Archive du forum galerie-photo : esthétique et autres discussions 2010-2013 




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zone plate
Envoyé par: annie-louise
Date: 09/05/2012, 21:16

Bonjour
Je cherche des infos traitant de ce procédé. Livre ou article, fournisseur...

merci d'avance

Re: zone plate
Envoyé par: Henri Gaud
Date: 09/05/2012, 21:48

C'est juste une optique,
Une sorte de sténopé technologique.
Chez Thierry Gonidec

-------
No Pasaran
-------

Re: zone plate
Envoyé par: annie-louise
Date: 09/05/2012, 22:13

Merci Henri
cordialement

Re: zone plate
Envoyé par: bokey shutter
Date: 10/05/2012, 09:58

Je profite pour poser une question dans le droit file de ce que je demande d'ordinaire :
Quel intéret à utiliser ce système par rapport à un sténopé, la différence que j'y voit sur le site de monsieur Gonidec est que la photo est floue un peu plus qu'avec un sténopé.

Vous me répondrez peut être que d'aucuns croient en Dieu, d'autre à Allah mais qu'en fin de compte cela relève de la même psychose !

[www.flickr.com]


[www.flickr.com]

(°_°)

réseau zôné de Fresnel
Envoyé par: Emmanuel Bigler
Date: 10/05/2012, 14:07

Le francophone intransigeant ne connaît que le réseau zôné de Fresnel.

Ce qui n'empêche nullement son utilisation en baie de Somme, l'une des zônes les plus plates de la République.

Il faudra que je fasse un jour un p'tit article au sujet de ce fameux réseau zôné de Fresnel.

En attendant, voici un pavé indigeste ...

Je reconnais que je n'ai jamais été convaincu non plus de l'intérêt de ce type de pseudo-lentilles, mises en compétition face au bon vieux sténopé tout simple, pour de la prise de vue dans le visible, à destination des artistes créatifs.

Certes, en rayons X mous, où il n'y a pas de lentille possible, le réseau zôné permet de faire de la microscopie X autrement que par contact, mais pour le visible, dans la mesure où on a de très nombreux autres sytèmes optiques à sa disposition ...

Quels sont donc les difficultés du réseau zôné ?

C'est un réseau de diffraction dont les stries sont arrangées de façon concentrique,avec 50% noir et 50% clair, suivant une progression mathématique assez simple =>
r_p = r_1 . racine(p)

où r_1 est le rayon caractéristique de la prmière zône, "r_p" est le rayon de la p-ième zône ; et la focale "f" est :

f = r_1^2 / (2 lambda)
r_1 = racine(2 lambda f)

où lambda est la longueur d'onde de la lumière.

Il n'est pas nécessaire d'avoir un centre clair. Muni de ces quelques formules, il est facile de faire un tracé des stries successives. Ce qui est moins facile c'est d'en faire un bon contretype, mais faisons confiance à ceux qui savent fabriquer cela, c'est un autre débat.

petite erreur : r_1 = 0,33 mm, corrigée après coup, ce qui change le nombre de cernes à 230 pour une f/10 et 57 pour une f/20

Pour fixer les idées, on prend lambda = 0,55 micron, le max de sensibilité de l'oeil dans le visible, pour une focale de 100 mm, j'aurai une valeur de r_1 = 0,33 mm, diamètre est 2 r_1 = 0,66 mm

La valeur de r_1 est proche du diamètre 0,38 mm du sténopé optimal selon la formule empirique de Stroebel

a_{opt en mm} = (1/28) (racine de f en mm)

à f=100 mm =>> 10/28 = 0,38 mm

Si on part pour un nombre d'ouverture f/10 avec f=100 mm, le diamètre max des stries, donc le diamètre de la lentille, sera de 10 mm ; soit rayon max de 5 mm.
p = (r_p/r_1)^2 = (5/0,33)^2 = environ 230 cernes au total

La distance centre à centre entre les deux cernes les plus fins, au bord, sera de 0,33/(2 racine (p)) = 10 microns, donc des fentes moitié de cette distance, de 5 microns de large, faut déjà fabriquer l'objet.
On peut rabattre les ambitions et tabler sur du f/20, donc un r_p de 2,5 mm, pour un p de 57, et une largeur de fente en bord de lentille de l'ordre de 10 microns ... outch de toutes façons ça commence mal pour fabriquer cela au burin de graveur.

