ピンホールカメラの3D解説

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太陽の光が木に当たり、木の表面の各点からさまざまな方向へ反射します。木の上・中央・下の点から出る光を色で区別し、画面の横方向だけでなく奥行き方向にも光が散る様子を示します。

木とスクリーンの間に、小さな穴のある暗箱があります。壁に当たった光はそこで止まり、穴に向かった一部の光だけが箱の中へ入ります。木の異なる点からの光は同時に穴を通ります。穴は光を曲げたり集めたりしません。

穴を通った光はそのまま直進します。木の上からの光はスクリーンの下へ、下からの光は上へ届き、中央からの光は中央へ届きます。こうして上下と左右が反転した木の像ができます。

視点が光の道筋に沿って移動し、太陽から木へ、木での反射から穴へ、穴から箱の中のスクリーンへと進みます。光が穴の前後で同じ直線を進むことを、外側と内側から確かめます。

小さい穴では、木の一点から穴を通った光がスクリーンに小さな丸として広がります。木のさまざまな点に対応する丸が少しずつ増え、集まって倒立した木の細かな輪郭をつくります。

木とスクリーンの位置を変えず、穴だけを大きくします。同じ一点から届く光の丸が大きくなり、多くの点の大きな丸が重なると輪郭がぼけます。最後に小さい穴と大きい穴の像を並べ、一点の広がりの違いと像全体の違いを対応させます。

光の線や穴は見やすく拡大した模式表現で、点の丸も像のでき方を説明するための表現です。比較では明るさを調整しています。穴を小さくすれば際限なく鮮明になるわけではなく、小さすぎる穴では回折によるぼけも生じます。