in Blue English / en noir en Français
- Presentation
- Optical performances / Performances optiques
- Video
- Samples photos / Exemples de photos
- Conclusion
All photos , taken with Sony A7RIII and without post processing are available in full size (42Mpix) in the following Flickr album : Thingyfy Pinhole Pro
Toutes les photos de l’article, prises avec le Sony A7RIII et sans aucunes retouches sont disponibles en pleine résolution (42Mpix) dans l’album Flickr suivant : Thingyfy Pinhole Pro
1 Presentation
1.1 Pinhole Photography / Sténopé
Pinhole photography consists of projecting an image through a tiny hole to the sensor, without any lens/glass.
Light from the scene pass through the hole and project an inverted image on the sensor
This optical phenomenon is also known as the camera obscura and known since more than 2000 years and was first used for a real photography in the 1850
La photographie Sténopé (pinhole) consiste à projeter une image via un petit trou sur une surface qui capturera l’image (ex capteur d’appareil photo , film argentique)
La lumière passe par le trou et projète une image inversée sur le capteur
Ce phénomène est aussi connu sous le nom de camera obscura est connu depuis près de 2000 ans et appliqué à la photographie depuis 1850
The pinhole size / taille du trou
The pinhole size has a direct impact on the sharpness of the image , the smaller it is, the sharper it will be. If hole is too large, ray of lights will diverge and image will be blurry.
La taille du trou a un impact direct sur la netteté de l’image, plus petit il est plus nette sera l’image. Si le trou est trop grand les rayons de lumière divergent et l’image est floue
small hole = sharp image bigger hole = blurry image
petit trou= image nette grand trou = image floue
Why then don’t we made the smallest hole possible ?
- When too small we have diffraction due to the wave properties of light : light from each point will tend to spread out giving a blurry image
- A very small hole means , much less light and then F-stop going to the roof and very long exposure time / ISO
The F stop can be computed as F = focal length / size of hole, the focal length being the distance between the hole and the sensor
Pourquoi ne pas donc faire le plus petit trou possible ?
- Si le trou est trop petit on a de la diffraction dues aux phénomènes ondulatoires de la lumière : la lumière de chaque point se disperse et donne une image floue
- Un petit trou signifie que beaucoup moins de lumière pénètre dans la “camera obscura” et donc nécessite une exposition beaucoup plus longue et donc des ISO très élevé . on a une ouverture F très très petite
L’ouverture peut être calculée comme F= focale / taille du trou . La focale étant la distance entre le trou et le plan de projection
Josef Petzval has given a formula to compute the optimal pinhole diameter to optimise sharpness and avoid diffraction: d = 2 x √ (f x λ)
- d = diameter on the pinhole
- f is the focal length = distance between the hole and the sensor
- λ is the wavelength of light , we use commonly 550nm in this formula
e.g. For a distance of 26mm we have an optimal of 0,24mm
The optimal size of the hole for max sharpness is in average 1/80-100 of focal length
Josef Petzval a donné une formule pour calculer la dimension optimale du trou pour optimiser le piqué et éviter la diffraction: d = 2 x √ (f x λ)
- d = diamètre du trou
- f = la distance focale = distance entre le trou et le capteur
- λ = la longue d’one de la lumière , 550nm en moyenne
ex. pour une focale de 26mm on a un trou optimum de 0,24mm
La taille optimale sera en moyenne entre 1/80 et 1/100 de la longueur focale
Quality of pinhole / Qualité du trou
For best results the hole need to be perfectly circular, in the most thin material as possible
Vignetting can occur if the size of the hole approach the thickness of the material as the hole only let enter the light at 90° and border are less exposed, so the material punched by the hole need to be as thin as possible
Pour de meilleures résultats le trou doit être parfaitement circulaire et dans le matériel le plus fin possible
Plus le matériau est épais plus il y a de vignettage à cause d’un effet tunnel , la lumière ne pouvant alors rentrer que perpendiculairement à la surface, les bords du capteur sont alors moins exposé, la surface doit donc être aussi fine que possible tout en restant résistante
1.2 Specifications
- Weight : 110g
- Price : 80 euros
- Length : 22.3 mm
- Focal length : 26mm
- Filter : 59mm
- Aperture/hole size : variable
- Aperture equivalent : variable
- Field of view : 80°
This version of the pinhole has a variable pinhole size obtained by rotating an aperture ring, this allows to experiment the effect of the hole size on the sharpness of the resulting image
Apart from the hole size there are no controls (no focusing ring)
Worth to note there is a filter thread of 59mm to be able to mount a protection filter to avoid dust enter into the camera and goes to the sensor
The build quality is good and the look is nice with a red circle
- Poids : 110g
