Estenopos para muy larga duración - 2 MODELOS

[Guillermo Luijk]

Me he llevado una sorpresa grande al comprobar una cosa. Estaba haciendo las ecuaciones para emular cómo quedarían las trazas del sol (solarigrafía) en un estenopo para fotofrafía de muy larga duración, para esta miniserie de entradas. Hablamos de obtener cosas como esto:







Estas imágenes por lo que he visto suelen obtenerse con estenopos hechos con una lata metálica cilíndrica, tipo lata de cerveza, colocando la película así:


El caso es que la lata fuerza bastante los ángulos más abiertos y no llega a abarcar 180º. En cambio con una semilata colocando el estenopo coincidiendo con el eje de la lata, se logran fácilmente los 180º a la vez que la calidad en los bordes debe mejorar mucho al llegar todos los rayos perpendiculares a la película. La desventaja es que es más complicado de fabricar que la lata cilíndrica.

A lo que voy, cuando he hecho las ecuaciones me he dado cuenta de que ambos tipos de cámara son totalmente equivalentes, es decir que generan la misma proyección sobre la película. La única diferencia es que en la semilata (arriba) la película debe abarcar 180º dentro del recipiente mientras en la lata completa la película debe extenderse más, idealmente lo más cerca posible de 360º. Pero a efectos de la perspectiva de la proyección son equivalentes:



Las ecuaciones de x0 son la misma, el factor 2 solo hace que extender en la "cámara lata" a lo largo de 360º de película lo que en la "cámara semilata" se proyecta sobre 180º de película.

Salu2!

[Rafa Buscaret]

me voy a abrir una mahou y m lo releo. hay algo en la ecuación R*(phi-180°) = 2 R *(phi-180°) que necesito reflexionar. y sí, el signo "=" aquí no es pertinente pero ya me entiendes.
eres un crack y admiro tu capacidad de abstracción sobre l mundo físico pero
se agradecerán las conclusiones

sinceros saludos cordiales

___________

edito

he abierto la lata y entiendo menos. la tangente de phi prima se me escapa. en serio

[Guillermo Luijk]

En realidad hay poca abstracción aquí, fíjate que esto, geometría al margen, es pura historia de la fotografía: un agujero por el que pasan todos los rayos de luz de una escena y al otro lado una película, de cuya forma, tamaño y colocación dependerá el aspecto de lo que captures (ángulo de visión y perspectiva básicamente). La gracia es que las ecuaciones demuestran que las dos configuraciones de cámara generan exactamente la misma perspectiva, vamos que sobre el papel son equivalentes y darían la misma imagen, con la ventaja de la semilata de que lo tiene más fácil para alcanzar los 180º de visión y que seguramente de más calidad por el ángulo de incidencia de los rayos uniforme. Aunque la película química es especialmente robusta ante ángulos forzados.

Salu2!

[Rafa Buscaret]

es lo que creía haber entendido. ahora no me quedan dudas

[Guillermo Luijk]

Pues me he dado cuenta de que ambas "cámaras" son iguales solo en el eje x. En el eje vertical la lata aplica una compresión adicional al alejarnos del eje, así que habrá que simular ambas (ya tengo las ecuaciones) y ver cual pinta trayectorias solares más chulas

Salu2!

[Pau]

No he entendido nada, pero mola

[Guillermo Luijk]

No he entendido nada, pero mola

Lo que quiero es simular, pero de manera exacta, el dibujo que harían las trazas del sol a lo largo de todo un año, usando tres variantes de cámara estenopeica:

- Rectilínea: la película se coloca plana (cámara oscura de toda la vida, ángulo de visión limitado)
- Soporte cilíndrico (lata) con el agujerito en un costado. Es la cámara típica que veo se suele usar para las solarigrafías de larga exposición. Puede acercarse bastante a 180° en horizontal
- Soporte semicilíndrico (media lata) con agujero en el plano de corte. Es mi apuesta como versión mejorada de la anterior, debería ponerlo más fácil para acercarse a 180° dependiendo de cómo se comporte el estenopo con esos ángulos de entrada tan cerrados

Salu2!

