Что такое пинхол

photo_tochka

February 13th, 2013

Николай Шувал-Сергеев

Все гениальное просто. Фотография — это не мегапиксельные матрицы и
сверхсветосильная оптика. Фотография — это ощущение жизни, философия,
человеческая душа. И для выражения чувств ничего не нужно — только свет.

По
всей видимости, явление камеры-обскуры было известно еще тысячи лет
назад кочевым племенам Северной Африки, которые жили в палатках из кож
животных. Крошечное отверстие в палатке проецировало изображение
происходящего снаружи. Первое письменное описание явления дошло до нас
от Аристотеля (IV в. до н.э.). И лишь спустя шестнадцать столетий, как
утверждают некоторые источники, была построена первая камера-обскура. Ее
создал Роджер Бэкон (1217–1294), английский философ и
естествоиспытатель. В 1279 году архиепископ Кентерберийский Джон Пенхам
высказал мысль, что с помощью камеры-обскуры можно наблюдать за
движением Солнца.

Во времена эпохи возрождения, в конце XV века, Леонардо да Винчи дал
наиболее подробное описание камеры-обскуры («…Когда изображения
освещенных объектов проходят через маленькое круглое отверстие в очень
темную комнату…, Вы будете видеть на бумаге все те объекты в их
естественных формах и цветах…»), также указав на возможность
использовать ее для зарисовок. Многие художники ренессанса последовали
его совету, добиваясь поразительно правильных пропорций в своих
полотнах.

Что можно сделать из банки из-под стрипов
диаметром 104 мм и высотой 43 мм? Ее легко переделать в панорамную
пинхол-камеру с углом зрения около 120° по горизонтали. В боковой стенке
прокалывается отверстие, 35-мм фотопленка закладывается по периметру
вдоль стенки или (второй вариант) меньшим кольцом. Размер кадра
210(120)x24 мм

Долгое время камера-обскура была стационарной, представляя из себя
темную комнату с отверстием в одной из стен. Художник находился внутри
нее, зарисовывая на противоположной стене происходящее снаружи. Лишь в
начале XVII века начали появляться передвижные камеры-обскуры. Как
правило, это были вагоны, запряженные лошадьми. Астроном Иоганн Кеплер
(Johannes Kepler) сделал ее еще более легкой, соорудив палатку, которую
мог переносить один человек. В дальнейшем, после изобретения компактной
переносной камеры, художникам, наконец, удалось выйти из «темной
комнаты».

Интересен способ, которым художники перерисовывали изображение.
Итальянский зодчий Леон Батиста Альберти (Leon Batista Alberti ),
1404–1472 предложил разграничить экран с проецируемым изображением на
квадраты, что позволяло с математической точностью переносить его на
рисунок. Дюрер еще более усовершенствовал этот метод, поместив между
художником и изображением неподвижное визир-колечко, смотря через
которое художник всегда видел изображение с одного и того же места, под
тем же самым углом.

Повсеместное распространение камера-обскура получила после
подробного описания ученым из Напльза Джованни Баттиста делла Порта
(Giovanni Battista della Porta) в первом издании его книжного
«Естественного Волшебства» в 1558 году. Его опыты в этой области
изумляли и шокировали зрителей. Джованни был довольно обеспеченным
человеком, имел свою студию, был широко известен. В связи с чем именно
ему приписывают изобретение камеры-обскуры.

Зум 1-1000. Фантастические цифры, скажете вы. Да, но это возможно. На
рисунке (а) расстояние от отверстия до светочувствительного материала
достаточно велико, и на пленке помещается только лишь изображение
свечки. Если же приблизить пленку к отверстию (б), то на ней начнут
отображаться и окружающие предметы. Таким образом, изменяя расстояние от
пленки до отверстия, мы можем получать разный угол зрения, что нужно
учитывать в построении камеры

Фотосъемка дырочкой

Потребовались столетия, прежде чем технология позволила пионерам
фотографии начала XIX столетия закреплять изображение на
светочувствительной поверхности.

