Cámara estenopeica

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Una cámara estenopeica es una cámara fotográfica sin objetivo. La luz produce una imagen que pasa a través de un pequeño agujero. Para producir una imagen nítida es necesario que esta apertura sea muy pequeña, del orden de 0,5 mm (1/50 pulgadas). El obturador de la cámara normalmente consiste en un material que no permite el paso de luz con el que manualmente se tapa el agujero. El tiempo de exposición normalmente es mucho mayor al necesario con cámaras convencionales debido al tamaño de la apertura, pueden ir desde 5 segundos hasta más de una hora.

La imagen puede ser proyectada sobre una pantalla translúcida para poder verse simultáneamente (común para eclipses solares), o sobre una película, o sobre un sensor digital CCD.

Funcionamiento de una cámara estenopeica. Los rayos de luz provenientes de un objeto atraviesan un pequeño agujero para formar la imagen.

Tabla de contenidos

1 Invención
2 Selección del tamaño de la apertura
3 Construcción de una cámara estenopeica
4 Calculando la exposición y el número-f (radio focal)
5 Efecto de ennegrecimiento en los bordes de la copia o del negativo.
6 Véase también
7 Enlaces externos en Español
8 Enlaces externos en inglés

[editar] Invención

Muy temprano en la historia (desde el año 500 B.C.), griegos como Aristóteles y Euclides escribieron sobre cámaras estenopeicas que ocurrían naturalmente, como la luz que pasa a través de una cesta tejida o entretejidos de hojas^[1] Los antiguos griegos sin embargo, creían que nuestros ojos emitían rayos que nos permitían ver. Lo que permitió entender mucho mejor a la cámara estenopeica fue descubrir que la luz entraba al ojo en vez de salir de él. Fue el matemático, astrónomo y físico musulmán del siglo 10 Ibn al-Haytham quien publicó esta idea; también inventó la primera cámara estenopeica después de notar cómo salía la luz de un agujero en las persianas. Mejoró la cámara al notar que cuanto más pequeño era el agujero más nítida era la imagen. Realizó la primera cámara oscura.

En el siglo 5to BC, el filósofo Mo Jing menciona la teoría de una "imagen que se forma a través de un pequeño orificio". Shen Kuo (1031-1095) experimentó con la cámara oscura. Fue el primero en proveer sus atributos geométricos y cuantitativos. En el siglo 13, Robert Grosseteste y Roger Bacon comentaron sobre la cámara estenopeica. Entre los años 1000 y 1600 hombres como Ibn al-Haytham, Gemma Frisius, y Giambattista della Porta escribieron sobre la cámara estenopeica y empezaron a explicar con más detalle por qué la imágen se invertía al pasar a través del orificio. Las imágenes estenopeicas permitían ver con seguridad los eclipses de sol, ya que permitían observarlos sin ver directamente al sol.

[editar] Selección del tamaño de la apertura

En general cuanto más pequeño sea el agujero la imagen tendrá una mejor resolución ya que el círculo de confusión proyectado será más grande. Sin embargo, si es extremadamente pequeño se puede producir mucha difracción afectando a la nitidez de la imagen. Además, cuando el diámetro de la apertura se aproxima al grosor del material se produce un viñetado cerca de los bordes de la imagen porque menos luz logra llegar a estas áreas. Esto se debe a la sombra producida por la luz que entra a un angulo diferente a 90 grados.

Es recomendable que la apertura sea circular (reduce la refracción) y en un material lo más delgado posible. Aunque existe la posibilidad de que este agujero sea realizado mediante un láser, un aficionado puede lograr agujeros con suficiente calidad como para trabajos fotográficos.

Un método muy utilizado es deslijar una hoja delgada de latón o de aluminio (puede utilizarse la de las latas de bebidas) para reducir el grosor al máximo y después crear el agujero con una aguja, al final es necesario girar un poco la aguja y limar los bordes para que el agujero quede lo más uniforme posible.

Jozef Petzval fue el primero que intentó formular una ecuación para el diámetro óptimo. La fórmula utilizada actualmente fue mejorada por Lord Rayleigh y es:

$d=1.9\sqrt{f \lambda}$

Donde d es el diámetro, f es la distancia de enfoque (distancia entre la apertura y la película) y λ es la longitud de onda de la luz.

Para película en blanco y negro una longitud de onda de 550nm (luz verde-amarilla) ofrece los mejores resultados.

La profundidad de campo es infinita, sin embargo, esto no significa que todo estará nítido sino que, dependiendo de la distancia entre la apertura y la película, todo estará en foco o fuera de foco en la misma proporción.

[editar] Construcción de una cámara estenopeica

Las cámaras estenopeicas normalmente son hechas a mano por los fotógrafos. En su forma más simple consiste en una caja que no permita la entrada de luz con un agujero en una de sus paredes y la película o el papel fotográfico en la pared contraria. Como obturador se usa una lamina de un material opaco. El agujero se puede hacer con una aguja en una hoja delgada de aluminio o latón. Esta pieza se pega a un hoyo un poco mayor que está cortado en una pared de la caja.

