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Travaux Pratiques Travaux Pratiques Encadrés Encadrés En quoi la mesure des défauts optiques a-t-elle permis de les améliorer ? Par Anthony Boulanger, Alexis Czapski, Antoine Viot… http:// www.kenrockwell.com/ nikon/28-50mm.htm http://www.letsgodigital.org/fr/ 17288/olympus-zuiko-swd-objectifs/ http://www.ephotozine.com/ article/olympus-e-5-digital-slr- review-15076

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Travaux Pratiques EncadrésTravaux Pratiques Encadrés

En quoi la mesure des défauts optiques a-t-elle permis de les

améliorer ?

En quoi la mesure des défauts optiques a-t-elle permis de les

améliorer ?

Par Anthony Boulanger, Alexis Czapski, Antoine Viot…

http://www.kenrockwell.com/nikon/28-50mm.htm

http://www.letsgodigital.org/fr/17288/olympus-zuiko-swd-objectifs/

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PlanPlan

Introduction : Rapide historique de l’appareil photo

I/ Les principaux défauts optiques

A) Aberration chromatiqueB) DistorsionC) DiffractionD) VignetageE) Et les autres…

Conclusion

II/ Expériences

A) Aberration chromatiqueB) DistorsionC) DiffractionD) Vignetage

III/ Limiter les défauts optiques

A) Aberration chromatiqueB) DistorsionC) DiffractionD) Vignetage

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Introduction : Rapide historique de Introduction : Rapide historique de l’appareil photol’appareil photo

Daguerréotype Nikon D4versus

http://www.squidoo.com/Louis-Daguerre

Le daguerréotype a été un des premiers moyens pour l’Homme de fixer des images durablement sur un support plane, plus rapide et plus fiable que la peinture. Il était constitué d’une plaque de métal recouverte d’une couche d’argent (d’où le nom de la photographie argentique). La lumière qui passait à travers un objectif constitué de quelques lentilles imprimait cette plaque, et l’on pouvait ensuite, en exposant cette plaque à divers produits chimiques, fixer l’image, puis l’imprimer.

Depuis l’époque du daguerréotype (milieu du XIXème siècle), les choses ont beaucoup évolué. La photographie est devenue majoritairement numérique. C’est toujours la lumière qui forme l’image, mais sur un capteur, doté de photosites (non n’avons malheureusement pas le temps de détailler). Et les temps de pose sont plus proches à présent du millième de seconde que des trente minutes comme avant ! Les objectifs eux aussi ont évolué. Ce sont maintenant de coûteux assemblages de verre et d’acier, comptant parfois plus de quinze lentilles, dont certaines recouvertes de traitements spéciaux, ayant des formes calculées au micron près, et dont les tarifs montent souvent au-delà des dix mille euros.

http://dhanti.com/nikon-d4/

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Introduction : « Zoom » sur l’objectif Introduction : « Zoom » sur l’objectif photographiquephotographique

Un objectif, que ce soit celui du compact à cinquante euros, ou un super-téléobjectif professionnel à plusieurs milliers, est constitué de plusieurs lentilles. Avant toute chose, il nous faut faire la différence entre les focales fixes, et les zooms. Les focales fixes, comme leur nom l’indique, ont une focale unique. Pour modifier le cadrage, il faut donc utiliser ses jambes ! En revanche, on peut faire varier la plage focale des zooms (dans une certaine limite quand même)… Les focales fixes sont données pour avoir une meilleure qualité optique que les zooms, et ainsi des aberrations optiques moins importantes.

Ci-contre, les quatre lentilles jaunes représentent les lentilles ED, donc traitées contre les aberrations chromatiques, sur cet objectif 200-400 f/4G ED VR II mm, de marque Nikon.

Le Monde de la Photo n°42 (Janvier-Février 2012), p 67

Certaines des lentilles constituant certains objectifs sont recouvertes de traitements spéciaux, appelés « Extra Low Dispersion » ou « Nano Cristal » (chez Nikon), « SLD  » (chez Sigma), etc…

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Introduction : « Zoom » sur l’objectif Introduction : « Zoom » sur l’objectif photographiquephotographique

Sur le Canon 400 mm f/2,8L IS II USM (vue schématique en coupe à droite), les aberrations chromatiques sont corrigées, au moins partiellement, par les deux lentilles colorées de violet sur le schéma. Leur constitution en fluorite leur confère un indice de réfraction très bas, et donc une bonnes gestion des AC (ou Aberrations Chromatiques).