Совместил обскуру и светочувствительный материал француз Луи Дагерр
(Louis Daguerre), но первые закрепленные изображения, нарисованные
непосредственным действием света, получил другой француз,
естествоиспытатель Нисефор Ньепс (Nicephore Niepce). Его первые
«светорисунки — гелиогравюры» были сделаны в 1822 году. Самая большая
проблема заключалась в том, как «зафиксировать» фотографическое
изображение. Метод фиксации был обнаружен астрономом и ученым Джоном
Гершэлем в 1839 году. Это вызвало резкий скачок развития фотографии.

Необходимо отметить, что изображение, формируемое в камере-обскуре,
довольно темное. Чтобы увеличить его яркость, дополнительно могли
устанавливать собирающую линзу. Именно такие модифицированные
камеры-обскуры и использовали Ньепс и Дагерр в своих фотографических
опытах. Но даже в этом случае время экспозиции составляло несколько
часов.

Английский ученый Дэвид Брюстер был одним из первых, кто делал
фотографии с помощью пинхола. В 1850-х годах в его книге «Стереоскоп»
(Stereoscope) впервые было определено слово «пинхол». Другой англичанин,
«отец археологии» Флиндрес Питре, в 1880-х годах сделал множество
фотографий с помощью пинхола во время раскопок в Египте. Его фотографии
можно встретить в Лондонских музеях.

Популяризации пинхол-фотографии способствовали появляющиеся
многочисленные публикации. «Пинхол-фотография» Фредерика Милса
(Frederick Mills) и Арчибальда Понтона (Archibald Ponton) (издание 1895
года) — одно из первых исследований зависимости величины отверстия
пинхола от экспозиции, угла зрения и других основ теории.

Альфред Уоткинс, пионер определения экспозиции и изобретатель одного
из первых экспонометров, автор знаменитого «Руководства Уоткинса»
(1902). Его интерес к фотографии начинался с пинхола.

Были сторонники пинхола и в нашей стране. Вот один интересный
пример. В 1907 году на международной выставке в Турине (Италия) за серию
фотографических пейзажей русский художник Б. И. Камзолкин (впоследствии
автор эмблемы «Серп и молот») получил премию. Все работы были сделаны
пинхол-камерой.

Эти важные десятые

Размеры отверстий для переносных пинхолов могут варьироваться от примерно 0,2 мм до 1 мм, что имеет научное обоснование.

Если делать их меньше, то явление дифракции на границе приведет к
потере резкости изображения, и дифрагирующие «паразитные» лучи пересилят
«правильные», проходящие по прямой. Если же мы решим сделать отверстие
больше 1 мм, то рискуем за размытостью, пикториальностью изображения
потерять узнаваемость снимаемого объекта. Конечно, это можно
использовать как художественный прием, но мы сейчас говорим о наиболее
часто применяемых параметрах.

У пинхола нет строго определенного фокусного расстояния. На каком бы
расстоянии ни разместить дырочку, на фотоматериале будет формироваться
резкое изображение. Естественно, угол зрения такой оптической системы
будет увеличиваться при приближении отверстия к фотоматериалу и
увеличиваться при удалении.

Но даже при сверхшироких углах поля зрения пинхол передает
перспективу геометрически точно, а нарисованное им изображение лишено
искажений. Оно и понятно, ведь этот «объектив» не имеет линз с присущими
им аберрациями.

Оптимальный размер отверстия для каждой камеры рассчитывается по
формуле, предложенной английским физиком и нобелевским лауреатом лордом
Рейли (Rayleigh) в 1891 году. Она учитывает волновые свойства света и
размеры камеры. По этой формуле до сих пор рассчитывают практически все
пинхолисты мира.

