Linser behöver inte vara komplicerade. Faktum är att du kan slå ett hål i en gammal havregrynsbehållare, lägga till lite film på andra sidan och börja göra bilder. När glas väl blir inblandat kan kameralinser emellertid uppnå några verkligt fantastiska brytningsprestationer. Behöver du bevis? Leta inte längre än den 28,6 pund stora delen av optik som visas ovan.
C-4 Optics 4,9 mm f/3,5 cirkulär fisheye liknar inte allt som finns på marknaden för närvarande. Det är en fisheye-lins som skapar en cirkulär bild på en typisk fullformatsbildsensor, som har samma storlek som en ram med 35 mm film. Linsen har ett 270 graders synfält, vilket betyder att den bokstavligen kan se bakom sig själv.
"Vi ställde den på en pall i verkstaden vänd uppåt och du kunde se hela rummet", säger Roger Cicala, en av världens främsta experter på linstestning och grundare av Lensrentals.com. "Du kan till och med se golvet."
Företaget har inte släppt bilder från objektivet ännu, men kommer att göra det under de kommande dagarna. Det cirkulära fisheye betyder att bilden kommer att visas i mitten av ramen som en cirkel med svarta hörn. Programvara kan packa upp bilderna till en vy som VR-headset som Oculus Rift kan förstå.
Den sortens synfält är typiskt för virtuell verklighet, och skyttar uppnår det vanligtvis med en rad kameror som samtidigt fångar bilder i olika riktningar medan programvaran sammanfogar det hela. Det här ultravida objektivet drar dock tillräckligt med information till en typisk kamerasensor så att programvaran kan utöka den till en VR-scen.
"Vädertjänsten är intresserad av att använda något sådant här för att fånga en scen hela vägen runt", säger Cicala. Han säger också att de har övervägt att hänga den från takbjälken på sportspel för att visa upp hela scenen under kritiska spelögonblick.
Optisk inspiration
Cicala och den optiska designern Brian Caldwell startade C-4 Precision Optics redan 2015 med ett blogginlägg den 1 april. Folk trodde att det var ett aprilskämt på grund av datumet, men också på grund av de absurda linser som verket föreslog. En lins med kodnamnet "flygande tefat" presenterade den ursprungliga designen och idén för 4,9 mm fisheye.
Objektivet hämtade inspiration från det ikoniska 6 mm Nikon fisheye-objektivet som har ett 220-graders synfält och kostar långt över $100 000 på auktion. Ingen vet med säkerhet hur många 6 mm Nikons det fanns eftersom företaget bara byggde dem på beställning från och med 1972. Objektivet är sällsynt och tjänade ett specifikt syfte, men dess extrema design gjorde det felaktigt. Den led av allvarlig linsutstrålning, vilket visar sig som ljusa artefakter i bilden och minskad kontrast över ramen. Effekten är vanligtvis mer uttalad när ljus träffar nära kanten på linsen, och fisheye-linser med rundade frontelement är nästan alla kanter.
Cicala och Caldwell, hans affärspartner, bestämde sig för att göra ett objektiv som var ännu bredare, samtidigt som det ökar dess förmåga att lösa detaljer och bekämpa förvrängningar.
Framför kurvan
Enligt Cicala, den svåraste delen av att göra objektivet till en objektiv Perspektiv är den massiva glasbiten – vanligtvis kallad ett element – på framsidan av själva linsen. Enbart den böjda glasbiten väger cirka 2,2 pund och måste vara helt fri från skavanker. "Det var svårt att hitta en glaslinstillverkare som trodde att de kunde göra det här. Det var inte bara tillverkningen av glaset som var hårt, utan det är utanför kurvorna för en vanlig bestrykningsmaskin, säger Cicala. "Vi har fyra frontelement för våra prototyper. De var tvungna att kasta 10 eller 12 bara för att få de fyra.”
Den lökformade delen orsakade även problem i andra delar av tillverkningsprocessen. Till exempel placerade dess form den utanför de typiska toleranserna som tillåts för att applicera antireflex- och skyddande beläggningar på typiska linselement, vilket innebär att maskiner behövde justeras.
T och med linsskyddet var en utmaning för ingenjören. "Vi gjorde en mock-up av locket och första gången vi satte det på en mockup av linsen och det skulle inte lossna. Den är så stor att luftläckan när du trycker in den sätter en ordentlig tätning på den, säger Cicala. "Det slutade med att vi behövde borra ett litet hål i locket för att få bort det så vi var tvungna att designa om locket med ventiler."
Följa odjuret i bur
Eftersom objektivet är så massivt, som behöver sin egen stödstruktur företaget byggt av specialtillverkade delar. Baksidan av objektivet är en metallbit som i branschen kallas en "ostplatta" som gör det möjligt för skyttar att montera tillbehör som är typiska för inspelning av avancerad video. Kameran placeras mellan plattan och själva linsen, så benen sträcker sig så att olika kameror kan passa inuti.
Lösning
För att fånga ljus från bakom linsen på en platt sensor, gör linsen en viss extrem brytning när det kommer till ljuset den tar in. Men trots sina komplexa metoder för att fånga ljus, säger Cicala objektivet skulle teoretiskt kunna ta bilder med upp till 14k upplösning. Även om han är skeptisk till att objektivet kan göra en sådan bedrift i verkligheten, säger han att objektivet kommer att ha mer än tillräckligt med upplösningskraft för 8K-fångst.
RELATERAT:Kolla in den första 8k-videofilmen från den internationella rymdstationen
Vad händer härnäst?
C-4 förväntar sig inte att många direkt ska köpa ett av dessa objektiv, särskilt eftersom prislappen ligger i närheten av en välutrustad familjesedan, men det är inte ovanligt för high-end film- eller tv-produktionsobjektiv.
Cicala säger att C-4 har några av sina andra upprörande linser designade, men det är en fråga om att förvandla dem till verklighet. Han säger att 150 mm f/1.0 kan bli nästa på docket. För de som inte är bekanta med objektivnomenklaturen är det ett teleobjektiv som släpper in mycket mer ljus genom en större bländare. De resulterande bilderna skulle ha djupt suddig bakgrund med bara en mycket liten bit av bilden i fokus. Om du hade en person mot bakgrund av vissa träd, till exempel, skulle bara en del av personens ansikte synas i fokus.
"Det skulle se ut som en uppskalad version av en normal lins", säger Cicala. "Det främre elementet är dock 9 tum i diameter."