Почему крошечное отверстие размывает изображение
В камере-обскуре свет от каждой точки сцены проходит через отверстие и попадает на экран. Если представить свет лучами, кажется, что чем уже отверстие, тем точнее оно пропускает направление и тем резче должна быть картинка. Но свет ведёт себя и как волна: у края отверстия волны огибают препятствие и расходятся. Это явление называется дифракцией.
На экране свет от одной точки поэтому не собирается в идеально малую точку, а образует размытое пятно. Чем меньше отверстие, тем сильнее волны расходятся после него и тем шире пятно. Пятна от соседних точек сцены начинают перекрываться — мелкие детали теряют чёткость.
Между геометрией и волнами
У крупного отверстия другая проблема: через него проходят лучи с заметно разными направлениями, и каждый участок изображения получается размытым геометрически. Уменьшение отверстия сначала сокращает эту размытость. Но затем всё сильнее проявляется дифракция, и выигрыш сменяется потерей резкости.
Поэтому у отверстия есть подходящий промежуточный размер: он зависит от расстояния до экрана и от того, какой свет используется. В обычном фотоаппарате ту же компромиссную задачу решает диафрагма — регулируемое отверстие объектива. Закрывать её до предела не всегда полезно: изображение может стать мягче не из-за плохой фокусировки, а потому, что свету оставили слишком узкий проход.