D = K * √F * λ

D — диаметр отверстия,

K — коэффициент = 1.9

F — фокусное расстояние, в данном случае это расстояние от отверстия до пленки

λ - длина волны света = 0,00055

Подставив все коэффициенты:
D = 1.9 * √F * 0.00055

Фабричный пинхол, фокусное расстояние 160 мм. Эти деревянные
фотографические камеры-обскуры выпускались и в XIX, и в XX веке. Вы не
поверите, но их продолжают выпускать и… в XXI столетии!

Формула Рейли не единственная. К настоящему моменту известно
несколько десятков формул вычисления размера отверстия. Вот некоторые из
современных.

Согласно формуле Платта (Platt) (1989), оптимальный диаметр отверстия равен √F * K, где константа K приблизительно равна 1300. Добсон (Dobson) (1991) предложил другой вариант расчета: D √F / 25.

Как легко можно убедиться, все три формулы дают разные результаты.
Например, для пинхола с фокусным расстоянием 75 мм (на формат кадра 6x6)
оптимальный диаметр отверстия составляет 0,39 (Рейли), 0,24 (Плат) или
0,35 мм (Добсон). Противоречие? Вряд ли. Скорее, это следствие
стремления «алгеброй поверить гармонию».

Более того, как показала практика, отверстия в процессе изготовления
получаются самые разнообразные, что приводит к неожиданным
художественным эффектам. Тут открыто широкое поле для творчества.

Выдержка длиною в день

Для желающих заняться пинхол-фотографией сразу скажем: забудьте о
коротких выдержках. При таком крохотном отверстии освещенность
светочувствительного слоя просто физически не может быть большой.

В переводе на понятный каждому фотографу язык, отверстие пинхол
можно сопоставить объективу, в котором диафрагма исчисляется сотнями
единиц. О каких величинах может идти речь? К примеру, отверстие 0,39 мм
при фокусном расстоянии (точнее, расстоянии до фотоматериала) 75 мм
эквивалентно диафрагме f/192!

Для расчета выдержки используются различные калькуляторы и таблицы,
но основа в них одна и та же. В английских текстах по пинхол-фотографии
упоминается т.н. f-число, получаемое путем деления фокусного расстояния
(точнее, расстояния до фотоматериала) на диаметр отверстия. Как легко
видеть из определения, f-число — это просто численное значение
диафрагмы. Зная это число, можно сопоставить выдержку для конкретного
пинхола с показаниями экспонометра.

Фотосъемка пинхол-камерой в обязательном порядке требует использование
штатива. Если его не оказывается под рукой, в ход идут различные
естественные опоры. И это порождает необычные ракурсы

Но экспонометр не рассчитан на работу с такими крошечными диафрагмами. Как быть?

Поступают следующим образом. Выбирается некоторая базовая диафрагма,
чаще это f/22. Для нее и выполняется расчет. Например, эквивалентная
диафрагма f/192 приведенного выше пинхола отстоит от базовой f/22
приблизительно на 6 ступеней экспозиции или в 64 раза. Трюк состоит в
том, что… одна минута длиннее одной секунды в 60 раз.

Получается, что требуемая выдержка для нашего пинхола будет
составлять столько минут, сколько секунд покажет экспонометр для
диафрагмы f/22.

В качестве базовой можно выбрать иную диафрагму, например, f/32 или
промежуточную между f/22 и f/32 — в зависимости от эквивалентной
диафрагмы пинхола и удобства последующих вычислений. Возможно, базовую
диафрагму придется подкорректировать в ту или иную сторону в зависимости
от плотности получаемых негативов.

При съемке днем на фотопленку низкой чувствительности (100 ISO)
выдержка обычно составляет несколько секунд. Если же использовать в
качестве светочувствительного материала фотобумагу с чувствительностью
3–7 ед., тогда выдержки можно мерить часами.

Следует учитывать, что на очень больших выдержках, таких как десятки
минут или часы, может проявляться эффект Шварцшильда, и фотоматериал
может оказаться недоэкспонированным.