Il existe des réseaux zônés dont les stries microscopiques sont en plastique moulé, comme une lentille de Fresnel miniature, ces réseaux-là sont de véritables micro-lentilles diffractantes très efficaces, gouvernées par les mêmes équations pour les dimensionner, donc avec des dimensions qu'on peut estimer comme ci-dessus ; mais pour autant que je le sache, les réseaux zônés vendus pour les artistes photographes amateurs de sténopé sont de simples réseaux zônés par transmission, comme un sténopé, mais au lieu d'avoir un simple trou centré, ou a la succession des différentes zônes en transparence sur un fond noir totalement absorbant.

Les grandes lentilles de Fresnel utilisées avec nos verres dépolis ne font pas, en principe, appel à la diffraction, mais seulement à la réfraction ; comme une succession de petits prismes de dimensions néanmoins très supérieures à celle de la longueur d'onde de la lumière ; les micro-lentilles de Fresnel diffractantes en plastique moulé combinent de façon très subtile les effets de réfraction et de diffraction pour réaliser la fonction d'une micro-lentille extra-plate, plate comme une zône plate du littoral.

N'importe quel réseau zôné par transmission, du moment qu'il respecte la loi de distribution des diamètres des cernes, se comporte en lumière visible comme un objet étrange qui réunirait en un même plan les propriétés combinées et simultanées de ces trois composants élémentaires de l'optique géométrique :

- une lame à faces parallèles très mince qui ne dévie pas du tout les rayons
- une lentille convergente avec une certaine distance focale "+f"
- une lentille divergente avec une distance focale égale et opposée "-f"

Le tracé de rayons correspondant, une fois admises ces propriétés, est donc comme si on superposait sur 3 calques, le tracé de rayons d'un truc N°1 qui ne fait rien du tout et laisse passer les rayons tout droit, d'un truc N°2 qui est une lentille convergente et d'un truc N°3 qui est une divergente de focale égale et opposée. La proportion de lumière pour chaque composante est difficile à estimer, je ne veux pas m'avancer, disons que c'est plus de la moitié qui passe tout droit sans déviation (une moitié semblerait normal, le taux d'obturation du réseau zôné c'est environ 50/50), un petit quart pour la convergente et un autre petit quart pour la divergente. Plus des chouïas qui passent comme si s'ajoutaient dans la danse des focales de + ou - 3f, + ou - 5f .... n'insistons pas ; disons simplement que la partie de la lumière qui forme l'image avec cette "lentille convergente de focale f" c'est, hélas, une toute petite proportion de ce qui va atteindre le film.

S'il était possible par la pensée de n'isoler que la "lentille convergente" on aurait une lentille dont le nombre d'ouverture N est égal à la focale divisée par le diamètre total du réseau zôné.

L'intérêt du réseau zôné est donc son nombre d'ouverture N bien plus lumineux que l'obscur sténopé optimal pour le visible. L'obscur sténopé optimal a une 'focale' "f" définie par une ouverture de trou de diamètre "a_{opt}" par la condition
"a_{opt} = (1/28) (racine carrée de f)",
Ceci correspond à peu de choses près au diamètre de la zône claire, au centre d'un sténopé de focale f, par transmission, à centre clair.
Le nombre d'ouverture su sténopé optimal est N = f/a_{opt}, ce nombre tourne autour de quelques centaines.

Et dans le principe, on peut montrer par un petite exerice académique que la limite de résolution de cette composante convergente est égale à l'intervalle existant centre à centre entre les deux zônes les plus fines au bord de a lentille. D'où une bien meilleure qualité d'image, en termes de résolution. On rêve donc à ce réseau zêné de Frensel, f= 100 mm, f/20, avec 5 à 10 microns de résolution !!


MAIS.

Hélas, trois fois hélas, dans un réseau zôné ordinaire par tranmission, en plus de la lumière focalisée par la composante convergente, on récupère plus du double de lumière parasite transmise directement, plus encore un p'tit quart de lumière issue de la lentille divergente et des chouïas des ordres de diffraction supérieurs ....

Or l'image la plus fine, lorsqu'elle est massivement parasitée par de la lumière diffuse, apparaît toujours comme horriblement moche.

Et quand cette proportion de lumière parasite excède la quantité de lumière qui sert à former les fins détails, via la composante convergente, une situation rarissime avec une optique courante, eh bien .... on ne comprend plus l'intérêt technique du réseau zôné de Fresnel.

Si on ajoute, pour faire bon poids, que cette focale est terriblement dépendante de la longueur d'onde ; à savoir qu'entre le bleu à 0,4 microns et le rouge-juste-visible à 0,7 microns, la variation de focale pour un système de stries donné est en proportion directe du rapport des longueurs d'onde, soit 7/4 = 1,75, on mesurera l'étendue du désastre !