[C2020]

La semilata cilíndrica se podría hacer con un tubo de PVC cortado al eje. No se tiene que haber mucha precisión para la prueba. Yo tengo un trozo de ese tubo negro, no se si me daría para hacer el tubo y el semitubo pero si lo ves de interés tras pasar la semana que viene en que estoy de vacances podría recopilar los materiales y hacer esas latas. Papel fotográfico tengo, de hecho si preferís hacer vosotros la prueba os envío unos.
El tubo de que hablo será como una lata de refresco más o menos pero podría ver si consigo de un tamaño mayor porque tengo también papel grandote. La dificultad puede ser hacer un agujerito de un determinado diámetro, ya hice en su día varias estenopéicas y varios estenopos con cartulina, papel de aluminio, etc. y la verdad es que funcionaban bien siempre que el agujerito fuese pequeño y redondito. Tengo alfileres de entomología para hacer agujeritos, pero hasta ahí llega mi posesión.
Lo dicho, si hace falta hacer una prueba en el mundo real…

[Guillermo Luijk]

Pues me parece una idea cojonuda porque no he visto nadie que haya probado la semilata, y sobre el papel al menos es a todas luces mejor que la lata. También serviría para comprobar si mis cálculos eran certeros

Puntos fundamentales para el éxito:

- La tapa debe ser fina y rígida, tipo plancha de aluminio
- Sellarse muy bien todas las juntas para aguantar meses.
- Fijarlo en un sitio muy bien para aguantar meses (viento, cotillas,...), orientado a sur.
- Para pillar todo el rango de trazas hay que abarcar mínimo de solsticio a solsticio (21-jun a 21-dic). Si lo haces ahora tendrás regalo de Reyes

Sobre la parte química y forma de hacer el estenopo ni idea, no puedo aportar.

Salu2!

[C2020]

Bien. Para el estenopo hay una fórmula, pero el diámetro recuerdo variaba poco de una cámara de dos metros a una de un palmo. Yo hacía varios agujeros los lijaba muy fino por ambas caras y los proyectaba para ver cual era el más redondo, y ese usaba.
No lleva química, no hace falta revelarlo porque estos solarigramas forman imagen directa por velado, si los revelamos se quedarían negros por la gran exposición que soportan. Con papel fotográfico a mi me daban tiempos de unos cuatro minutos a pleno sol, y lo revelaba. Con dias y dias y dias de exposición nos podemos imaginar que pasa si los revelamos. Esos matices de color que salen a veces es por el proceso de formación directa de imagen. Y son bien chulos. Un amigo ha hecho varios y el mayor problema es que le desaparecían las latas por bien que las camuflara y pintara.

[Guillermo Luijk]

Pues nada si te animas adelante! Igual cuando vuelva de viaje yo también me animo y te pregunto cosas de cómo lo has hecho. Creo que lo podría colocar en casa orientado a sur y protegido de lluvia e intrusos. Otra opción es en la sierra en una roca, puede ser interesante capturar el árbol promedio o un roble promedio con/sin hojas.

Salu2!

[Guillermo Luijk]

Ya tengo las ecuaciones para los tres tipos de cámara estenopeica orientadas a sur. Si no me he equivocado en algo son:



En la proyección de cámara rectilínea se podrá ver que solo en los equinoccios el sol describe una recta en el cielo (como la eterna discusión de la VL). El resto del año vemos su trayectoria como una curva.

A igual radio, la cámara lata viene a ser una cámara de focal el doble que la cámara semilata, de ahí el factor 2 en las ecuaciones. Requiere una película el doble de grande en ambas dimensiones para abarcar el mismo ángulo de visión que la cámara semilata, o bien reducir su radio a la mitad claro.

La cámara lata tiene un factor de compresión adicional (cos(phi-180)) que dará unas curvas más bajas al alejarnos del eje de simetría vertical que la semilata. Curiosamente ese factor de compresión es el mismo que actúa como expansión en la proyección lineal al aparecer dividiendo. En definitiva la semilata debería dar unas curvas intermedias entre los otros dos tipos de cámara.

Salu2!

[JMLA]

Recuerdo haber hecho alguna, del modelo caja de zapatos, en la época de la facultad, 30 años ha.
Para el estenotopo usábamos un trozo de lámina de aluminio, de una lata de cerveza o similar (¿o quizá eran aún de hojalata?
Con un alfiler hacíamos una marca -solo un pelo más profunda que el grosor de la lámina- y lijábamos el lado opuesto:

[C2020]

El mejor aluminio era el de las latas de Colacao. Yo pinchaba sobre una goma de borrar y a lijar fino.

