【DIY】針孔相機完全自製指南(針孔相機 DIY)




來自加拿大的攝影師 Matt Bechberger,則分享了一個非常完整的針孔相機製作指引,還包括了數學上及物理學上的講解,如果你也想自製一台如此認真的針孔相機,可以來參考參考!

803097pinhole_guide01

 

基礎概念

803097pinhole_guide02

針孔相機其實是最原始的相機,光線在物體身上反射出來,然後透過相機上的小孔,聚焦於相機內的底片上,而任何可以遮擋著針孔的東西都可成為快門,手動控制曝光時間。就是這麼簡單。

 

數學計算

製作方面,首先你要製造出一個好的針孔,在互聯網上都可以買得到,又或你能夠自製一個。建議材料是一般的鋁罐皮,越薄越好。然後使用小鎚及針,輕輕地戳一個洞,在戳的時候最後在底先墊一塊橡皮擦,以防止變形。完成後再用砂紙把鋁片磨平,並且用顯微鏡或平板素描器之類(如果有),去檢視針孔的圓度及質素。如果你選用一些硬質金屬,則可能要特地使用電鑽之類了。

然後你要找出針孔的直徑,知道後就可以計算出所需焦距,也就是針孔與底片之間的距離。算式如下︰

焦距 = (針孔直徑 / 0.03679)2

 

例如 0.3mm 針孔

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

 

接下來要計算的就是「視角」(viewing angle),即是光線進入的最大角度,這取決於針孔的直徑與物料的厚度。

803097pinhole_guide03
803097pinhole_guide04
803097pinhole_guide05

這個需要動用直角三角形的公式,要用上計數機。d 就是針孔直徑,而 t 就是物料厚度,

簡化版公式如下︰

視角 = tan-1( (d/2)/(t/2) ) x 2

 

例如︰

視角 = tan-1( (0.3/2)/(0.0762/2) ) x 2 = tan-1 (3.937) x 2 = 75.74 x 2 = 151.5 度

 

803097pinhole_guide06
803097pinhole_guide07

視角的重要性,在於讓你判斷光線能否恰當覆蓋到底片,如果覆蓋不足的話,就會出現黑角及黑邊。例如上圖般,底片的對角線不應長於成像圈的直徑。而成像圈的直徑算式如下︰成像圈直徑 (mm) = 2 x 焦距 x tan ((視角)/2)

 

例如︰

成像圈直徑 (mm) = 2 x 66.49 x tan (151.5/2) = 132.98 x tan (75.75) = 132.98 x 3.937 = 523.61 mm

在這個例子裏,成像圈非常大,所以配合弧面底片的話,就可以在 120 底片上拍出 17cm x 6cm 的超廣角影像。

 

 

相機製作

按圖放大
803097pinhole_guide08
ultimate-pinhole-guide-pic08-big

完成了數學計算後,就到物理上的實踐。弧面底片的就可以讓整塊底片都與針孔保持相等距離,從而得到均勻曝光。

相機材料方面沒太大限制,最重要是能夠阻止光線進入。

803097pinhole_guide10

捲動底片方面,則要使用如下圖的扁狀金屬條 + 結他旋鈕的東西,兩邊各一個,以鬆開底片及收緊底片之用。

803097pinhole_guide11

快門方面,豐儉由人,你可以像作者一樣,自製一個以彈簧及快門線控制的快門。

803097pinhole_guide12
803097pinhole_guide13

在相機背後需要鑽一個小孔,以確定底片的使用量,最好在相機內部塗上黑漆,以消除任何雜散光。

803097pinhole_guide14
803097pinhole_guide15

 

曝光計算

接下來要計算的是光圈值,這個會影響你所需要的曝光時間。算式如下︰光圈值 = 焦距 / 針孔直徑

例如︰

光圈值 = 焦距 / 針孔直徑
= 66.49mm / 0.3mm
= 221

這個世界恐怕沒有甚麼相機或測光錶有 f/221,所以我們要做下一步計算。

根據「標準全級光圈值尺度」,每一級光圈值之間,光線量是減半,亦即是光圈的面積也是每級減半。數字如下︰1.4,2,2.8,5.6,8,11,16,22,32,44,64,88,128,176,256,352。但是超過 f/22 的測光錶是不存在的,因此我們可以透過計算自行找出倍數。

不過放心,一般的針孔攝影不是精準的科學,所以也不需要精確的數學。在這情況下 f/221 大概接近 f/256,就當作 f/256 可以了。相比起 f/16 即是有 8 級的差異,也就是說 f/16 的光量是 f/256 的 2^8 倍,也就是 256 倍。

因此你可以透過測光錶之類,以相同的 ISO 值但用 f/16 作測量,得快門值後再乘以 256 倍,就是所需的曝光時間了。例如我們測出要曝光 1 秒,那麼在此針孔相機上則要曝光 256 秒。

 

 

倒易律失效 (Reciprocity Failure)

直至現時為止,所有東西都很直接很數學,但是在攝影上來說,還有一樣東西稱為「倒易律」。簡單說就是在同一感光物料上,曝光時間與曝光量是成正比例上升的,曝光時間兩倍,則曝光量也有兩倍。但在實際拍攝上,當曝光時間超過一定秒數,就會出現「倒易律失效」,兩者不再成正比例,如果想得到正確曝光,則需要額外曝光時間。

下圖就是額外曝光簡表,很有用,留著它︰

803097pinhole_guide16

就用 256 秒曝光為例,因為倒易律失效,所以要用上 4 倍曝光時間,即是 1024 秒,由 4 分鐘增至 17 分鐘,差異當然很大,而且要在曝光環境良好穩定的情況下才是這樣。不過放心,其實就算少幾分鐘也不會很差的,攝影師就曾試過僅用了應有曝光時間的  1/8  來拍攝,結果也不錯。

最後提一提,由於針孔攝影往往需要很長曝光時間,所以使用腳架,或放置在穩定的平台上拍攝是很重要的。

 

以下是攝影師的部份作品︰

803097pinhole_guide17

803097pinhole_guide18

803097pinhole_guide19

803097pinhole_guide20

這位攝影師還有不少有趣的製作,大家有興趣可以按此瀏覽

 

DIY 針孔相機製作影片與紙板 PDF 檔

樣板 pdf 檔案下載
 

本文著作權由 幹誌 及作者 Photoblog 攝影札記 共同擁有(商業登記公司網站請勿任意轉載
著作在非商業使用條件下係採創用 CC「姓名標示-非商業性-禁止改做 3.0 台灣版」授權條款釋出。

About The Author

Photoblog 攝影札記

Photoblog.hk 是一行四人的 Blogger 團隊,Alex、Kenneth、Rex及Nok,各自有各自的職業與專長︰新聞傳媒、室內設計、社會服務、全職爸爸,走在一齊都是因為對攝影及文字的喜愛。《攝影札記》是指用文字記錄攝影者心路歷程的筆記本。我們之所以稱之為《攝影札記》,能印證各位攝影愛好者在攝影路上的成長歷程。

支持作者

喜歡這篇文章請給作者一個讚
 加入幹誌!