大數據文摘出品

來源：IEEE

最近人們對針孔攝影的興趣逐年增加，相關活動越來越多，針孔相機也開始在各種商業和國際攝影活動中嶄露頭角。

從光學上來說，針孔有一些鏡頭無法比擬的特性。比如，針孔相機具有實際上無限景深，也就是說無論物體距離多近或多遠，在相機視野中的所有物體都清晰可見，并且不會引起鏡頭產生的畸變，例如色差。

但針孔相機的缺點同樣十分明顯，不管是購買的還是DIY的針孔相機都需要使用膠片或相紙，這就讓照相的成本迅速增加了不少。除此之外，拍照和看到結果之間還存在延遲。

也許最重要的是，正是因為針孔相機是基于膠片，其拍攝照片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，這就更增加了拍攝行為被破壞或打斷的可能性。

不過，在這個名叫David的博主看來，使用數字傳感器似乎可以解決上述問題。他有一個價值10美元的ESP32-Cam板，該板集成了支持Wi-Fi的ESP32微控制器、microSD卡插槽、LED指示燈以及用于多個低成本圖像傳感器的接口。

他使用的是OV2460攝像頭模塊，與ESP32-CAM配合使用時，其最大分辨率可達到1,600 x 1,200像素。

在制作過程中，他還將一個微型開關連接到該板的通用輸入/輸出引腳之一，編寫了一些固件，以使用該開關作為快門控制并將圖像保存到microSD卡。

除此之外，他對LED指示燈也進行了編程，使其在出現問題時閃爍一些錯誤代碼，例如嘗試寫入完整的microSD卡。由于有大量可用于ESP32-CAM的軟件庫，編寫這段粘合代碼并不需要很長時間。

在硬件上，他使用Glowforge激光切割機制作了一個木箱來容納傳感器、ESP32-CAM板和快門開關，其中關鍵的針孔組件做成了可拆卸的樣子，這樣就可以通過更換不同的組件來調整焦距，從而調整相機的視野。

這也為針孔攝影帶來了可拆卸鏡頭的靈活性。

不過，沒有什么是免費的。針孔大小確實各不相同，所有這些數字優勢的代價就是必須制造直徑比傳統針孔相機更小的相機針孔。這是因為傳感器比膠片幀小得多：傳感器寬度為4毫米，而膠片寬度為35或120毫米。

也就是說，為了確保針孔產生的完整圖像落在傳感器的表面上，傳感器必須比膠片更靠近針孔。計算所需的光學器件時后發現，我們需要一個更小的針孔。

David先是找到了一塊薄黃銅，用中心沖頭在上面打一個凹痕。然后從另一側打磨掉黃銅，直到剛好突破到凹痕。這制作了一個漂亮的小孔。但毫無疑問這項工作十分繁重，而且在測試相機時需要手頭上有一些針孔。

圖片

因此最終David還是選擇了鋁箔，他嘗試拉伸一些鋁箔然后用針刺穿。通常這會導致出現太大的洞。但是如果將箔紙放在工作臺的塑料表面上，然后將針輕輕壓入箔紙中，塑料只會讓針尖刺入箔紙。

雖然這個方法不是非常可靠，但能夠讓我們更加快速和便捷地制作很多針孔，并找出具有理想直徑的針孔。

大功告成，接下來當然就是上手相機了！

David把相機帶去了當地的一座燈塔，連接上電池。圖像傳感器的靈敏度意味著所需的曝光時間僅為幾分之一秒，而且能夠從microSD卡下載照片并就地進行查看。

David發現，這些拍攝的照片保留了傳統針孔攝影特有的發光外觀，可以說是大成功了。

在他看來，整個相機還存在可優化的地方，比如在可互換光學組件的內部涂上一些啞光黑色材料，因為內部反射會給照片帶來一些模糊感。另一種方法是添加一個LCD屏幕，以便準確實時地查看相機所看到的內容——ESP32控制器有足夠的備用計算能力來驅動小型顯示器。

摩拳擦掌，David已經在期待明年4月的WPPD了！

趕緊上手試試吧，歡迎大家在評論區分享使用心得~

相關報道：

https://spectrum.ieee.org/a-digital-pinhole-camera