Как расстояние плоскости изображения влияет на изображение в камере-обскуре?

Question

Я изучаю камеры-обскуры и камеры-обскуры, чтобы лучше понять, как ведет себя свет и как создаются снимки.
Я пытаюсь понять, как расположение плоскости изображения (я думаю, что это бумага из светочувствительного материала) на разных расстояниях от отверстия влияет на изображение после экспонирования.
Я рисую, какова моя интуиция для разных расстояний:
(В этом случае я предполагаю использовать 3 одинаково большие светочувствительные бумаги для каждого различного расстояния, а затем сравнить полученную картинку)

Я предполагаю, что изображение будет выше и больше с увеличением расстояния, а также будет меньше и тоньше с уменьшением расстояния. Он не должен быть таким резким, когда он находится очень близко к отверстию (из-за перекрывающихся лучей?), Тогда он будет увеличивать свою резкость до определенной точки (фокусная точка?) И снова начнет уменьшать ее (из-за далеко расположенных лучей? ) после него.
Я предполагаю, что то же самое время выдержки. Было бы также интересно узнать, можно ли избежать увеличения резкости при увеличении времени экспозиции, поскольку увеличение расстояния.

Answer 1

Размер изображения увеличивается линейно относительно расстояния между точечным отверстием и плоскостью пленки. Изображение становится больше во всех измерениях.

Изображение становится более резким, когда вы увеличиваете расстояние между точечным отверстием и плоскостью пленки, но после некоторой точки эффекты дифракции становятся важными, поэтому здесь оптимальный размер точечного отверстия (альтернативно, для с учетом точечного отверстия, существует оптимальное расстояние визуализации).

Интенсивность света на плоскости пленки уменьшается с квадратом расстояния между точечным отверстием и плоскостью пленки, поэтому необходимо увеличить экспозицию. Однако это эквивалентно обычной фотографии, так как количество собранного света пропорционально квадрату отверстия. Обычная концепция диафрагмы (f / D) как фактора воздействия - то же самое, только то, что радужная оболочка заменена точечным отверстием, а фокусное расстояние заменено расстоянием между точечным отверстием и плоскостью пленки.

Поскольку риски, вероятно, будут длительными, вам, вероятно, придется учитывать отказ взаимности.

Answer 2

Мы изготавливаем светонепроницаемую коробку с отверстием для сквозного отверстия. Внутренняя задняя стенка - белый экран. Свет из каждой точки на предметах в поле зрения; пройти через это отверстие отверстия. След луча света от каждой предметной точки от отверстия до экрана показывает, что лучи следуют конусом света. Вершина этого конуса - это диаметр отверстия для отверстия. Этот формирующий изображение конус играет на экране, проецируя рассеянный круг света.

Если мы поиграемся с диаметром отверстия для отверстия и расстоянием от отверстия до экрана, становится очевидным, что размер и яркость проецируемого круга света является функцией геометрии. Четкое изображение получается при достаточно малом диаметре апертуры.

Однако, когда свет проходит через небольшие отверстия, он не полностью подчиняется законам геометрической оптики. Вместо этого часть света, образующего изображение, рассеивается. Это потому, что процент световых лучей скользит по границам апертуры. Мы ожидаем, что все лучи, падающие на край, должны быть остановлены. На самом деле световые волны, подобные звуковым волнам, огибают препятствия. Некоторые имеют тенденцию заполнять пустоты за острыми краями. Это называется дифракцией, и это приводит к беспорядку. Кроме того, некоторые световые лучи мешают другим вблизи границы, и в результате появляются полосы темноты в некоторых точках и повышенная интенсивность в других точках. Это называется вмешательством. Это двойные демоны дифракции и интерференции, которые деградируют.

В результате проецируемый диск при просмотре с помощью лупы виден как нечеткий круг, соседствующий с другими кругами. Эти самые мельчайшие элементы образа, несущего интеллект, называют «кружками замешательства, а иногда и воздушными дисками».

Размер кружков путаницы определяет, будем ли мы объявлять изображение резким или размытым. По мере того, как мы увеличиваем расстояние проецирования или увеличиваем отверстие, размер кругов путаницы увеличивается. Изображение будет объявлено четким, если наблюдатель видит не круги, а точки света. Для среднего зрителя, наблюдающего со стандартного расстояния просмотра, размер круга должен быть ½ мм или меньше. В этих условиях результирующее изображение будет выглядеть достаточно резким.

Становится очевидным, что увеличение расстояния и / или увеличение диаметра дырки ухудшит изображение, поскольку геометрические круги растут. Что касается длительного воздействия и резкости: мы имеем дело со светочувствительными материалами. Взаимодействие с краевыми эффектами - это явление, при котором смежные чувствительные к свету химические вещества, не подверженные воздействию света, становятся развивающимися просто потому, что они примыкают. Это действие ухудшается при длительном воздействии. Фотоматериалы световая трубка: Экспонирование света распространяется внутри эмульсии, и длительное время экспозиции усугубляется, и развитый круг искусственно увеличивается. Суть в том, что длительное воздействие усугубит.