Une variation de focale énorme, gargantuesque, une aberration chromatique longitudinale effroyable, qui fait paraître la plus modeste lentille simple taillée dans un c... de bouteille en plastique comme un apochromat.

Et bien entendu le sténopé optimal souffre de ce défaut, mais l'image qu'il nous donne est tellement floue qu'on ne s'en rend même pas compte.
En revanche l'absence de lumière parasite dans le sténopé-bête-des-familles, en comparaison de ce qui se passe avec un réseau zôné de même focale, rend finalement l'image du sténopé comme très agréable en comparaison ...

Tout ceci, bien entendu, sont des considérations théoriques ;-)

Il ne vous reste plus qu'à essayer ... de mettre la théorie en défaut.
Après tout, les clients pour le film en l'an 2012 ne sont pas tous des amateurs d'images nettes ; or, plus y'a de consommateurs de film tous formats confondus, plus on est contents.

Les Gardiens de la Résolution et du taux de lumière parasite à moins de 1% sont priés de se taire et de faire profil bas : on a besoin des sténopistes et des réseauzônédefresnellistes comme compagnons de route pour nos fournitures !!

E.B.



Modifié 3 fois. Dernière modification le 16/05/2012, 20:02 par Emmanuel Bigler (modérateur).

Re: réseau zôné de Fresnel
Envoyé par: bokey shutter
Date: 10/05/2012, 14:47

Emmanuel Bigler écrivait:
r_p = r_1 . racine(p)
>
> où r_1 est le rayon caractéristique de la prmière
> zône, "r_p" est le rayon de la p-ième zône ; et la
> focale "f" est :
>
> f = r_1^2 / (2 lambda)
> r_1 = racine(2 lambda f)
>
> où lambda est la longueur d'onde de la lumière.

> Pour fixer les idées, on prend lambda = 0,55
> micron, le max de sensibilité de l'oeil dans le
> visible, pour une focale de 100 mm, j'aurai une
> valeur de r_1 = 0,23 mm, diamètre est 2 r_1 = 0,43
> mm on est proche du diamètre 0,38 mm du sténopé
> optimal selon la formule empirique de Stroebel
>
> a_{opt en mm} = (1/28) (racine de f en mm)
>
> à f=100 mm =>> 10/28 = 0,38 mm
>
> Si on part pour un nombre d'ouverture f/10 avec
> f=100 mm, le diamètre max des stries, donc le
> diamètre de la lentille, sera de 10 mm ; soit
> rayon max de 5 mm.
> p = (r_p/r_1)^2 = (5/0,23)^2 = 472 cernes au
> total
>
> La distance centre à centre entre les deux cernes
> les plus fins, au bord, sera de 0,23/(2 racine
> (p)) = 5 microns, donc des fentes moitié de cette
> distance, de 2,5 microns, faut déjà fabriquer
> l'objet.
> On peut rabattre les ambitions et tabler sur du
> f/20, donc un r_p de 2,5 mm, pour un p de 118, et
> une largeur de fente en bord de lentille de 5
> microns
>


Bon, une aspirine et au lit !

Re: zone plate
Envoyé par: pierre corratgé
Date: 10/05/2012, 15:29

ayant à peu près 0,00001% des connaissances d'Emmanuel en optique et certainement des facultés cognitives en baisse pour comprendre son mail, mais ayant travaillé sur le flou, je me bornerai a dire que le flou du Zoneplate, pardon, du Réseau Zoné de Fresnel, ne me plait pas du tout...

je sais maintenant qu'il y a une explication à ça, même si je n'ai pas compris exactement pourquoi.

En tout cas merci à Emmanuel, qui, outre ses contrepèteries que je ne découvre pas toujours, essaie de nous tirer vers le haut... avec de l'énergie et du temps...

Pierre Corratgé
[www.pierrecorratge.com]
[pierrecorratgephoto.wordpress.com]

Re: zone plate
Envoyé par: Emmanuel Bigler
Date: 10/05/2012, 17:50

Qu'on me pardonne cette petite bouffée de réseau zôné, il se trouve que j'ai cela en tête pour des raisons diverses, en partie liées à un cours que je donne ici.
Et sur le forum GéPé, non selement on n'a pas le droit d'afficher des images, mais on ne peut même pas utiliser un formattage standard style LaTeX pour avoir de belles équations mathématiques comme dans wikipédia ;-)


En résumé, dans l'image donnée par un réseau zôné ordinaire avec ses ordres de transmission (-1, 0, +1) qui correspondent à la lentille divergente, la lame neutre et la convergente, plus des ordres supplémentaires (.... -7, -5, -3, +3, +5, +7 ..), on a d'entrée de jeu la perte de l'homogénéité du flou en profondeur, caractéristique unique du sténopé, puisqu'on se retrouve avec un bête comportement de lentille, mais en plus, au contraire du sténopé, se superpose à l'image "nette" une quantité de lumière parasite qui excède de loin celle qui sert à former cette image, autre défaut que n'a pas le sténopé.