Поэтому обычно для каждой камеры запоминают условия освещения и
используемые выдержки, и в случае правильных по экспозиции фотографий,
используют их в дальнейшем. То есть попросту меряют выдержку на глаз.

Наводимся на резкость

В этом отношении пинхол преподносит нам настоящий сюрприз. Благодаря
чисто геометрическому получению изображения, мы имеем бесконечную
глубину резкости. Другими словами, абсолютно все, расположенное вблизи
отверстия и вдали от него, будет в фокусе. (За маленьким исключением.
Если мы придвинем объект совсем вплотную к отверстию, то система
объект-отверстие может привести к дифракции, а то и интерференции света,
что может сильно исказить изображение.)

Разумеется, из-за конечных размеров отверстия мы не сможем получить
идеально резкого изображения, но способность одновременно фокусироваться
на близком и далеком перекрывает этот недостаток.

Также благодаря отсутствию линз пинхол лишен аббераций.
Единственное, что может повлиять на качество изображения, кроме
упомянутого конечного размера отверстия, это дифракция на краях
отверстия. Поэтому очень важно следить за качеством изготовления
«объектива» для пинхола.

Больной вопрос современности: пленка или цифра — кто кого? Пинхол,
похоже, может примерить противников. Просто установите отверстие на
цифровую камеру, например, Nikon D70

Сделай сам

Во всем мире существует несколько фирм, занимающихся изготовлением и
продажей «отверстий» для пинхола. Для выполнения этого процесса они
используют лазер, которым прожигают идеально ровные отверстия в
тончайших пластинах металла. (Рекомендуем посетить сайт
www.pinholesolutions.co.uk)

Однако на мой взгляд, гораздо интереснее изготовить отверстие
самому. Тогда процесс получения фотографии полностью самодельной камерой
доставит удовольствие, сравнимое разве что с первым появлением
изображения в ванночке с проявителем.

Существует несколько способов изготовления отверстий. Самым простым
является прокалывание иглой фольги или другого, сходного по своим
свойствам материала.

Материал, и это чрезвычайно важно, должен быть тонким. Причем, чем
тоньше, тем лучше. Иначе в месте прокола возникает туннель, от стенок
которого переотражаются проходящие лучи света. В результате нарушается
физический принцип работы пинхола — прямолинейность прохождения световых
лучей. Качество получаемой картинки резко ухудшается.

Натюрморт — один из любимейших жанров пинхол-фотографов. В нем
наиболее ярко раскрываются все сильные черты «булавочного отверстия», а
слабые практически исчезают. Камера «Любитель» (6x6)

Но очень тонкую фольгу легко повредить в процессе эксплуатации
пинхола, поэтому при выборе материала приходится принимать компромиссное
решение.

Чем материал толще, тем труднее его проколоть. Отверстие приходится
сверлить. Собственно, так и поступали в конце XIX века пионеры
пинхол-фотографии. Тонким гвоздиком они высверливали отверстие в тонкой
пластине металла.

Полоска фотобумаги 21x7 см заложена вдоль стенок банки из-под кофе,
отверстие проколото в крышке. Получилась фантастическая круговая
панорама

После того, как металл проколот или просверлен насквозь, очень
осторожно, самой маленькой шкуркой зачистите заусенцы. Если есть
возможность, с помощью микроскопа проверьте качество.

В случае, если тонкого материала подобрать не удалось, выйти из
положения можно следующим способом. В месте предполагаемого прокола
необходимо наждачной бумагой максимально уменьшить толщину материала.
Либо сверлом бoльшего диаметра высверлить лунку, и уже окончательный
прокол делать в дне этой лунки.

Отсутствие геометрических искажений и правильная передача пропорций — одно из достоинств пинхола. Камера «Любитель» (6x6)

Для измерения отверстия есть несколько способов.

Самый традиционный — с помощью микроскопа. Но в наш век цифровых
технологий гораздо чаще можно встретить дома компьютер, чем микроскоп.
Поэтому другой вариант измерения предполагает наличие сканера, в котором
вы сканируете отверстие с максимально большим разрешением и измерение
производите по изображению в графическом редакторе.