Les lentilles, à l’intérieur des objectifs, sont placées dans un ordre bien défini, par groupes (chaque lentille corrigeant les aberrations – qu’elles soient géométriques, chromatiques, etc.... – des autres).

Le Monde de la Photo n°42 (Janvier-Février 2012), p 67

Nous voyons sur ce document Sony ci-contre que la forme des lentilles a aussi son importance. Il y a souvent, maintenant, des lentilles asphériques dans les objectifs, et de plus en plus (leur coût se réduit). Ces lentilles asphériques n’ont pas la même vergence sur toute leur surface, et peuvent ainsi faire en sorte que l’image se forme nettement. Sans elles, on distinguerait plutôt une tache informe qu’une image nette…

Le Monde de la Photo n°42 (Janvier-Février 2012), p 69

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

Depuis qu’il y a des appareils photographiques, et donc des objectifs, il y a des défauts optiques, que les opticiens tentent de réduire. Nous nous sommes intéressés à ces défauts, et nous nous sommes concentrés sur les plus connus (qui sont aussi les plus facilement démontrables avec notre matériel amateur) : les aberrations chromatiques, les distorsions, la diffraction, et le vignetage.

http://photosyok.com/wp-content/uploads/2010/05/full_system_lenses.jpghttp://www.pma-show.com/news_images/00151_olympus_zuiko_lenses.jpg

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

A) Aberrations chromatiquesUne aberration chromatique est un défaut optique parmis les plus

connus, et reconnaissables. Il se manifeste par l’apparition de franges colorées (le plus souvent cyan, rouges, magentas ou jaunes) sur l’image, principalement dans les zones de fort contraste et dans les angles de la photo.

Ci-contre, un exemple d’aberration chromatique. On voit nettement les franges roses et cyan, chaque couleur étant opposée à l’autre selon que la transition, de haut en bas, soit du sombre au clair ou du clair au sombre…

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A) Aberrations chromatiques (causes)

I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

Cette aberration est due à la variation de l’indice de réfraction du matériau qui compose les lentilles – dont sont constitués les objectifs – en fonction de la longueur d’onde de la lumière qui les traverse. Ainsi, par exemple, si le bleu est net, ça ne sera pas le cas du rouge, et un objet blanc aura alors, sur son bord, un contour rougeâtre.

http://www.virusphoto.com/18-aberration-chromatique.html

Ce schéma montre bien l’effet décrit ci-dessus. Les trois raies de lumières ne sont pas nettes sur le même plan, créant ainsi des AC.

Cliquer ici pour se rendre aux expériences sur les AC…

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

B) DistorsionLa distorsion, elle aussi, est facilement identifiable sur une image.Il s’agit de la courbure des lignes droites, principalement sur les

bords de la photo.Le plus souvent, cette courbure est involontaire, mais avec certains

objectifs très grand-angles, appelés « fish-eyes », elle est parfaitement volontaire, et donne des images avec une distorsion très exagérée, comme ci-dessous à gauche…

http://www.monolympus.com/t15473-reserve-zuiko-8mm-f-35-fisheye

http://www.dxo.com/fr/photo/dxo_optics_pro/features/optics_geometry_corrections/distortion

Sur l’image de droite, nous voyons bien la déformation engendrée par un objectif grand-angle.

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

B) Distorsion (suite)En théorie, un objectif devrait être capable de reproduire les lignes

droites parfaitement. Cependant, ce n’est presque jamais le cas : même le meilleur des objectif déforme, au moins un peu.

• Les objectifs grand-anglulaires ont le plus souvent une distorsion en barillet, c’est-à-dire que les lignes droites des bords sont courbées vers l’extérieur.

• Les téléobjectifs, eux, déforment en principe en « coussinet », donc vers l’intérieur de la photo.

