Tại sao lỗ trên máy ảnh pinhole thường là một vòng tròn?

Tôi biết rằng đối với máy ảnh pinhole và máy ảnh che khuất các lỗ thường có hình tròn (chúng là hình tròn). Nhưng tôi không thấy mối liên hệ giữa hình dạng của lỗ và sự hình thành của hình ảnh.

Từ bài viết máy ảnh Pinhole của Wikipedia ,

Pinhole tốt nhất là tròn hoàn hảo ( vì sự bất thường gây ra hiệu ứng nhiễu xạ bậc cao ) và trong một mảnh vật liệu cực kỳ mỏng. Pinholes sản xuất công nghiệp được hưởng lợi từ khắc laser, nhưng một người có sở thích vẫn có thể sản xuất lỗ kim có chất lượng đủ cao cho công việc chụp ảnh.

Có một kích thước tối ưu về mặt lý thuyết cho khẩu độ lỗ kim . Từ quan điểm hình học, khẩu độ lỗ kim càng nhỏ, hình ảnh được tạo ra sẽ càng sắc nét - nhưng điều này chỉ giữ ở một điểm. Nhỏ hơn kích thước này, độ sắc nét của hình ảnh trở nên hạn chế nhiễu xạ . Hành vi giống như sóng của ánh sáng tương tác với các bức tường khẩu độ tạo ra kiểu giao thoa riêng của nó, và tại (hoặc xa hơn) kích thước khẩu độ giới hạn nhiễu xạ, điều này chi phối độ rõ của hình ảnh.

Một hình tròn là hình dạng duy nhất với độ cong không đổi. Bất kỳ hình dạng nào khác sẽ có đường cong chặt hơn hoặc cạnh gần hơn hình tròn. Nếu bạn duy trì nghiêm ngặt độ cong tối thiểu và khoảng cách cạnh, nhưng không phải là hằng số, thì theo định nghĩa, bạn có một phần của hình dạng lớn hơn mức cần thiết. Do đó, một vòng tròn là hình dạng tối ưu để cân bằng mong muốn khẩu độ nhỏ hơn (cho mục đích rõ nét của hình ảnh) với giới hạn thấp hơn đối với kích thước khẩu độ do giới hạn nhiễu xạ.

Các phôi hình lỗ pin (dự án) vòng tròn hình ảnh nhỏ trên bức tường phía sau của máy ảnh. Đây cũng là nơi chúng tôi định vị tài liệu nhạy cảm với ảnh để chúng tôi có thể sao chép hình ảnh này trên phim hoặc giấy hoặc thậm chí có thể số hóa nó. Để hình ảnh xuất hiện sắc nét, các vòng tròn hình ảnh cần phải nhỏ đến mức chúng xuất hiện dưới dạng các điểm mà không có hình dạng rõ ràng. Các tiêu chí: đường kính ½ mm nhìn từ khoảng cách đọc bình thường 14 - 16 inch (355 - 400mm).

Bây giờ hình ảnh được đúc bởi lỗ pin là yếu ớt. Bạn sẽ được khuyến khích phóng to lỗ pin trong một nỗ lực để đạt được độ sáng hình ảnh. Khi bạn phóng to lỗ pin, các vòng tròn hình ảnh sẽ phóng to và điều này làm giảm độ sắc nét của hình ảnh.

Tương tự như vậy, bạn có thể muốn giảm đường kính lỗ pin để đạt được hiệu quả bổ sung. Khi lỗ pin thu nhỏ lại, độ mờ của hình ảnh đạt được, đến một điểm. Chẳng mấy chốc, hai con quỷ nhiễu xạ và nhiễu sóng phải trả giá. Nhiễu xạ là một hiệu ứng cạnh, các tia sáng gặp phải một cạnh sắc nét không dừng lại đột ngột, chúng chảy vào các tia không bị cản trở gần ranh giới của chướng ngại vật (đường viền lỗ pin). Sự can thiệp cũng gây ra ở cạnh biên. Đây vừa là sự vô hiệu hóa vừa là sự củng cố của các tia sáng. Hai hiện tượng này cùng chịu trách nhiệm cho việc mất thị lực do lỗ pin bị nén.

Đối mặt với những con quỷ sinh đôi này, tốt nhất là nếu đường bờ của lỗ pin càng ngắn càng tốt. Đây sẽ là một hình hình học thường xuyên và được nén chặt nhất có thể, nói cách khác, khẩu độ tròn.

Hãy để tôi thêm rằng các ống kính thay thế lỗ pin để đạt được sự nhạy bén. Trong hầu hết các trường hợp, khẩu độ họ thể thao cũng là một vòng tròn của những lý do tương tự như trên. Tuy nhiên, trong thời hiện đại, các hình nền không tập trung được coi là hấp dẫn. Họ thêm một cái nhìn mềm mại đặc biệt được đánh giá cao cho một số loại chân dung. Hiệu ứng này, trong thuật ngữ của nhiếp ảnh là Bo mạch (một từ tiếng Nhật cho hiệu ứng này). Nếu hình dạng của khẩu độ ống kính bị thay đổi thành hình 5 hoặc 6 mặt, hoặc có các phần phụ nhọn, thì hiệu ứng tăng cường độ sáng và một số như thế này rất nhiều.

Trước hết, tôi sẽ thực tế. Dưới đây là một ví dụ về một công cụ mài.

Một cách tốt để có một đầu nhọn là thực hiện một vòng tròn trong khi gọt bút chì. Không chỉ khi sử dụng gọt bút chì, mà bạn còn có thể xoay bút chì trong khi vẽ trên giấy để tạo ra một đầu rất mỏng.

Hãy khám phá những hình dạng khác.

Tôi đang phóng đại hình dạng của một hình elip, nhưng rõ ràng là một hình elip có diện tích nhiều hơn một hình tròn trong trường hợp này. Công cụ tạo ra hình dạng này có thể được làm sắc nét hơn nữa bằng cách thực hiện một chuyển động tròn.

Nhưng bây giờ chúng ta hãy trả lời phần thứ hai của câu hỏi

Tôi không thấy mối liên hệ giữa hình dạng của lỗ và sự hình thành của hình ảnh.

Hình ảnh được tạo ra bởi một lỗ kim không hoàn toàn sắc nét. Nó có một vệt mờ nhỏ do một số tia không chạm vào cùng một điểm.

Nhưng nếu bạn sử dụng hình dạng không tròn, ví dụ hình elip, thì bây giờ bạn giới thiệu một loại mờ khác, loạn thị, đó là một hình mờ trên cùng một góc với hình dạng của hình elip.

Và cuối cùng, các hình dạng có các góc nhọn tại một số điểm làm cho các góc đó dễ bị tạo ra các mẫu giao thoa do nhiễu xạ ánh sáng.