Для настоящих фотографов существует еще более «фотографический» способ измерения. А именно с помощью фотоувеличителя.

Помещаете на место негатива пластинку с отверстием, рядом кусочек
миллиметровки и делаете максимальное увеличение, на которое способен ваш
фотоувеличитель. Все измерения производятся на проецируемом
изображении, а зная масштаб увеличения, не трудно рассчитать размер
оригинального отверстия.

Эти разные коробочки

Теперь, когда мы научились делать наши маленькие объективы, настало
самое время прикрутить их к чему-нибудь. Конечно, можно просто выкрутить
у обычного фотоаппарата объектив и приклеить отверстие, но интереснее
сделать все самому. Оглянитесь вокруг — любая емкость, которая
закрывается, может быть приспособлена под камеру пинхол. Вот некоторые
варианты.

Очень просто изготовить пинхол из картонной коробки — главное
следить, чтобы свет не попадал внутрь. Внутренние стенки камеры нужно
оклеить или закрасить черной краской, чтобы избавиться от рефлексов.

У картонной коробки есть один недостаток — она слишком легкая. Для
съемок пинхолом требуются большие выдержки, и поэтому дрожание камеры от
ветра или других колебаний может очень сильно повлиять на качество
снимка.

Поэтому любители изготовляют деревянные коробки на манер старинных
фотокамер, применяя в них сменные кассеты. Вы не поверите, но на западе
такие деревянные камеры до сих пор выпускаются, но стоят они недешево.
За деревянную пинхол-камеру на рольфильм придется отдать пару сотен
евро!

Размеры коробок могут варьироваться от спичечного коробка до
двухметрового куба, перевозимого на велосипеде двумя людьми. Кстати,
существует пинхол-сообщество, которое ездит с такой коробкой, нанимая
волонтеров для перевозки из города в город.

Чем больше формат камеры, тем более детализированным будет
изображение. Это объясняется тем, что лучи от близких объектов в большой
камере дальше разносятся друг от друга, чем в маленькой.

Знаменитая фраза «снимать можно и консервной банкой» нашла
неожиданное практическое подтверждение… с банками от кофе «Нескафе». Не
сочтите за рекламу, просто в эту банку идеально ровно встает широкая
фотопленка (тип 120). Пленка закладывается вдоль стенок, отверстие
делается в крышке. Получается фантастическая круговая панорама.

Кстати, именно с этими банками у пинхолистов и возникает больше
всего проблем с полицией и другими представителями власти. В наше
неспокойное время человек, расставляющий банки на мосту и посматривающий
на часы очень сильно похож на террориста.

Если сделать отверстие не в крышке, а в боку банки, то получится
другая интересная камера, с помощью которой можно получить необычные
панорамы. В этом случае пленка идет не вдоль всей стенки банки, а
оставляет место для отверстия.

Можно использовать банки различного размера, в качестве
светочувствительного материала подойдет и фотобумага. Если взять крайний
случай, то самая маленькая используемая баночка — это пенальчик от
фотопленки. Существует интернет-сообщество, участники которого снимают
исключительно такими маленькими «шпионскими» камерами.

Если взять половину банки, то получится пинхол с другим фокусным
расстоянием и другим изгибом фотоматериала, что приведет к более
правильной передаче пропорций.

А если изготовить так называемый «пинхол-миксер» с несколькими
отверстиями на боковых стенках, то мы получим фантастическую круговую
панораму, в которой изображения с каждой стороны накладываются и
переплетаются друг с другом.

А теперь перейдем к самым фантастическим пинхолам.

Например, как вам обычный чемодан, в стенке которого сделано одно
или несколько отверстий? Для получения негатива 30x40 см и больше
используется фотобумага.

Один любитель ваять скульптуры автогеном вырезал пинхол-камеру из
бронзы, включая внутренние кассеты для фотопластинок. Другой нашел в
бабушкином сундуке керамическую шкатулку, из которой тут же приготовил
пинхол.

