Модель плёночного фотоаппарата

Актуальность

Многие уже забыли, что такое плёночный фотоаппарат, какие крутые снимки можно делать с его помощью. Да, можно многие эффекты повторить в любом профессиональном редакторе, но это будет имитация цифрой, а не физические проявления, которые возникают на плёнке.

Авторы изучили историю создания фотоаппарата и выяснили, что современный фотоаппарат устроен подобно глазу человека, а изучив устройство плёночного фотоаппарата, решили, что новичку будет сложно разобраться с большим количеством ручных настроек. Поэтому в своей модели авторы решили соединить простоту, удобство и привлекательный дизайн.

Цель

Изготовить простой в использовании прототип фотоаппарата.

Задачи

1. Изучить принципы получения изображения.

2. Разработать 3D-модель объекта.

3. Распечатать 3D-модель.

4. Собрать фотоаппарат и получить снимки.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Персональный компьютер с установленным ПО (Autodesk Inventor)
• 3D-принтер Flying Bear Ghost 5 с использованием пластика PLA 1,75

Описание

На начальном этапе авторы провели исследование истории создания изображения. Камера-обскура («тёмная комната») — простейший вид устройства, позволяющего получать оптическое изображение объектов. Изображение получается уменьшенным и перевёрнутым.

На основе камеры-обскуры сделана фотокамера, которая называется пинхол-камера (или стеноп) – это плёночный фотоаппарат с небольшим отверстием вместо объектива. В этом и заключается основное отличие такой камеры от привычных нам фотоаппаратов. Принцип работы таких камер заключён в проникновении света через маленькое отверстие, диаметр которого равен примерно 1 мм. Далее свет падает на плёнку или иную поверхность, которая покрыта фоточувствительным элементом. Изображения в таких камерах получаются довольно размытыми. Такой эффект может понравиться далеко не каждому, а подобные фотографии нельзя назвать профессиональными, но всё-таки найдутся ценители и таких изображений.

Далее авторы проанализировали модели фотокамер, предлагаемых в Интернете. Все предлагаемые на сайтах модели сделаны из подручных материалов, авторы приняли решение сделать модель своей камеры на 3D-принтере.

На следующем этапе авторы подобрали параметры будущей модели. Для этого из коробки сделали камеру-обскуру, в которой изображение проецировалось на экран мобильного телефона. Опытным путём определили, что при уменьшении диаметра отверстия резкость изображения повышается только до определённого предела, при слишком сильном уменьшении отверстия начинают сказываться волновые свойства света, и изображение становится менее резким. Качество изображения зависит не только от параметров отверстия, но и от расстояния до экрана. На бумаге самое качественное изображение получилось при минимальном отверстии и максимальном расстоянии.

С помощью камеры-обскуры были подобраны оптимальные параметры для пинхол-камеры для проекта: диаметр отверстия – 2,0 мм, расстояние от экрана до отверстия – 2,5 см. Разработка чертежей модели выполнялась в программе Autodesk Inventor, затем готовую модель распечатали на принтере Flying Bear Ghost 5 с использованием пластика PLA 1,75.

Первая модель имела достаточно толстый затвор и диаметр отверстия также оказался больше 2 мм, как итог – плохое качество снимков. Для улучшения качества изображения на плёнке авторы решили модернизировать затвор и добавили возможность крепления тонких пластин (1,7 мм) с разными диаметрами отверстий, но это сильно засвечивало изображение. Эту проблему авторы решили путём намотки нескольких слоёв изоленты.

Цели и задачи проекта были выполнены, авторы получили плёночный фотоаппарат. С помощью камеры-обскуры были подобраны оптимальные параметры для пинхол-камеры: диаметр отверстия – 2,0 мм, расстояние от экрана до отверстия – 2,5 см; разработана 3D-модель пинхол-камеры, распечатанная на 3D-принтере.

Фотоаппарат (пинхол-камера) прошёл тестирование, снимки были сделаны на плёнке KodakAerocolor 125.

Результаты работы/выводы

1. Получилось создать простое функциональное устройство (пинхол-камеру) для получения фотографий.
2. Файл с 3D-моделью пинхол-камеры можно выложить в сеть для свободного доступа.

Достоинства модели: компактна, проста в использовании, имеет привлекательный дизайн, низкая цена, лёгкая замена сломанных деталей.

Недостатки: нет возможности фокусировки, ручная перемотка плёнки.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе планируется:

• улучшить материал корпуса для большей прочности;
• добавить автоматический механизм для перемотки плёнки и крепления объективов.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ЦТПО МГТУ им. Н.Э. Баумана

Награды/достижения

Открытая московская инженерная конференция школьников «Потенциал» – диплом II степени;

VΙΙ Научно-практическая конференция школьников «От атома до галактики» (отделение прикладной математики физического факультета МГУ) – диплом I степени

Мнение автора

«Нам очень понравилась Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего». Мы увидели много интересных проектов, набрались новых идей. Конференция прошла на очень высоком уровне. Обязательно будем участвовать в следующем году»