Alors qu’une image « parfaite » (du moins sur le plan de la distorsion) devrait ressembler à ceci :

• Enfin, la majorité des zooms ont une distorsion variable : elle est normalement en barillet dans la position grand-angle, et s’inverse en coussinet vers la plus longue focale.Parfois, cette distorsion est extrêmement complexe (en « moustaches  »)…

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

B) Distorsion (causes)Nous voyons sur ces schémas

que la cause de la distorsion est en fait la position du diaphragme par rapport à la lentille. • Sur le premier dessin, le diaphragme est accolé à la lentille. Les rayons lumineux peuvent passer au centre de la lentille, et ainsi, ils sont déviés uniformément.

• Sur le second, le diaphragme est situé en amont de la lentille. Les rayons sont donc forcés de passer sur l’extérieur de la lentille, moins convergent (dans le cas d’une lentille classique, bien entendu, et non pas d’une lentille asphérique). Cela engendre une distorsion en barillet.

• Enfin, sur le dernier schéma, l’inclinaison des rayons incidents sur le capteur, et donc leur distance entre eux, n’est plus la même : on observe une distorsion en coussinet.Cliquer ici pour se rendre aux expériences sur la distorsion…

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

C) Diffraction La diffraction est une diminution de la netteté de l’image à mesure

que l’on ferme le diaphragme.Dans les tests qui mesurent le piqué (la netteté) des objectifs, dans

la grande majorité des magazines spécialisés, le piqué est mesuré en fonction de l’ouverture du diaphragme.

La diffraction est particulièrement redoutée en photo de paysage. En effet, il faut souvent « diaphragmer » (fermer le diaphragme), pour avoir une profondeur de champ suffisante. Mais il faut rester modéré dans la fermeture du diaphragme, car si elle est trop importante (au-delà de f/16 avec un appareil reflex classique, et au-delà de f/8 avec un compact, dont le petit capteur est particulièrement sensible à la diffraction), il y aura une importante perte de netteté.

Il faut donc faire un choix entre une netteté limitée à une seule partie du champ et une netteté moins importante, mais sur tout le champ (plus on ferme le diaphragme, et plus la profondeur de champ est importante, en théorie).Il est admis qu’un objectif de réflex classique donne le meilleur de son piqué entre f/5,6 et f/11 (si un objectif est trop ouvert, son piqué n’est pas le meilleur, et c’est pour cela que certains objectifs de grande ouverture sont « bridés » dans la position grand-angle).

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

C) Diffraction (causes) Le schéma à droite nous montre les

comment la diffraction peut diminuer le piqué d’une optique. En effet, plus l’ouverture (donc le diaphragme) est grande, et plus la quantité de lumière à pouvoir passer sans être diffractée est importante, et ainsi plus la perte de netteté par ce défaut est négligeable.

Dans la pratique, cependant, les diaphragmes utilisés sont plus grands (les nombres les caractérisant sont plus petits), et la diffraction se fait sentir dès f/16.

Ce dernier schéma nous montre lui les conséquences de la diffraction, à savoir une baisse de la netteté (cause la plus connue), et du contraste.

Cliquer ici pour se rendre aux expériences sur la diffraction…

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

D) VignetageLe vignetage est un assombrissement des coins de l’image. Il est

présent sur la majorité des objectifs (surtout à la pleine ouverture), mais il se corrige relativement facilement.

De nombreux photographes (dont je fais partie), aiment beaucoup le vignetage, à tel point qu’après avoir été un défaut, il devient souvent une qualité, et est même parfois rajouté volontairement, comme sur cette photo ci-dessous…

En effet, cet assombrissement permet de concentrer le regard sur le sujet, et même parfois de « retenir » le regard dans la photographie, ce qui est le principal but de cet art, à l’instar des autres arts « visuels ».

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

D) Vignetage (causes)Le vignetage peut avoir deux causes : mécanique, ou optique.

• Le vignetage est mécanique dans le cas d’un pare-soleil ou d’un filtre trop petit. Dans ce cas, la transition est souvent très brutale, comme sur l’image ci-contre.