[joseFe]

me voy a abrir una mahou y m lo releo. hay algo en la ecuación R*(phi-180°) = 2 R *(phi-180°) que necesito reflexionar. y sí, el signo "=" aquí no es pertinente pero ya me entiendes.
eres un crack y admiro tu capacidad de abstracción sobre l mundo físico pero
se agradecerán las conclusiones
sinceros saludos cordiales
___________
edito
he abierto la lata y entiendo menos. la tangente de phi prima se me escapa. en serio

Está claro...
Guillermo en su línea....
jajajajaj

[Rafa Buscaret]

Félix, no añadas leña al fuego que igual me expulsa del foro.... jajajaj

[Guillermo Luijk]

Los calculines. No he dibujado aún las gráficas pero creo que estarán bien. Si alguien quiere desempolvar su trigonometría y ve algo mal que hable ahora o calle para siempre

http://guillermoluijk.com/datosimagenso ... ameras.png

Salu2!

[Rafa Buscaret]

No estoy seguro de que en las fórmulas hayas introducido como toca el coeficiente del factor corpuscular de la luz; pero bueno, para estas distancias en una lata no creo que tenga mucha importancia. Daremos el cálculo por bueno

____________

Para tranquilidad de terceros (el autor de los cálculos, si no lo sabe, se lo imagina), confieso que he intentado leer la teoría de Einstein sobre la cuestión y no entendí nada. Peor que la trigonometría

[Guillermo Luijk]

Mucho pitorreo veo yo por aquí ehhh? [emoji14]
Esta tarde quiero publicar el artículo, va a quedar muy majo.

Salu2!

[Guillermo Luijk]

Pues está mal que lo diga pero las gráficas han quedado espectaculares. Estas serían las proyecciones teóricas usando las medidas que igualan sus focales:

• Estenopeica clásica de 6,5cm de focal
• Lata de cerveza de 6,5cm de diámetro (medida estándar de las latas)
• Semilata de 13cm de diámetro (6,5cm de radio)

La película química requerida mediría unos 20x25cm. Así comparan las imágenes que produciría cada tipo de cámara estenopeica con la misma película:

• Las trazas de la lata y la semilata son equivalentes en cuanto a los ángulos de visión abarcados; la cámara lineal en cambio tiene un ángulo de visión mucho menor.
• Al acercarse a los extremos del ángulo de visión (Azimuth 90º/270º) la lata comprime la posición en Y de todas las curvas llevándolas a 0 (es el factor cos(Azimuth-180) que se hace nulo en 90º/270º), pero es engañoso, solo en los solsticios la Elevación en los extremos es nula. Ésta es otra ventaja de la cámara semilata de la que ya soy fan, en ella se respetan las Elevaciones para todos los ángulos de Azimuth.
• La cámara rectilínea es la única que genera trayectorias en línea recta del Sol, pero solo en los dos equinoccios (es la recta horizontal del centro del tropel de curvas)

Aquí comparo la proyección de la lata con la mejor solarigrafía que he encontrado para hacer esta comparación (perfectamente orientada a sur, abarca de solsticio a solsticio por lo que salen todas las curvas, y el autor se ha preocupado de poner papel químico suficiente para capturar todas las curvas solares; usó un tubo de PVC, o sea la versión de cámara lata). Ni en mis mejores sueños esperaba tanta similitud:




Y aquí una de las poquísimas solarigrafías que he encontrado con cámara estenopeica clásica (proyección rectilínea), que cuadraría con el esquema visto anterior donde en los equinoccios el Sol traza una recta en el cielo (como la de la discusión de la VL):



Quiero añadir una cosa más y es dibujar los analemas, figuras en forma de 8 que se generan al unir los puntos en que se encuentra el Sol a una misma hora todos los días del año. A ver si con la semilata salen más bonitos que con la lata:



Salu2!

[Rafa Buscaret]

Pues sí. Más allá del curro de los cálculos, la presentación gráfica te ha quedado espectacular; límpia y clara. Enhorabuena!

A raíz de lo que comentas sobre la solarigrafía real que más coincide con tu gráfico se me ocurre una pregunta: ¿la amplitud o altura en el eje y no dependerá de la latitud del observador, variando si éste está en un polo o en el ecuador terrestre, por ejemplo?

En cualquier caso, esta superposición perfecta de gráfico y solarigrafía corrobora la exactitud de los cálculos.

