Что такое зональная пластина?

Резюме

Зональная пластина - это способ фокусировки света, как и линза, но с использованием дифракции Френеля вместо преломления. Это круто с теоретической точки зрения, потому что демонстрирует волновую природу света . И это круто с точки зрения фотографии, потому что полученные изображения имеют уникальное свечение, импрессионистский вид, почти нарисованный. Если вас привлекает определенная лоу-фай эстетика «старой камеры», использование зонной пластины — это способ получить ее достоверно, а не подделывать при постобработке.

Конструкция и принципы

На пластину, представляющую собой небольшой кусочек стекла, пластика или чего-то еще относительно прозрачного, нанесены концентрические непрозрачные круги. Для создания сфокусированного изображения их размещают так, чтобы интерференция создавала зоны «конструктивной» интерференции, формируя сфокусированное изображение. Веб-страница зональных пластин DIY Whiz Kid Technomagic Zone Plate Designer довольно хорошо объясняет математику и практическую физику, лежащие в основе выбора размера и расстояния. А в статье Википедии о зональных табличках есть несколько рисунков, один из которых я позаимствовал здесь:

_{Графика Тома Мерфи VII , лицензия CC-BY-SA}

(Этот же тип изображения также используется по несвязанным причинам и с более мелкими кругами, чем приведенный выше, для создания муаровых узоров для проверки качества отображения или для настройки автофокуса .)

По сравнению с линзой-обскурой

Зональную пластину часто сравнивают с линзой-обскурой, но между ними есть важные отличия.

Во- первых, у него есть глубина резкости, и поэтому его можно сфокусировать, хотя обычно глубина резкости довольно велика (например, при использовании 35-мм объектива с диафрагмой f/22 или около того ). Во-вторых, количество пропускаемого света значительно больше. Например, оптика Lensbaby (снята с производства с 2015 г.) Pinhole / Zone Plate обеспечивает отверстие, эквивалентное f / 177, а в режиме зонной пластины - что-то вроде f / 19 - на 6½ ступеней быстрее.

Это означает, что с помощью современной зеркальной фотокамеры вы можете с осторожностью снимать с рук. И хотя будет темно, компоновать можно даже через видоискатель. (На моем Pentax K-7 даже экспозамер работает точно.)

Внешний вид

Возможно, самое главное, внешний вид зональной пластины весьма характерен. Точечные источники света на самом деле очень эффектно покажут узор концентрических кругов зонной пластины. И как с боке в объективе , это влияет на изображение даже в неосвещенных областях — области яркого света имеют вокруг себя, ну, рассеянное свечение. Лично я не забочусь об эффекте светов «мишень для стрельбы из лука» и стараюсь избегать их, но мне нравится мягкий вид, который наполняет изображение, если избегать точечных источников:

_{Фото мое, лицензия CC-BY-SA 3.0 в этом разрешении.}

На Flickr есть примеры , и, поскольку Lensbaby продавала зональную пластинчатую оптику, они также предоставили галерею образцов, иллюстрирующих эффект. Это сейчас в автономном режиме, но несколько изображений все еще находятся на сайте, в том числе одно, которое показывает световой эффект концентрического круга , и красивые портреты . Я также думаю, что он очень хорошо работает с цветами (но образец Lensbaby для этого исчез).

Некоторые варианты зональных пластин

О продукте Lensbaby: я не уверен, что потратил бы 100 долларов (или больше) на корпус объектива плюс 40 долларов на оптическую пластину с точечным отверстием/зоной только ради этого, но если у вас уже есть Lensbaby или вы думаете о его приобретении для другой оптики, и заинтересованы в такого рода фотографии, я думаю, что это того стоит. (К сожалению, он больше не производится, но вы можете найти его использованным.) Поскольку перемещение плоскости фокусировки и области резкости здесь на самом деле не рассматривается, корпус объектива Scout может быть лучшим выбором.

Pinhole Resource также предлагает заглушки для зональных пластин ; около 65 долларов за версии dSLR, они значительно дешевле, чем комплект Lensbaby (но, конечно, дороже, если вы все равно рассматриваете полный комплект Lensbaby). Я не использовал их, поэтому я не могу осмысленно сравнивать их на практике. Я заметил, что они f/45 — на две с половиной ступени медленнее, чем у Lensbaby. Это, вероятно, поставило бы под угрозу возможность компоновки через видоискатель, и я не удивлюсь, если об измерении не может быть и речи. И, конечно же, это означает, что любые портретные персонажи должны сидеть очень неподвижно, возможно, притворяясь, что они снимают свой тинтайп 19-го века.

И есть страница с зональной пластиной DIY, о которой я упоминал выше. Это предполагает более старый процесс с использованием черно-белой пленки для создания точных линий или просто печать на прозрачной пленке с помощью лазерного принтера. Это, вероятно, менее точно, чем более дорогие зонные пластины машинного производства, что приведет к потере общей разрешающей способности — но если вы выберете этот подход, разрешающая способность, вероятно, в любом случае не является вашей главной заботой, и поскольку заметки на сайте, вы сможете гибко настраивать свои зональные пластины на разные длины волн света или на разные фокусные расстояния и размеры апертуры.

Это альтернатива линзам. В основном используется дифракция вместо преломления для фокусировки света. Они очень распространены в некоторых формах литографии при работе с длинами волн, которые блокирует стекло. На самом деле вы можете думать об одной точечной дырке как о вырожденном случае зонной пластины.

зональная площадка – это специальный экран, блокирующий свет из каждой полупериодной зоны. в зоне площадок амплитуда А=А1-А2+А3-А4+А5-А6.+..+(-1)m-1Am . ЭФФЕКТ - удаление всех отрицательных или положительных членов по амплитуде.