Cos' e' - Come costruirlo
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Un apparecchio fotografico a foro stenopeico (cioè dotato di piccolo foro) è lo strumento più semplice per ottenere fotografie. Discende direttamente dalla “Camera Obscura” usata tra il XVI e il XVII secolo dai pittori per rendere correttamente la prospettiva nei dipinti.
Al posto delle lenti, l'obbiettivo ha un piccolissimo foro ( 0,2 – 0,8 millimetri ).
La luce riflessa da ogni punto dell'oggetto inquadrato entra nella fotocamera attraverso il foro, va a colpire il supporto sensibile alla luce, formando una piccola macchia che rappresenta quel punto dell’oggetto.
L’insieme di queste macchie luminose, che si riuniscono e si sovrappongono marginalmente, formano l’immagine finale.
Minore sarà il diametro del foro, minore saranno le dimensioni delle macchie, minore la sovrapposizione, e più nitida risulterà l’immagine finale (utilizzando fori di diametro troppo piccolo si generano fenomeni di diffrazione che peggiorano la qualita' dell'immagine).
Il tempo di esposizione dipende dalla sensibilita' del supporto fotografico utilizzato e dal rapporto di diaframma. Quest'ultimo viene calcolato dividendo la lunghezza focale per il diametro del foro.
Per esempio, avendo un diametro di 0,5mm e una lunghezza focale di 50mm, il rapporto di diaframma corrisponde a f/100.
Con 100 ISO si sensibilita', un di rapporto di diaframma f/100, e supponendo di trovarci in pieno sole, il tempo di esposizione sara' di circa 1/4 di secondo.
Se ci trovassimo in condizione di cielo nuvoloso, il tempo potrebbe facilmente diventare di 4 o piu' secondi.

Se utilizzate una macchina digitale, disabilitate l'autofocus e lasciate alla macchina il compito di calcolare il tempo d'esposizione.
Se invece viene utilizzata della pellicola fotografica, e' importante anche calcolare il difetto di reciprocità specifico, visto che per ottenere una foto in queste condizioni, occorrono alcuni secondi o addirittura minuti se il soggetto è poco illuminato. Le immagini che si ottengono con questo sistema, hanno bassa definizione dei particolari e risultano a fuoco da zero all’infinito.

La difficoltà maggiore che si incontra durante la costruzione di un simile apparecchio risiede nel praticare il piccolo foro su una sottile lamina di metallo o di plastica rigida. Deve essere preciso e senza sbavature o dentellature che porterebbero ad un abbassamento della qualità delle immagini ottenute.
Uno dei materiali utilizzabili e' il sottile foglio di alluminio usato in cucina per avvolgere i cibi. Se ne ritaglia un riquadro con lato di circa 3cm e lo si assottilia ulteriormente nella zona centrale con della carta abrasiva fine.
Riducendo lo spessore della lamina in prossimita' del foro, si diminuisce la vignettatura prodotta ai bordi dell'immagine.

Il foro si ottiene bucando con la punta di un ago sottile, solo la punta non tutto l'ago, la zona lavorata al centro della lamina.
Importante è verificare con una lente di ingrandimento o con un obiettivo invertito che il foro non presenti imperfezioni e sia il più possibile rotondo.
Quindi, con un pennarello, si dipinge di nero il lato interno della lamina.
Anche se piuttosto impreciso per quanto riguarda il diametro del foro si tratta di un sistema semplice e alla portata di tutti.
La lamina d'alluminio cosi' preparata, può essere incollata su un tappo plastico di chiusura per il corpo della macchina fotografica, a pellicola o digitale, al cui centro e' stato precedentemente praticato un foro di 10mm.
In alternativa, è possibile costruire una fotocamera adatta allo scopo in modo artigianale.
Si puo' utilizzare una scatola di cartone resa impermeabile alla luce chiudendo la varie fessure con nastro isolante nero.
Incollare la lamina col piccolo foro al centro di un'apertura di 10 mm di diametro, che avremo precedentemente praticato, sul lato della scatola opposto a quello dove metteremo il supporto sensibile alla luce.
La mia "Numero 1"
(Apparecchio ottenuto da un scatola di cartone per CD, nastro isolante e striscie di gomma autoadesiva per sigillare finestre.
Utilizza pellicola lith (ortocromatica) in formato 9X12cm.)