Saludos

[C2020]

Ayer fui al super y he comprado latas de tomate, las más baratas que encontré. Como los botes tienen tapa abrefácil los pude abrir apalancando con una chucharilla de postre para no romper la unión de la anilla a la tapa. Estas latas las pintaré de negro mate por el interior y las sellaré cuando tenga puesto en papel con la propia tapa pintada de negro. Una silicona negra o silicona normal teñida con negro de humo (que tengo) o acrílico negro cerrará la lata perfectamente. Para cortar la semilata creo que usaré una sierra escuadradora de hacer miniaturas que será mejor que una Dremel o una sierra de mano porque se puede deformar la lata. Habrá que lijar el borde y luego pegar una lámina negra. Se puede usar madera pintada de negro, pero tengo fibra de carbono en buena cantidad.
Y solo queda el agujerito que previamente habré preparado y colocado. Como esto lo haré en el pueblo tardaré un poco en prepararlo. Voy haciendo pruebas y en cuanto tenga alguna lista lo comento. La caja y la lata circular las voy a hacer antes en estos días. Voy a leer las medidas que ha puesto Guillermo pero posiblemente tenga que reformularlo a la medida de mis botes de tomate que son lo más sencillo de usar, lo más barato y lo que menos llamará la atención de posibles curiosos que se nos lleven las cámaras.

Un saludo. Muy buena la predicción gráfica, aunque casi me gustan más los garabatos de los modelos.

[Guillermo Luijk]

Si vas a probar varias cámaras a la vez y quieres que las proyecciones mantengan las mismas dimensiones físicas (para poder usar la mismas dimensiones de papel químico por ejemplo), solo tienes que cumplir que las 3 cámaras tengan la misma focal. Eso implica:

f_plana = 2·R_lata = R_semilata

https://blogger.googleusercontent.com/i ... opeica.png

MUY IMPORTANTE: dónde colocar el estenopo: no se debe centrar en vertical, o casi seguro que perderás las trazas solares del verano. Como lo que interesa es tener mucha foto por arriba para coger todas las curvas solares (si las vas a orientar estrictamente a sur claro), el estenopo debe ir colocado cerca del extremo superior de la película (la imagen se proyecta invertida).

Dadas las dimensiones de las cámaras se puede obtener el tamaño de papel químico necesario para pillar todas las curvas (hay muchas solarigrafías cortadas por arriba por ser las dimensiones de la película en vertical insuficientes, y es una pena después del curro y la espera de meses). La Elevación máxima en España es de 72,5º (sierra de Madrid), y en la Península nunca supera los 80º, así que para la focal que uses se requeriría una película de tamaño mínimo desde el estenopo de:

H = f * TAN(ElevacionMax) = f * TAN(72,5º) = 3,17 * f

Para las cámaras que he modelado yo (f=6,5cm, diámetro estándar de lata de cerveza), sería:

H = 3,17 * 6.5 = 20,6cm

Es la dimensión máxima en Y que puedes ver en las gráficas. Como ves, a poco que te vayas a tubos grandes la cámara pide mucho papel para abarcar todas las trazas del sol. De hecho una lata de cerveza no valdría y una de Red Bull creo que tampoco llegaría a los cm necesarios. Una nueva ventaja de la semilata, al ser más grande que la lata será más fácil de manejar y colocar la película. Eso sí, si las latas que has comprado son rechonchas (gruesas en relación a su altura), quizá no sirvan. Hace falta latas o tubos esbeltos (más largos que anchos).

Esta semana publico el artículo completo que será mucho más agradable de seguir.

Salu2!

[C2020]

Lo que dices tiene sentido, he hecho estenopos en el pasado con varios métodos pero no trataba de hacer solarigrafías. Aprovecho el tomate y los botes para hacer estenopos diferentes entonces, con menos exposición y revelado. Voy a ir a un modelo de lata más alta, creo que he visto algunos tubos que me servirán y si no cortaré tubos de cartón que tengo o que tengo muy sencillo conseguir; por tamaño de papel fotográfico no tengo problema porque tengo sobres de 60 cm de lado. Entonces hago tubos altos, hago alguna prueba de captura con revelado para testar la imagen, ángulo resultante y proyección y luego paso al modo solarigrafía.

[C2020]

Acabo de reparar en que los botes de Pringles son fáciles de abrir y cerrar, sus medidas son 28.4 x 8 x 10.4 centímetros según leo en la red. No he comprado nunca pero siempre hay una primera vez, espero que les gusten a los pájaros. Voy al super.