- Prix : 80 euros
- Longueur : 22,3mm
- Focale : 26mm
- Filtre : 59mm
- Taille du trou variable
- Ouverture équivalente : variable
- Angle de vue : 80°
Cettte version du Pinhole (Sténopé) a un trou de grandeur variable contrôlable via une bague d’ouverture, ce qui permet d’experimenter l’effet de netteté en fonction de la taille du trou
Il n’y a aucun autre contrôle, ou de mise au point. L’objectif est livré avec un capuchon d’objectif et un cache arrière
A noter qu’il y a la possibilité de monter un filtre de 59mm pour empêcher la poussière de pénétrer par le trou de l’objectif
La qualité de construction est bonne , l’objectif très compact et discret avec un beau petit liseré rouge qui sort de l’ordinaire
1.3 Usability / Usage
By design , there is no focusing and depth of field is infinite , you just need to take care of framing, but this is note so obvious as with a tiny hole the F stop si extremely small (F30-F260) and there is not a lot of light hitting the sensor
As you will see from below video , when using the .8mm hole you can still see a normal scene, but as you go down up to .1mm the visor is extremely dark and you should use the “bright monitoring” function available on Sony 3rd gen camera to boost the brightness of the visor (“live view display” is set automatically to off during this function) and allow you to see in the “dark”, allowing you to frame your shoot
This function is only available if you assign it to a custom key
De par sa conception , un sténopé n’a pas de mise au point et la profondeur de champ obtenue est infinie, on ne doit s’occuper que du cadrage, ce qui s’avère en pratique souvent un vrai défi vu l’ouverture de l’objectif (F30-F260) et le très peu de lumière qui atteint le capteur
Comme vous pouvez le constatez dans la vidéo ci dessous , à 0.8mm on peut encore cadrer mais plus on s’approche de la taille 0,1mm plus le viseur devient extrêmement sombre et la seule manière de voir ce que l’on fait est d’activer la fonction “vérification lumineuse” ou “Bright monitoring” en anglais (dispo depuis les boitiers de 3ème génération). Celle ci pousse la luminosité du viseur au maximum et permet de voir clair en pleine nuit pour mieux cadrer
Cette fonction est uniquement disponible si l’on assigne à un bouton personalisable
2 Optical performances / Performances optiques
2.1 Sharpness / Piqué
- From personal test I found that the .2 size is optimum inside and if there is enough light you better use the .1mm size for optimal sharpness. anything above .3mm is quite very blurry
- Selon mes tests des différentes tailles de trou , l’optimum de netteté est à 0,2mm en intérieur (pour ne pas trop monter en ISO ou longue poses) et .1mm si il y a assez de lumière en extérieur. Toute ouverture > 0,3mm donne une image très floue
.80 – ISO 32000-1-8 s
.50 – ISO 32000-0,4 s
.35 – ISO 32000-0,6 s
.30 – ISO 32000-1,0 s
- 0.25mm- ISO 32000-1,3 s
0.20mm – ISO 32000-2,0 s
.15 – ISO 32000-3,2 s
.10 – ISO 102400-0,8 s
2.1 Exposure time / Temps d’exposition
- Typical ISO /speed are :
- Hole size .2mm – ISO 32000 – 2 second indoor with light in the room.
- Hole size .2mm – ISO 12800 1/60 in plain sun !
- Les couples ISO/vitesse typiques sont
- Trou 0.2mm – ISO 25600 , 5s pour une photo intérieure dans une pièce bien éclairée
- Trou 0.2mm – ISO 12800 1/60 sec pour une photo en plein soleil !
2.2 Vignetting / chromatic aberrations / distorsion / flare / bokeh
- Vignetting is visible
- No Distorsion , by design it is a projection without deformation
- No CA
- Résistance to Flare is zero
2.2 Vignettage / aberrations chromatiques / distorsion / flare
- Le vignettage est visible
- Les aberrations chromatiques sont nulles
- La distorsion est nulle , de par la conception même du sténopé qui donne une projection sans déformation
- La résistance au flare égale à zéro
0,25mm – ISO 4000-1-30 s
ISO 100-1-200 s
ISO 500-1-30 s
2.3 Bokeh / Color Rendition – Bokeh / Rendu des Couleurs
- Using big hole makes everything not in focus so you see some bokeh balls
- Using very small aperture/hole all become in focus with infinite depth of field
- Color rendition is “vintage” and quite saturated
- Avec de grand trous (>.3mm) tout test flou on on voir des ronds de bokeh
- Vers .15mm tout est “net” et la profondeur de champ est infinie
- Le rendu des couleur est vintage et très saturé
.8mm – ISO 12800-1-10 s
.5mm – ISO 12800-1-4 s
.3mm – ISO 12800-0,5 s
3 Video
For video , you need to choose the Hoel size according to the effect you want to give. Don’t forget you can film directly in B&W if you want with your Sony camera (using creative style)
Pour la vidéo , vous devez choisir l’ouverture du trou en fonction du rendu que vous voulez donner. N’oublier pas qu’en utilisant les styles créatifs on peut directement filmer en noir et blanc
4 Samples of Photos / Exemples de Photos
Here are some samples photos. A Black & Wide post treatment is often well suited for this kind of photos
Voici quelques exemples des effets obtenus, un post traitement noir et blanc va souvent bien pour ce genre de photos