Non preoccupatevi troppo del fatto che la pellicola non resta perfettamente in piano, anzi dalle prove fatte, trovo che le deformazioni della pellicola contribuiscano a dare un tocco speciale alle immagini ottenute, che saranno' comunque interamente a fuoco,

Come otturatore potremo usare una striscia di nastro isolante nero che andremo a posizionare davanti al foro (perde rapidamente il suo potere adesivo ma e' facile sostituirlo).

Piu' vicino al foro si trovera' il supporto sensibile, piu' ampio sara' l'angolo di campo e maggiore la luminosità.
Allontanando il foro dal supporto sensibile, aumentera' il tempo di esposizione e diminiura' l'angolo di campo.

Dalle ricerche di John William Strutt (Lord Rayleigh) il calcolo della dimensione ottimale del foro, si basa sulla seguente formula:
Dove d è il diametro del foro, f è la lunghezza focale (distanza tra il foro e piano del supporto sensibile alla luce) e Lambda è la lunghezza d'onda media della luce, pari a 550nm e corrispondente al colore giallo-verde.
Effettuando il calcolo per utilizzare un apparecchio con una lungheza focale di 30mm, ne risulta che:

Dovremo percio' costruire un foro stenopeico di 0,24mm.

Personalmente realizzo i fori delle mie apparecchiature su lamina di ottone da 0,025mm (comunemente detta carta di spagna).
Con la punta di un compasso o con un ago non affilato colpisco la lastrina di metallo, senza forarla, e dopo averla girata con il bozzo prodotto verso l'alto, e averla fissata su una lastra di vetro, con nastro adesivo di carta, lavoro lentamente la superficie un tutte le direzioni con della carta abrasiva estremamente fine (800-1000).
Con una lampada accesa, posizionata sotto al vetro, posso controllare continuamente il risultato.
Appena vedo passare la luce attraverso il foro che si e' formato, comincio a misurarlo.

La misurazione si puo' fare in vari modi:
Confrontarlo con fori dal diametro noto, guardandoli con una lente molto potente o un obbiettivo fotografico rovesciato.(Impreciso)
Usare uno scanner, e contare i pixel della scansione ottenuta. (Una scansione in bianco e nero a 2540 pixel per pollice, 1 pixel = 0,01mm).
Proiettare il foro con un ingranditore fotografico, conoscendo il fattore d'ingrandimento, cercando di ottenere l'immagine piu' grande possibile, magari proiettando su un foglio bianco appeso al muro.(Poco pratico)
Usare uno strumento, con nonio al centesimo di millimetro, per la calibrazione degli iniettori dei motori, anche se non e' facilissimo trovarlo. (Pratico e preciso ma costoso, circa 50 euro).

Continuo poi a lavorare con la carta abrasiva e a misurare il foro fino ad ottenere il diametro che desidero.

A proposito delle dimensioni del foro, e per risparmiare a tutti il mal di testa, riporto una tabella gia' calcolata sulla formula di Reyleigh.
Lunghezza focale
Diametro del foro
Rapporto di diaframma

10
0,14
70
20
0,20
100
30
0,24
125
40
0,28
140
50
0,31
160
60
0,34
180
70
0,37
190
80
0,40
200
90
0,42
214
100
0,45
220
150
0,54
280
200
0,63
318
250
0,70
360
300
0,78
380
350
0,84
418
400
0,89
450

Come si puo' notare il rapporto di diaframma ottimale non e' costante ma varia notevolmente in base alla lunghezza focale utilizzata, e dalle prove effettuate mi sembra che i valori riportati in tabella diano dei buoni risultati.
Posso aggiungere che se si riesce a ottenere uno spessore molto sottile della lamina in prossimita' del foro, questi rapporti di diaframma possono essere aumentati fino al doppio del valore, con un incremento della definizione, e una vignettatura comunque accettabile.
Provare per credere.
Immagini ottenute con la scatola di cartone per CD (foto sopra), pellicola lith (ortocromatica) 9X12cm, lunghezza focale 150mm, diametro del foro 0,5mm, esposizione 30secondi, sviluppo del negativo in bacinella e stampa per contatto.
(Queste sono le prime due immagini in assoluto che ho ottenuto alcuni anni fa', con la tecnica pin-hole)
Altre immagini ottenute con questa tecnica potete trovarle nelle pagine "Galleria" di questo sito
             
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