• Le vignetage optique est bien entendu celui qui va le plus nous intéresser. Le vignetage optique existe principalement avec des objectifs

grand-angulaires. Il est possible de le calculer via une formule complexe, mais il nous faut savoir surtout qu’il existe en raison de l’angle d’incidence des rayons sur l’objectif. Ainsi, les rayons arrivant des côtés ne peuvent pas impressionner le capteur (ou le film) avec la même luminosité que les rayons passant directement par le centre de l’objectif.Le vignetage se forme…

http://www.photographie101.com/images/stories/image_vignettage.jpg

Cliquer ici pour se rendre aux expériences sur le vignetage…

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I/ Les principaux défauts optiquesI/ Les principaux défauts optiques

E) Les autres…Dans cette première partie, nous n’avons fait nul cas d’autres

aberrations optiques, qui pourtant existent.

• Le « flare » se manifeste par l’apparition de « spectres » colorés sur les photos, à l’instar de celle à droite. Ceci est dû à la diffusion de lumière dans l’objectif, et se reflétant sur les lentilles. Les objectifs Zuiko Digital (de la marque Olympus, dont le matériel nous a permis de réaliser les expériences) sont presque exempts de ce défaut, en raison d’un traitement spécial disposé sur les lentilles.• L’aberration de coma a été pratiquement éradiquée avec l’apparition du numérique. Elle se caractérisait par l’apparition sur la photo de tâches lumineuses en forme de comète, d’où son nom.

http://3.bp.blogspot.com/_PdVl32nUaLs/SzxKc6CpTAI/AAAAAAAAAIo/_WtY3ZUkzrU/s320/outfocus10.jpg• Encore d’autres aberrations existent, mais la plupart sont

bien trop complexes pour être étudiées dans un travail tel que le notre, ou bien alors trop difficilement discernables sans matériel vraiment professionnel…

http://www.monolympus.com/t16053-belle-froideur

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Pour le premier test effectué sur les AC, nous avions opté pour photographier des cheminées, sur fond de ciel blanc (une configuration nous permettant de les observer relativement nettement).

II/ ExpériencesII/ Expériences

IntroductionNous allons à présent vous présenter nos méthodes de tests.

Nous avons, pour nos tests sur la diffraction, photographié une mire de type ISO 12233, utilisée par les « pros ».

Et pour le test de la distorsion et du vignetage, une simple feuille de papier quadrillé a été utilisée (malheureusement sans réelle mesure de précision dans le cas du vignetage).

Enfin, il faut savoir que nous avons testé du matériel de marque Olympus (le seul dont nous disposions). Le boîtier reflex était un E-600, et les objectifs ont majoritairement été un 14-42 mm f/3,5-5,6 et un 14-54 mm f/2,8-3,5. Un 70-300 mm f/4-5,6 a également été utilisé, ainsi qu’un autre appareil Olympus, un compact, répondant au doux nom de « XZ-1 ».

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II/ ExpériencesII/ Expériences

A) Aberrations chromatiquesL’extrait de photo ci-dessous a été pris avec un 14-54 mm f/2,8-

3,5. Nous n’avons à notre grand regret pas d’autres images présentables de cette aberration, notre trépied ayant bougé lors de la séance de prise de vue. Cela dit, cette photo est déjà plus ou moins suffisante : nous sommes parvenus à mesurer l’aberration chromatique. Elle est environ de 4,5 pixels dans les angles (partie de la photo où il y en a le plus, visible ci-contre), et de 0,5 pixels vers le centre.Ces mesures corroborent bien ce que nous disions vers le début de cette présentation, à savoir que les aberrations chromatiques étaient principalement présentes vers les angles de la photo, car les lentilles ne courbent pas toutes les longueurs d’ondes de la même manière.

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II/ ExpériencesII/ Expériences

A) Aberrations chromatiquesNous allons tout de même, à titre de comparaison, vous montrer une des images prises avec le 70-300, à pleine ouverture et à la focale de 300 mm. Le grossissement sur les photos deux et trois est de 800 %, et il est au minimum sur la première photo.

La seconde photo représente le centre de l’image originale. Les AC y sont de deux ou trois pixels.

Lorsque l’on s’éloigne et que l’on va sur les angles, les AC s’accentuent. En effet, elles sont de près de 7 pixels sur la seconde image.

Comment limiter les AC ? Pour voir la réponse, cliquez ici !