Специфика пинхола — бесконечная глубина резкости. Камера стояла непосредственно на рельсе. «Любитель» (6x6)

Практика фотосъемки

Съемка пинхолом немного отличается от съемки обычным фотоаппаратом.
После нескольких неудачных экспериментов (скорее всего, по причине
сильной недодержки), вы приспособитесь к длинным выдержкам. Нередки
случаи (как правило, в тех случаях, когда в качестве
светочувствительного материала используется фотобумага), когда фотографы
оставляют пинхол экспонироваться, а сами занимаются своими делами.
Конечно, можно следить за процессом съемки, а если прислушаться, то даже
услышать, как свет впитывается в пленку (это, разумеется, шутка).

Кроме обычных цветных или черно-белых пленок, узких или широких,
можно использовать и инфракрасную пленку с соответствующими
светофильтрами. Разумеется, в этом случае материал, из которого
изготовлен корпус камеры, должен поглощать инфракрасное излучение.

Если позволяют условия освещения, можно и нужно использовать
светофильтры. Обычно для пейзажей — это желто-оранжевый для притемнения
неба или зеленый для выделения листвы. С помощью красного светофильтра
можно получить тяжелое небо с рельефными подушками облаков на нем.

В качестве светочувствительного материала в больших камерах может
использоваться обычная фотобумага. Предпочтительна малоконтрастная,
чтобы получить больше полутонов, а требуемого контраста можно добиться и
при печати контактным способом. Если нет возможности печатать
контактным способом, то популярна практика сканирования бумажного
негатива и инвертирования (т.е. получения позитивного изображения) на
компьютере.

При съемке на фотобумагу, у которой обычно чувствительность 3–7 ед.,
потребуются большие выдержки. Перед съемкой можно повысить
чувствительность бумаги на 2–3 ступени, чуть засветив ее. Достаточно
короткой засветки длительностью в десятые доли секунды на обычном
фотоувеличителе.

Еще одной особенностью съемки пинхолом является отсутствие
видоискателя. Если у вас пинхол из переделанного дальномерного
(например, «Любитель») или шкального («Смена 8») фотоаппаратов, то вам
повезло — учитывая параллакс, можно довольно точно прицелиться. Но если у
вас бывшая зеркалка, то вы вряд ли что-нибудь увидите в видоискателе. А
пинхол из коробки вообще подразумевает прицеливание на глаз.

Из-за специфики пинхола лучше всего снимать неподвижные или малоподвижные предметы.

Если света много, а у вас короткофокусный пинхол с
высокочувствительной пленкой, то можно снимать и портреты, и даже своего
рода репортажные кадры. Однако движение и жизнь можно передать не
только «замороженными» мгновениями, но и размытыми, наполненными
энергиями снимками.

Благодаря небольшому размытию, интереснее всего получаются объекты в
контровом освещении. Можно даже включить источник света в кадр.

Изображение в пинхоле подчиняется геометрическим законам оптики,
поэтому на снимке правильно передаются пропорции и перспектива. Это
наиболее заметно и выигрышно на натюрмортах или пейзажах.

Начав работать пинхол-камерой, вы научитесь любить свет. Вы начнете
смотреть на мир по-другому. Вы будете понимать свет и цвет, дойдете до
их сути

С благодарностью пинхолу

Начав работать пинхол-камерой, вы научитесь любить свет. Вы будете
ждать солнечных дней. Вы начнете смотреть на мир по-другому. Вы будете
понимать свет и цвет, дойдете до их сути.

Первая картинка, полученная с помощью отверстия, вызовет в вас давно
забытый восторг ребенка. Бесконечная глубина резкости, мягкость
изображения, нескончаемые выдержки, радость от появления изображения —
все это вместе даст незабываемые ощущения свободы творчества.

2005 © Николай Шувал-Сергеев Tags: пинхол