---------------

que je ne découvre pas toujours

Un vieux camarade d'études en a trouvé une qu'il pensait volontaire dans le titre de l'article qui accompagne celui de François Besson sur son Rotosténopé(TM).

J'en ai parlé à la Comtesse, qui m'a confirmé !
« Effectivement, les petits trous ont finalement pas mal d'abaques »

E.B.

Re: zone plate
Envoyé par: pierre corratgé
Date: 10/05/2012, 17:54

bon, celle là je l'aie eue.
par contre, les ordres de transmission...

Pierre Corratgé
[www.pierrecorratge.com]
[pierrecorratgephoto.wordpress.com]

Re: zone plate
Envoyé par: Emmanuel Bigler
Date: 11/05/2012, 10:05

par contre, les ordres de transmission...

c'est du jargon d'optique physique, désolé, je suis allé bien trop vite.

Dans un réseau de diffraction à stries droites éclairé par un laser (lumière parfaitement monochromatique), une partie de la lumière va tout droit comme s'eil ny avait rien du tou (ordre zéro), une partie est diffractée comme si elle était défléchie par un prisme dans une direction d'angle (lambda/a) où lambda est la longueur d'onde de la lumière et "a" est le pas du réseau, c'est à dire la distance centre à centre entre les stries du réseau.
Une autre partie de la lumière est difractée :défléchie de façon symétrique sous un angle égal et opposé (-lambda/a) comme si c'était un prisme placé tête-bêche par rapport à l'ordre 1.
ce n'est sans doute pas une bonne idée que d'évoquer un prisme, pur différentes raisons, mais la déflexion de la lumière et la décomposition de la lumière bmlanche par un priseme de verre sont des notiosn a priori plus familières à nos lecteurs.

Donc ces directions sous lesquelle sort de le lumière derrière le réseau sont appelés par définition les ordres -1, 0, +1 du réseau.

Dans la plupart des réseaux, il y a de la lumière qui est également renvoyée dans les direction d'angles : plus ou mois 2 x lambda/a, plus ou moins 3 x lambda/a, etc ... avec une efficacité lumineuse qui diminue de plus en plus au fur et à mesure que l'angle No x lambda /a augmente.

Dans un réseau zôné de Fresnel la symétrie circulaire des stries renvoie une focalisation sur l'axe, mais ces "ordres supérieurs" existent aussi.


Je prépare un dessin et ce sera plus clair.

E.B.

Re: zone plate
Envoyé par: robert colognoli
Date: 11/05/2012, 21:21

A la dernière ligne: "...avec un défaut bien plus gênant dans dans une simple lentille de verre."
Est-ce-qu'il faut lire: ...QUE dans une simple lentille en verre?
RC

Re: zone plate
Envoyé par: Emmanuel Bigler
Date: 12/05/2012, 13:02

Est-ce-qu'il faut lire: ...QUE dans une simple lentille en verre?

Oui ! bien entendu, merci de cette relecture attentive.

Version améliorée avec une explication simple de l'effet de focalisation

E.B.

Re: zone plate
Envoyé par: marzin
Date: 16/05/2012, 18:11

"p = (r_p/r_1)^2 = (5/0,23)^2 = 472 cernes au total "

472, vous êtes sûr ? J'aurais pensé moins...

"réseau zôné "

Vous êtes sûr ? à Montrapon on met pas de chapeau. D'accord pour l'allitération en ZZZ, par contre.

Bref, c'est flou, j'ai bon ?

S.Shore

Re: zone plate
Envoyé par: Emmanuel Bigler
Date: 16/05/2012, 19:51

472, vous êtes sûr ? J'aurais pensé moins...

Toujours faire et refaire le calcul avant d'afficher ! Merci de votre vigilance !

Pour f= 100 c'est r_1 = 0,33 mm et non pas 0,23 (faute de frappe sur le forum, la valeur dans le pdf est bonne)

on refait le calcul en direct.

on suppose qu'on est d'accord sur les deux équations de base :
1/ f = r_1^2/(2 lambda)
bis/ d'où r_1 = racine de (2 lambda f)
2/ r_p = r_1 racine de ( p )
2 bis/ d'où p = (r-p/r_1)^2

Auquel il faut ajouter l'intervalle centre à centre entre les deux zônes (comme on n'écrit pas à Montrapon, mais là bas y causent pas comme moi) les plus fines, qui vaut r_1/(2 racine (p) )

Focale f= 100 mm donne r_1 en mm = racine de (2 x 100 x 0,55( x 10^{-3}) = 0,33 mm

(0,23 mm pour le r_1 ça donnerait environ une focale de 50 mm à 0,55 microns de longueur d'onde.)