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II/ ExpériencesII/ Expériences

B) Distorsion

1. Olympus Zuiko Digital 14-54 mm f/2,8-3,5

http://fr.wikipedia.org/wiki/Distorsion_(optique)

Comme le montre ce schéma ci-contre, la distorsion se mesure avec la formule

• À 14 mm :100 * (- 0,5) / 31 ≈ - 1,6 %

• À 54 mm :100 * (- 0,3) / 43 ≈ - 0,70 %

On constate que quelque soit la longueur focale, cet objectif déforme en barillet (valeur négative), et assez fortement (respectivement gênante et très sensible, selon les critères utilisés par les magazines).

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II/ ExpériencesII/ Expériences

B) Distorsion

• À 42 mm :100 * (- 0,1) / 42 ≈ - 0,24 %

• À 14 mm :100 * (- 1,2) / 43 ≈ - 2,8 %

2. Olympus Zuiko Digital 14-42 mm f/3,5-5,6

L’on se rend compte que, si cet objectif (plus bas de gamme que le précédent), déforme bien plus à sa courte focale, sa plus longue focale est elle quasiment exempte de défauts de distorsion.

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II/ ExpériencesII/ Expériences

B) Distorsion

• À 158 mm :100 * 0,2 / 42 ≈ 0, 46 %

• À 70 mm :100 * (- 0,1) / 43 ≈ - 0,24 %

3. Olympus Zuiko Digital 70-300 mm f/4-5,6

Ce téléobjectif a une distorsion négligeable dans sa plus courte focale, distorsion qui s’inverse en coussinet en arrivant vers sa focale médiane (pour des raisons de manque de recul, nous n’avons pas réussi à prendre la même photo à la focale maximale, donc de 300 mm.).

Pour voir comment limiter les distorsions, c’est ici !

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II/ ExpériencesII/ Expériences

C) DiffractionComme nous l’avons dit précédemment, nous avons pour montrer

ce défaut optique utilisé une mire. Nous avons photographié cette mire en « plein cadre » (donc au format 4:3), avec le matériel dont nous disposions.

Pour chaque objectif, nous avons photographié cette mire à différentes focales, et à des ouvertures fixes (ouverture minimale – f/2,5 – f/3,5 - f/5,6 – f/8 – f/11 – f/16 – f/22).

Nous avons ensuite comparé les photos des différentes ouvertures , à un grossissement de 200 %, avec le logiciel Bibble Pro 5. Les résultats sont montrés dans les pages suivantes.

Rappelons qu’un objectif est censé donner le meilleur de son piqué entre f/5,6 et f/11…

Nous n’avons pas réussi à quantifier la perte de netteté, car nous ne disposions pas des moyens suffisants. Ainsi, les observations qui vont suivre ont été réalisées à l’œil nu.

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II/ ExpériencesII/ Expériences

C) Diffraction1. Zuiko Digital 14-42 mm f/3,5-5,6

À 25 mm, dans l’ordre : f/4,7-f/5,6-f/8-f/11-f/16-f/22

À 42 mm, dans l’ordre : f/5,6-f/8-f/11-f/16-f/22

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II/ ExpériencesII/ Expériences

C) Diffraction1. Zuiko Digital 14-42 mm f/3,5-5,6

Nous constatons sur les images précédentes que l’objectif a un piqué assez bon vers f/8, et à mesure que l’on ferme le diaphragme, la netteté diminue, jusqu’à avoir une sorte de bouillie informe à f/22…

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Le 14-42...

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II/ ExpériencesII/ Expériences

C) Diffraction2. Zuiko Digital 14-54 mm f/2,8-3,5

À 25 mm, dans l’ordre : f/2,8-f/3,5-f/5,6-f/8-f/11-f/22

À 54 mm, dans l’ordre : f/3,5-f/5,6-f/8-f/11- f/16-f/22

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II/ ExpériencesII/ Expériences

C) Diffraction2. Zuiko Digital 14-54 mm f/2,8-3,5

Sur cet objectif, plus lumineux que le précédent, la netteté maximale est atteinte à f/5,6, et la « bouille » est moins informe à f/22. Cependant, les effets de la diffraction se font sentir fortement, et ce dès f/11

http://a.img-dpreview.com/news/0811/olympus/14-54mmII_cut.jpg

http://leedervillecameras.com.au/images/Camera%20Lens/olympus/Olympus%2014-54.jpg

Vue en coupe du 14-54

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II/ ExpériencesII/ Expériences