Effect of hole size on the image / effet de la grandeur du tour sur l’image
Effect of hole size on the image / effet de la grandeur du tour sur l’image
Effect of hole size on the image / effet de la grandeur du tour sur l’image
.35mm ISO 8000-1-125 s
.35mm – ISO 8000-1-125 s
.35mm
.25mm – ISO 640-1-30 s
.25mm ISO 12800-1-25 s
.2mm ISO 12800-1-20 s
.2mm ISO 12800-1-20 s
.15mm – ISO 12800-1-125 s
5 Conclusion
For 80 euros the Thingyfy Pinhole Pro gives you a 26mm pinhole with variable hole size. Experimenting it, you directly see the impact on the hole size on the sharpness and exposure time, so it helps a lot to understand how pinhole is functioning
Practically only the .25 – .20mm hole is usable (around F104 = close to the optimum hole size as per formula given in the beginning of the article )
- above .30mm all is very blurry (F30-F60)
- below .15mm ISO goes crazy high and exposure time very long (F100-F260)
Using it is quite fun and you can produce very old school vintage photo. Both colors and Black and white works nicely
Even at .25mm hole (= F104) you need a lot of sun to shoot handled and ISO is going high to extremely high and speed quite low (Sony SteadyShot stabilization will help here)
Shooting on tripod with long exposure can also be a solution
For the usage on the field , with standard settings, the visor will be often very dark and you should assign the “Bright Monitoring” function to one custom button to be able to frame and shoot at ease. This one will boost your screen and allow to “see in the dark”
It is recommended to add a protection filter on the pinhole thanks to the filter thread , this will avoid some dust hit the sensor through the hole
Alternatives
- Thingyfy Pinhole Pro S : 11mm = Wid eangle, fixed hole size, sharper than the Pro version
- Thingyfy Pinhole Pro with variable hole size and 26mm equivalent = this lens
- ThingyfyPinhole Pro X : currently on Kickstarter and that offer a 18-36mm zoom!
- Do it yourself
All are quite cheap (<80 euros) so if you want to have fun or produce different kind of photos it is worth a try
From the 2 Thingyfy currently available I prefer the Pro S as it is the one giving the “sharpest” image, the Pro version seems to offer more possibility with a variable hole size but practically you will set it to .20-.25 and keep it there most of the time
Of course you could also take a Sony Mount cap and drill a small hole in it , but the plastic is not very thin, your hole will be too big (unless you use a laser) and not very regular, and you won’t have a filter thread to add a protection filter to avoid dust reaching the sensor
Have fun…
5 Conclusion
Pour 80 euros le Thingyfy Pro fournit un sténopé de 26mm avec trou de grandeur variable. En l’essayant les différentes tailles de trou on comprend mieux l’effet de la taille de celui ci sur la netteté et le temps de pose. Donc d’un point de vue éducatif c’est très réussi
Dans la pratique seule les taille .25 et .20 sont satisfaisantes (environ F104 = proche de l’optimum de la taille du trou selon la formule donnée précédemment)
- Au dessus de .30mm c’est très flou (F30-F60)
- En dessous de .15mm , les ISO deviennent fou et le temps de pose s’allonge très fort (F100-F260)
On s’amuse beaucoup à l’usage avec cet “objectif” et les photos produites sont uniques. Les rendus couleurs et noir blanc fonctionnent bien
Même avec un trou de .25mm (F104) il faudra monter fortement dans les ISO en plein soleil et utiliser des vitesses lentes (vive la stabilisation du capteur !)
La prise de vue sur trépied et des poses longues est une autre possibilité
Sur le terrain , la visée sera très sombre dans la plupart des cas et il faudra faire appel à la fonction “vérification lumineuse” ou “bright monitoring” à assigner à un bouton personnalisable et qui vous permettra de cadrer. Cette fonction permet littéralement de voir dans le noir.
Il est également recommandé d’ajouter un filtre de protection pour éviter que de la poussière passe par le trou et contamine le capteur
Alternatives
- Thingyfy Pinhole Pro S : 11mm = grand angle, trou de taille fixe
- Thingyfy Pinhole Pro avec ouverture/trou de diamètre variable, focale de 26mm = cette optique
- Thingyfy Pinhole Pro X : actuellement sur Kickstarter et qui offre un zoom 18-36mm
- Fabrication maison
Tous sont bon marché (<80 euro) et si vous voulez vous amusez et essayer quelque chose de différent cela vaut la peine d’essayer
Des deux Thingyfy actuellement dispo, c’est le Pro S que je préfère car il donne le résultat le plus net. Le Pro (celui testé ici) est une bonne idée sur papier mais pratiquement on le gardera fixé sur un trou de .25-.20mm quasi tout le temps, donc autant fair plus simple avec un trou fixe optimum
Bien entendu on peut en fabriquer un, en perçant un petit trou dans un bouchon de boitier, mais celui ci ne sera pas dans un matériau fin , le trou sera trop grand (à moins d’utiliser un laser” et pas très régulier, de plus vous n’aurez pas la possibilité de rajouter un filtre pour protéger le capteur des poussières
Bon amusement
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