Come calcolare la dimensione ottimale del foro stenopeico?

Per quanto ho capito, il diametro ottimale per la dimensione del foro stenopeico viene calcolato dalla formula

d = c × √ (f × λ)

dove

d - il diametro ottimale per il foro stenopeico
c - costante
f - lunghezza focale (distanza tra il foro stenopeico e il film / sensore)
λ - lunghezza d'onda della luce il foro stenopeico deve essere ottimizzato per
f e λ devono essere nelle stesse unità desiderate per d

Diverse fonti sembrano concordare sul fatto che circa 550nm (verde-giallo) sono un buon valore per λ, e anche la parte della lunghezza focale è abbastanza chiara.

Tuttavia, ogni sorgente sembra fornire un valore diverso per la costante magica c -

L'articolo di Wikipedia cita (~ 1.414)
Stanford Pinhole Math suggerisce valori di ricerca basati su un valore c di 1,542 ... 1,543
Stanford Complex Pinhole Calculator utilizza 1.562
mrpinhole.com I risultati del Calcolatore della dimensione del foro stenopeico si attestano a ~ 1.8
David Balihar fornisce 1.9 come "valore di Lord Rayleigh"

La differenza del 34% tra il valore suggerito più piccolo e quello più grande sembra abbastanza significativa.

Perché ci sono così tanti valori diversi per la costante? Valori costanti diversi stanno ottimizzando le diverse proprietà dell'immagine risultante? O forse diverse costanti si applicano a diversi spessori del materiale del foro stenopeico (se è così, costanti più grandi vanno per materiali più spessi)?

— Imre
fonte

Sto lottando per capire come il valore di d si riferisce alla dimensione del foro stenopeico. Ho avuto una risposta (basata su c = 1.414, f = 50mm) di 234? se questo è mm è un po 'grande! se questo è nm è troppo piccolo ... Tutte le cifre dovrebbero essere in nm, mm, ecc. ??

— Digital Lightcraft

Tutte le cifre dovrebbero essere nelle stesse unità in cui si desidera ottenere il risultato (mm sembra essere il più comune; 550 nm = 0.00055 mm)

— Imre

Per quanto ne so - le differenze tra queste saranno piuttosto insignificanti nell'esposizione (le imparerai dopo poche esposizioni e non solo applicherai la tua compensazione dell'esposizione per bilanciare l'esposizione esattamente come ti piace) - è molto più importante ottenere un foro stenopeico perfettamente arrotondato, qualunque sia il 34% più grande o più piccolo.

— MarcinWolny,

Non esiste un valore ottimale per la dimensione del foro stenopeico in quanto dipende dall'importanza rilevante per te di: nitidezza di picco, nitidezza media, sensibilità alla luce e tipo di scena che stai fotografando.

— Matt Grum,

@MattGrum se potessi descrivere come l'aumento o la riduzione della dimensione del foro influisce su quelle proprietà, sarebbe fantastico (e anche una risposta a ciò che sto chiedendo qui)

— Imre

Non riesco a sintetizzare l'intera teoria della fisica ottica dietro il foro stenopeico (principalmente perché non ho le conoscenze adeguate!), Ma cerco di spiegare perché ci sono valori diversi per costante C. Uno dei motivi per cui esistono valori diversi Cè il fatto che manca un parametro nel calcolo del diametro ottimale del foro! Facciamo riferimento all'articolo di Wikipedia che hai citato:

Entro certi limiti, un foro stenopeico più piccolo (con una superficie più sottile che attraversa il foro) comporterà una risoluzione dell'immagine più nitida poiché il cerchio di confusione proiettato sul piano dell'immagine ha praticamente le stesse dimensioni del foro stenopeico. Un foro estremamente piccolo, tuttavia, può produrre significativi effetti di diffrazione e un'immagine meno chiara a causa delle proprietà d'onda della luce.

Questo significa the purpose of C is to find a value that results in good trade off between sharpness and diffraction. La determinazione di questo valore, tuttavia, dipende da un altro fattore e cioè la distanza del soggetto dalla fotocamera.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

I cerchi nella parte inferiore mostrano l'effetto della dimensione del foro stenopeico sull'immagine risultante.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Nella seconda figura la linea tratteggiata (limite geometrico) è la risoluzione e la linea continua è la diffrazione. Come puoi vedere, la diffrazione è influenzata dalla θfunzione della distanza dal foro stenopeico.

Con tutto ciò che è stato detto, IMHO, l'intera ragione dietro valori diversi Cè il fatto che è ottenuto empiricamente e ciascuno di essi ha un valore diverso per p(con riferimento alla prima cifra).

Diritto d'autore

I grafici sono presi in prestito da questo file. Puoi trovare molte informazioni sulla fisica del foro stenopeico in questo documento.

PS Ho dato un'occhiata alla fonte della mrpinhole.compagina e sembra che stiano usando C=1.92.

PPS Dando un'occhiata a quei siti web, sembra che ognuno di essi abbia un valore diverso per λe questo potrebbe portare a un valore diverso per C.

PPPS Concordo con il commento di MarcinWolny che un foro perfettamente arrotondato è molto più importante.

— Pouya
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