C) Diffraction3. Olympus XZ-1 avec objectif i.Zuiko Digital 6-24 mm f/1,8-2,5

À la position grand-angle, dans l’ordre : f/1,8-f/2,5-f/3,5-f/5,6-f/8

À la position téléobjectif, dans l’ordre : f/2,5 -f/3,5-f/5,6-f/8

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II/ ExpériencesII/ Expériences

C) Diffraction3. Olympus XZ-1 avec objectif i.Zuiko Digital 6-24 mm f/1,8-2,5

Sur cet appareil, possédant un capteur bien plus petit que sur le E-600 utilisé précédemment, la diffraction se fait senti bien plus tôt. Le piqué est le meilleur à f/2,5 en position grand-angle, et à 3,5 en position téléobectif. À f/5,6, l’image est déjà bien dégradée, et à f/8, on a l’équivalent au f/22 du 14-42 (il est impossible de diaphragmer plus avec cet appareil, afin justement de limiter les conséquences fâcheuses de la diffraction.

http://a.img-dpreview.com/news/1101/olympus/xz1/XZ1_RightSide_Black.jpg

Limiter la diffraction ? Impossible ? Regardez bien…

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II/ ExpériencesII/ Expériences

D) VignetageIl nous a été impossible de mesurer précisément le vignetage. En

effet, nos mesures n’ont pas pu être précises en raison d’un manque de matériel.

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II/ ExpériencesII/ Expériences

D) VignetageNous observons sur les captures d’écrans de Photoshop CS5

présentes sur l’écran précédent qu’il y a une diminution de la luminosité dans les angles (photo originale prise avec un 14-42).

La calculer, ou la mesurer fait appel à des moyens trop pointus pour nous…

À titre d’exemple : • À gauche, l’extrait du centre de la photo• À droite, celui de l’angle haut droit.

Cependant, nous pouvons voir des différences dans les couleurs RVB (RGB en anglais), différences qu’il nous est impossible d’interprêter, mais que voici :

Vignetage, comment te faire disparaître ? Cliquez ici pour connaître le sort du vignetage

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III/ Limiter les défauts optiquesIII/ Limiter les défauts optiques

L’ensemble des défauts optiques (ou presque) peut être corrigé par voie logicielle. DxO Optics Pro est un des plus grands noms de cette correction, mais il est concurrencé par le reconnu Photoshop CS (la dernière version en date étant la 5). Cependant, leur manière d’opérer n’est pas vraiment identique : si DxO propose une correction automatique pour la majorité des optiques (automatisme débrayable au besoin), Photoshop CS5 est majoritairement manuel, et implique donc d’avoir une connaissance approfondie dans l’utilisation du logiciel (cela dit, de nombreux tutoriels sont trouvables sur l’Internet).

Malgré cette aide « software », moderne et très importante, nombreuses sont les aberrations à pouvoir être corrigées directement à la prise de vue (voire uniquement à la prise de vue) : c’est ce que nous allons développer à présent.

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De plus, les appareils photographiques numériques sont sans cesse plus nombreux à proposer des corrections internes, parfaitement paramétrées pour les différents objectifs de la marque.

D’autres logiciels existent, bien entendu, mais ils sont moins (re)connus. C’est par exemple le cas de Bibble 5 Pro, dont certains plugins permettent de régler manuellement la distorsion, les AC, etc…, ainsi que Adobe Lightroom, et tant d’autres…

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Introduction

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III/ Limiter les défauts optiquesIII/ Limiter les défauts optiques

A) Aberrations chromatiquesLes aberrations chromatiques peuvent être limitées par :

Il faut, le plus souvent, combiner ces solutions pour limiter les aberrations, qui existent encore toujours, parfois…

• L’ajout sur l’objectif d’un filtre, qui limite le spectre lumineux (très peu utilisé)

• L’utilisation d’un verre en une autre matière (fluorite par exemple), mais ces verres coûtent très cher (donc réservés au très haut de gamme). Le fluorure de calcium (« vrai » nom de la fluorite) a un indice de réfraction très faible, et c’est cela qui lui permet de limiter les AC.• L’utilisation de « doublets achromatique : deux lentilles composées de verres d’indice de réfraction opposé, chacune corrigeant les défauts de l’autre. C’est cette technique qui est la plus fréquemment utilisée. En effet, dans les objectifs de moins de cinquante ans (environ), chaque lentille corrige les défauts des autres (ou du moins tente de les corriger). Grâce à ceci, on obtient des objectifs « APO » (abréviation pour apochromatique). Cependant, cette appellation est souvent usurpée par les fabricants : les objectifs conçus avec des doublets, ou des triplets achromatiques ne sont pas totalement exempts d’aberrations.