Le diamètre de la partie centrale transparente, qui couvre la moitié du cercle de rayon r_1 (voir le pdf explicatif, page 1), est donc de 0,33 mm, très proche du 0,38 de la formule empirique de Stroebel.

pour un nombre d'ouverture f/10 on a : r_p = 5 mm
d'où p = (5/0,33)^2 = 230 environ soit nettement moins !



et un écart entre cernes, au bord : r_1/(2 racine (p)) = 10 microns donc des fentes de 5 microns.
Toujours aussi infaisable, hélas, au burin à la main ...

E.B.



Modifié 6 fois. Dernière modification le 16/05/2012, 20:14 par Emmanuel Bigler (modérateur).

Re: zone plate
Envoyé par: marzin
Date: 17/05/2012, 18:41

En effet, quoique ... au pif, c'est plutôt un coup de pot ! 230 au lieu de au lieu de 472 c'est énorme et ça change tout. C'est vachement moins flou.

"A la fin tu es las de ce monde ancien
bergère o tour Eiffel le troupeau des ponts (battant) bêle ce matin."

G. Apollinaire : Zone

Re: zone plate
Envoyé par: Emmanuel Bigler
Date: 18/05/2012, 12:00

G. Apollinaire : Zone

Justement, les ressources Internet consultées pour l'occasion nous disent qu'Apollinaire écrfit : zône !

230 au lieu de au lieu de 472 c'est énorme et ça change tout. C'est vachement moins flou.

Je ne suis pas certain de comprendre la signification de cette phrase, mais peu importe : les 472 zônes seraient le décompte théorique d'un réseau zôné de 50 mm de focale pour lambda = 0,55 microns, avec un nombre d'ouverture de 5 (f/5) soit 10 mm de diamètre, avec 0,23 mm pour le trou central et 5 mm pour le dernier rayon.

Dans le principe la limite de résolution donnée par l'image de la partie convergente du réseau serait égale à la distance centre à centre entre les deux derniers cernes. Donc dans notre cas,, pour f=100 mm ; ouverture relative f/10 (N=10), la limite de résolution de l'ordre de 10 microns, soit en gros N microns , la règle classique pour n'importe quel système convergent limité par la diffraction, ouvert à f/N.

C'est la superposition d'un niveau de lumière parsite énorme (par comparaison avec le sténopé) qui pour moi est le problème, pas tant la finesse espérée de l'image.

Je n'ai jamais tenté de fabriquer moi-même une telle zône par photo-réduction d'un dessin sur papier, vers du film haute résolution facile à trouver pour l'amatgeur comme du film ortho à grand contraste, un de ces COPEX PAN qu'on s'évertue à détourner de son but initial à haute résolution et grand contraste !!
Mais je pense qu'avec les dimensions sus-indiquées, f=100 mm, f/10 ; trou central de 0,33 mm (dans l'image photo-réduite) et environs 200 zônes, ça ne mange pas de pain de tenter le coup avec un Nicro-Miquort des familles, même si les zônes externes ne sont pas bien résolues.
Un NIcro-Miquort parce que le champ-image souhaité est de 10 mm seulement, donc ne pas aller chercher l'apo ronar de 300 mm de focale, couvrant 300 mm de diamère pour cette tâche !

Post Scriptum : il faut que je regarde dans le stock existant de photo-masques de mes travaux pratiques si j'ai pas kek' chose qui ressemble à une zône de Fresnel ;-)

E.B.

Re: zone plate
Envoyé par: marzin
Date: 21/05/2012, 14:08

Désolé si j'ai été mal compris, mes approximations n'étaient qu'une boutade ; je m'incline bien bas devant tant de science opticienne.

Par contre pour zone, je persiste : le signe diacritique a disparu depuis sans doute le XVIII ème siècle, à l'origine le mot grec en comportait 2. ("Zônê" en grec de cuisine.) Soit Guillaume le plaçait exprès pour faire archaïque, soit il écrivait une connerie...

Anecdote

Picasso à Braque :
-"Guillaume est mort !
-De quoi donc ?
-De la grippe.
-Ah, bon, une grippe... C'est pas grave."

Désolé j'ai rien trouvé de mieux, c'est la zone.





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