En algunas cámaras estenopeicas es posible deslizar el plano del material fotosensible. Esto permite cambiar el ángulo de visión de la cámara y la relación de pasos del diafragma (número-f). Al acercar el plano al agujero se lográ un mayor ángulo y un menor tiempo de exposición, si se aleja el ángulo será pequeño y el tiempo de exposición mayor.

También es posible hacer cámaras estenopeicas cambiando el objetivo de una cámara normal por una una lámina con una pequeña apertura. Las cámaras de 35mm pueden ser especialmente útiles, aún si han sido dañadas, siempre y cuando el obturador aún funcione. No obstante el gran incremento en la relación del diafragma hará que sea necesario disparar con luz intensa y película rápida para mantener tiempos de exposición relativamente cortos.

[editar] Calculando la exposición y el número-f (radio focal)

El número-f se calcula al dividir la distancia focal de la cámara entre el diámetro del agujero. El diámetro se puede conocer si se conoce el diámetro de la aguja utilizada. La distancia focal es la distancia entre el plano del agujero y el del material fotosensible.

Por ejemplo, si una cámara tiene un agujero de diámetro de.5mm y una distancia focal de 50mm tendrá un número-f igual a 100 (50/.5).

Debido al número de diafragma tan grande las exposiciones normalmente tendrán un error de reciprocidad. Esto quiere decir que si el tiempo de exposición es mayor a un segundo para la película o 30 segundos para el papel se rompe la respuesta lineal de éstos a la intensidad de la iluminación y es necesario usar tiempos mayores.

Otra característica de las cámaras estenopeicas es que es posible deformar o multiplicar la imagen al utilizar más de un agujero o modificar el plano del material fotosensible. Por ejemplo, es posible tomar fotografías con perspectiva cilíndrica o esférica. Estas características tienen gran aplicación en fotografía de arte o con propósitos creativos.esta camara presenta un gran avance para la ingeniería de la luz y da lugar a un gran avance tecnologico.

Alguna vez la fotografía estenopeica fue considerada una técnica obsoleta, sin embargo, actualmente se considera una tendencia artística en la fotografía.

[editar] Efecto de ennegrecimiento en los bordes de la copia o del negativo.

En las fotos estenopeicas hechas sobre un plano, se detecta un defecto que consiste en la irregular distribución de la luz, siendo mas intenso en el centro que en los bordes.

El motivo es que generalmente la película se apoya sobre un plano (el plano focal), y esto da lugar a que la luminosidad que llega a los distintos puntos de la película no sea uniforme, ya que salvo el punto del centro, todos los demás están a distancias crecientes con respecto al central, lo que ocasiona que el numero f (apertura relativa = Distancia focal / Diámetro del estenopo ) varíe de un punto a otro, siendo tanto mayor cuanto mas lejos esté del estenopo.

A este efecto se suma otro que tampoco carece de importancia, y es el ángulo con que cada punto del negativo ve el agujero del estenopo: el punto central del negativo lo verá como un círculo perfecto, mientras que los demás puntos verán elipses, que van siendo más estrechas cuanto más se alejan los puntos, lo que indica que disminuye su superficie y, en consecuencia, la luminosidad que llega a los puntos alejados del centro.

Para que el total de la superficie fuese uniformemente iluminada, tendría que apoyarse en una superficie que fuese el lugar geométrico de todos los puntos que cumpliesen la condición de que la apertura relativa para su posición fuese constante e igual a la apertura f nominal.

Si pensamos un poco, llegamos a la conclusión de que esa superficie no puede ser otra que la esférica. Pero como es imposible ajustar una película a esta superficie, podemos prescindir de una dimensión, y conformarnos con una superficie cilíndrica de base circular, que en ésta sí podemos ajustar la película.

Si así lo hacemos, conseguiremos una luminosidad uniforme a lo largo de las líneas horizontales, mejorando sensiblemente la calidad del estenotipo, aunque se apreciaría variación de la luminosidad en las verticales que, al ser la menor dimensión, el defecto seria menos visible.

La posición del cilindro focal respecto a la cámara es aquél cuyo diámetro coincide con la distancia focal y es tangente al plano que contiene al agujero estenopeico.

[editar] Véase también

Fotografía estenopeica
Artículo al detalle sobre estenopeicas, cómo construirlas y cómo revelar
Franke's widefield pinhole camera
pinspeck camera
pinhead mirror
pinhole glasses
New Worlds Imager

La NASA (a través de NAIC) ha iniciado la investigación del proyecto New Worlds Imager que utilizará una cámara estenopeica con un diámetro de diez metros y una longitud focal de 200,000 km para buscar planetas del tamaño de la tierra en otros sistemas solares.

[editar] Enlaces externos en Español

[editar] Enlaces externos en inglés

Categorías: Fotografía | Cámaras fotográficas

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