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A) Aberrations chromatiquesL’ordinateur est lui aussi efficace dans les corrections des aberrations. En voici un exemple parlant. À gauche, vous pouvez voir l’image « brute de capteur », et à droite l’image retravaillée…

Étonnant, non ?

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III/ Limiter les défauts optiquesIII/ Limiter les défauts optiques

B) Distorsions

• La distorsion peut être limitée par l’utilisation de focales fixes. En effet, la formule optique de ces objectifs (peu de lentilles) leur permet d’avoir assez peu de distorsion, ou alors des distorsions assez simples à corriger.

• Selon certains, le fait de fermer la diaphragme permettrait de limiter également les distorsions. En effet, une lentille ayant une forme bombée, sa distorsion sera plus importante sur les bords, et ainsi utiliser une petite ouverture du diaphragme limitera la surface du bord des lentilles utilisée. Mais cette solution a un inconvénient majeur : la montée de la diffraction (voir diapositive suivante)…

• La solution logicielle reste une des meilleures solutions pour corriger ce défaut, à condition que l’aberration soit modérée (il est extrêmement complexe et long de corriger la distorsion d’un fish-eye, par exemple)

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III/ Limiter les défauts optiquesIII/ Limiter les défauts optiques

C) Diffraction• La première solution pour limiter les effets dévastateurs de la diffraction est d’éviter de diaphragmer à l’excès.

Je dis « dévastateurs », car il est quasiment impossible de corriger ce défaut via l’ordinateur, contrairement aux autres, sauf en accentuant la photo, mais cela ne compense pas vraiment une diffraction trop marquée…

• La photo ci-dessous a été prise avec un diaphragme très fermé, pour avoir un temps de pose suffisant pour « lisser » la surface de la mer. Cependant, cela a engendré de la diffraction, que nous avons corrigée en accentuant le fichier. Cela peut faire illusion sur un petit tirage, mais sur un grand tirage, on voit nettement un liseré blanc, principalement autour des rochers…

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D) Vignetage

• La seule manière efficace d’éviter le vignetage mécanique est d’utiliser un pare-soleil adapté à l’optique, ainsi que des filtres d’un diamètre supérieur ou égal à celui de la lentille frontale de l’objectif. De plus, il est fortement déconseillé d’utiliser plus de deux filtres montés l’un sur l’autre, et cela est vrai d’autant plus avec les objectifs grand-angle.

1. Vignetage mécanique

2. Vignetage optique

• Pour limiter le vignetage optique, il faut diaphragmer d’un ou deux crans. Cela suffit sur la plupart des objectifs, et ne crée pas de diffraction (causée uniquement, rappelons-le, par une fermeture de diaphragme exagérée).

• Les logiciels de traitement d’image corrigent tous le vignetage, simplement en éclaircissant les angles de l’image. Il convient cependant de rester réaliste : si le vignetage est vraiment trop important, la correction logicielle éclaircira certes les angles, mais au prix d’une montée en bruit numérique très forte, et donc d’une diminution de la netteté…

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ConclusionConclusion

• Les défauts optiques ont donc toujours existé, et, je pense, existeront encore longtemps : même si nous possédions la technologie pour construire des optiques parfaites, cette technologie ne serait pas appliquée immédiatement dans les appareils photos grand public (dans l’ordre d’apparition : Armée, Médecine, Professionnels, Amateurs fortunés, Amateurs…).

• Les opticiens planchent donc sur ces optiques parfaites, à bas coût, qui pourraient dans quelques années équiper nos appareils photos, évidemment, mais aussi nos caméscopes, voire même nos téléphones portables…

• Nous, qui avons travaillé plus de six mois sur le sujet, serons-nous ces opticiens ?

La question mérite d’être posée… ou pas !!!

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