自制一個簡單易用的針孔相機

文章來源：悅智網

原文作者：David Ehnebuske

膠片針孔相機相比透鏡相機來說，具有無限的景深，并且不會產生色差等畸變，可是拍攝時需要很長的曝光時間，且購買和沖洗膠卷使成本大大提升。但使用數字傳感器或許可以解決這兩個問題，讓我們一起來看看如何用一些“小技巧”自制一臺獨一無二的針孔相機吧！

從光學角度來說，針孔相機具備一些透鏡相機無法比擬的吸引人的特征。比如，針孔相機有無限的景深，無論物體遠近，其視野中的一切都在焦點上。而且透鏡不會產生色差等畸變。

不利的一面是，現成的相機和套件都要使用膠卷或相紙。購買和沖洗膠卷的成本會迅速增加，而且從拍攝到看到效果有很長一段時間。也許最重要的是，使用膠片針孔相機拍照需要很長的曝光時間，即使在明亮的陽光下，通常也需要幾秒鐘，這增加了意外運動損毀拍攝的可能性。

但使用數字傳感器或許可以解決這兩個問題。

你需要準備的是一塊ESP32-CAM開發板（集成了支持Wi-Fi的流行ESP32微控制器、一個microSD卡槽、一個LED指示燈和一個可用于多種低成本圖像傳感器的接口）和一個OV2460相機模塊（可以支持最大1600像素×1200像素的分辨率），拆下了OV2460的鏡頭，露出圖像傳感器。

把一個微型開關連接到開發板的一個通用輸入/輸出引腳上，并編寫了一些固件，將開關作為控制快門，同時將圖片保存到microSD卡中。此外，對LED指示燈進行編程，使其出現問題時能閃爍提示錯誤代碼，例如試圖寫入已滿microSD卡時給出提示。由于ESP32-CAM有大量可用的軟件庫，因此編寫這種中間代碼不需要很長時間。

用激光切割機制作了一個木箱來固定傳感器、ESP32-CAM開發板和快門開關。關鍵的針孔組件可以分離，這樣就可以通過更換不同的組件來調整焦距，以及相機的視野?？刹鹦剁R頭增加了針孔攝影的靈活性，是一個不錯的意外收獲！

不過，任何事都是有代價的。針孔的大小各不相同，將這些轉化為數字化優勢的代價是，你制造的相機針孔必須比傳統針孔相機直徑更小。這是因為傳感器的尺寸比一幅膠片小很多，傳感器的寬度為4毫米，而膠片的寬度為35毫米或120毫米。因此，為了確保針孔產生的完整圖像映射到傳感器表面，傳感器必須比膠片更靠近針孔。計算這種布局所需的光學部件后，會發現結果是一個很小的孔。

如果要大規模生產這種相機，必要的工藝是化學蝕刻。設置所有參數后，就可全天候精確地制造非常小的孔。不過，確定蝕刻工藝需要耗費大量時間和精力，如何手動解決這個問題呢？

第一個解決方案是拿一塊薄黃銅，用中心沖在上面打一個凹點。然后用砂紙打磨黃銅的另一邊，直到恰好磨破凹點。這樣做可以制造一個非常好的小孔，但這項工作量很大。

第二個方案是嘗試用針刺穿鋁箔。通常情況下，這樣做的孔徑太大。但如果把鋁箔放在工作臺的塑料臺面上，然后輕輕地用針刺鋁箔，那么塑料會讓針尖的很小一部分穿透鋁箔。雖然這種方法不是非?？煽?，但可以用它快速地制造大量針孔，測試并找到理想直徑的針孔。

好了，現在裝上電池就可以測試你的相機了！圖像傳感器的靈敏度所需的曝光時間只需零點幾秒，而且可從microSD卡下載照片，拍攝完后立即查看。這些照片仍然保留傳統針孔攝影鮮亮的特征。

一項明顯的改進是在可互換光學部件的內部涂上一些啞光黑色材料，因為內部反射會影響照片的清晰度。此外，還可以添加一個液晶屏幕，這樣就可以實時查看相機視野里的畫面了。ESP32控制器空閑的計算能力足夠驅動一個小顯示器。

只需要一點“小技巧”，就可以擁有一臺更具性價比的自制針孔相機，你學廢了嗎？

審核編輯：湯梓紅