着与弯曲的胶片平面相结合，可以在120张胶片上拍摄高6cm x 17cm的图像。这将产生非常全景且极为广阔的视野。

相机设计

（点击查看大图）

一旦完成相机设计的数学运算，就可以开始进行物理设计和构建。胶卷和针孔彼此平行放置，它们之间的距离应等于焦距。利用弯曲的胶片平面可以使胶片的整个长度与针孔之间的距离正确，一致，以确保均匀曝光。

摄像机可以由预先存在的盒子制成，也可以从头开始制成。它可以由任何可以耐光的材料制成。一端平坦的金属棒和吉他旋钮可以用作胶片前移手柄。需要两个，一个用于松开供纸卷轴，另一个用于拉紧收纸卷轴。

百叶窗机构可以像在针孔上粘贴一条胶带，旋转的木头，带有百叶窗释放电缆线的弹簧驱动滑动百叶窗一样简单。我建造了一个可以通过快门释放电缆致动的弹簧，并用弹簧将其保持关闭。

相机后部需要有一个孔，以读取胶卷编号。相机内部需要涂成黑色以吸收杂散光。

接触

现在可以确定的下一个值是等效的f档。f-光圈值是针孔直径和到膜的距离之间的关系。该数字对于计算拍摄照片所需的曝光时间很有价值。公式为：

光圈=焦距/针孔直径

范例：

光圈=焦距/针孔直径
光圈= 66.49mm / 0.3mm
f档= 221

显然，没有其他相机或测光表允许f221作为选项，因此我们需要进行一些计算，以找出如何通过我们可以测量的东西得出等效的曝光时间。

f-光圈值具有某些基石值，这些值之间的差异是每次允许的光通量减半。本质上，光圈形成的圆的面积每次都减半，从而使光减半。这些值如下：1.4、2、2.8、4、5.6、8、11、16、22、32、44、64、88、128、176、256、352。经过f22的任何东西在测光表上将不可用，所以这是我们将确定针孔的倍增因子；

针孔暴露不是一门精确的科学，因此不需要精确的数学运算。这是您必须在现场进行计算的事情，因此半精确地在您的头脑中进行是可以接受的。无需携带计算器。因此，如果针孔为f221，则将其舍入到f256以使生活更轻松。如果我们倒数到f16，则相差8个值。这意味着通过f16孔径的光量是f256的28倍。恰好是256。这意味着当我们使用数码相机或测光表时，将ASA / ISO设置为相机中胶卷的速度，将光圈设置为f16并获得快门速度，我们将其乘以乘以256。例如，如果我们测量值为1秒，则需要曝光256秒才能获得足够的光线。

倒易律失效

如果所有这些计算看起来都很简单，那么不幸的是，它比这更复杂。当短时间曝光时，胶片对光的响应是线性的。将胶卷曝光两倍的时间，胶卷将对光线产生两倍的反应。但是，如果您开始曝光超过几秒钟，则胶卷将停止线性响应。实际上，它比您期望的要消耗更多的光线。这被称为倒易律失效，它在所有胶卷上都发生。解决方案是使用图表估算所需的额外时间。上面有一个附件，可以在拍摄时打印出来并随身携带，直到您有足够的经验来进行估计而没有帮助。电影的数据表中会有关于倒易律的部分，可以在线找到。

以256秒曝光为例，该曝光时间的倒易律系数约为4倍，因此256秒变为1024秒。4分钟到17分钟之间，差异巨大！当然，这仅仅是为了“理想”的曝光。几分钟或更短的时间不会对您造成任何伤害。实际上，我的第一个测试卷只暴露了我预期的时间的1/8，结果看起来还不错。

显然，在如此长的快门速度下，将始终需要使用三脚架，并且在曝光期间请勿触摸相机。