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 Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: JL Cuvellier 
Date:   26-11-2005 03:01

Bonjour,
Je me demandais:
Indépendement de l'aspect des zones floues,
Un télé à miroir a-t-il , a focale, diaphragme et distance égale autant ou moins de profondeur de champ qu'un télé classique?


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur:  Emmanuel Bigler 
Date:   26-11-2005 10:09

Hmmmm... difficile de répondre de façon très précise.Mais on va essayer au moins de poser le problème le plus simplement possible.

En effet pour les optiques classiques dans lesquelles la pupille de sortie, image de l'iris vers l'arrière, est un polygone à côtés plus ou moins curviligne (les fameuses 5 lames du synchro compur et de ses frères, les 10 ou plus lames des belles optiques d'antan et des apo-repro classiques) le modèle des cercles de confusion, qui suppose que la pupille de sortie se projette géométriquement (pas d'aberrations !) pour une image défocalisée, donne satisfaction tant que la diffraction est négligeable.
À l'appui de la pertinence de ce modèle ancien et accepté on peut justement citer le modèle des chercheurs de Stanford qui arrivent à reconstituer des images nettes en supposant que le défaut est simplement géométrique, un cercle de confusion bien rond et bien sage (un rond tout à fait clos, lui, sans finir par aucun trait horizontal ;-);-))

Pour un catadioptrique, on a une pupille annulaire à cause de l'occultation centrale qui est de règle dans les formules photographiques à miroir. Donc la première idée est de prendre le pire cas pour estimer la qualité d'image défocalisée en prenant la diamètre extérieur de la pupille... mais là on entre dans des difficultés car visuellement, l'aspect des zônes de transition net-flou (le fameux bokeh, en résumé) est très différent de ce qu'on obtient avec une pupille classique polygonale.

Donc : la réponse n'est pas simple parce que le diamètre extérieur de la pupille annulaire n'est pas directement lié à l'ouverture photométrique, puisqu'il y moins de lumière qui rentre à cause de l'occultation centrale. Donc si on dit 'à ouverture égale' il faut préciser 'ouverture photométrique' donc si on prend le pire cas pour le cercle de confusion, on peut dire qu'à ouverture photométrique égale le cercle de confusion extérieur est plus gros que dans une pupille classique, on aurait donc, qualitativement et juste pour essayer de répondre, moins de profondeur de champ à luminosité égale. (ouf : je pèse mes mots ;-)

La seule réponse un peu argumentrée mais qui dépasse de loin le petit modèle de la projection des cercles de confusion serait un argument bien charpenté basé sur l'examen des courbes FTM du système catadioptrique défocalisé, avec aberrations et diffraction c'est pas plus cher avec les calculateurs du XXI-ième siècle, prendre un critère de netteté acceptable sur cette courbe FTM, par exemple une « note de mérite » qui prend en compte trois fréquences spatiales intéressantes photographiquement, comme le contraste obtenu à 10-20-40 pl/mm, en déduire une comparaison avec le même critère sur les courbes FTM défocalisées pour une optique à pupille classique..... Pas très difficile à faire avec un logiciel moderne dans le genre d'Oslo, mais je ne m'avancerais pas sur les conclusions !!!

Donc en résumé j'ai envie de dire : moins de profondeur de champ à ouverture photométrique égale, et sans doute pour les raisons esthétiques connues, essayer d'éviter les zônes de points brillants très défocalisés à cause de leur image annulaire fort désagréable selon les canons de beauté (de beau-keh-té) admis communément ;-);-)


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: jean-claude LAUNEY 
Date:   26-11-2005 10:51

Je ne sais si cela existe mais je n'ai jamais vu de courbe FTM d'objectifs catadioptriques.
Il est vrai que ceux-ci sont fort rares. Je me rappelle que cela a été à la mode dans les années 60 - 70. Mais les problèmes pour diaphragmer et l'aspect petits anneaux des points flous était rebutant.
Il existe des Rubinar de 500
Minolta Nikon et Tamron ont aussi ( avaient ) un 500 dans leur catalogue

On a ici de beaux ( ? ) exemples de flou cata-( dioptrique ) ( strophique ? )
Mais certains aiment
Tous ces exemples sont évidemment en 24x36.
Pas souvenir de catadioptriques dans un plus grand format

JCL


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: JL Cuvellier 
Date:   26-11-2005 11:07

-Merci, Emmanuel pour votre trés complète réponse !


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: JL Cuvellier 
Date:   26-11-2005 11:43

Ayant trouvé un adaptateur FD-EOS, j'ai pu monter mon vieux 500 catadioptrique Canon sur le DSmk2...
La combinaison est interessante du fait de la facilité de jouer avec les ISOs qui compense le diaph fixe.
Et (à condition d'une mise au point précise, pas évidente sur des sujets en mouvement), le piqué est bien supèrieur à ce qu'avait laissé supposer un fil antèrieur.
Je ne reviendrai pas sur la discrétion et à la maniabilité par rapport à un gros 600 (un grossissant !!!) blanc de la même marque...


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: JL Cuvellier 
Date:   26-11-2005 12:17

...Quand je parle de piqué, j'entend pouvoir juger de la qualité du grain de peau (quand il fait trés beau,à 800 iso au 1/500 et sans pied) de la jolie dame, là-bas,de l'autre côté de la rue...
...tiens,cela pourait être une nouvelle norme!


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: jean-claude LAUNEY 
Date:   26-11-2005 13:43

<< On a ici de beaux ( ? ) exemples de flou cata-( dioptrique ) ( strophique ? ) >>

avec le lien c'est mieux :

http://ray3d.free.fr/Rubinar500/e00056.jpg


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: jeanba3000 
Date:   26-11-2005 14:56

Étonnant ces flous circulaires, très inhabituels !

On dirait un habile traitement Photoshop, mais du coup ils prennent un peu trop d'importance dans l'image.


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur:  Emmanuel Bigler 
Date:   26-11-2005 19:27


Étonnant ces flous circulaires, très inhabituels !
On est plus habitué au pentagone à bords arrondis du synchro-compur !! Pas de mystère, un poitn brillant hors de la zône de netteté se projette dans l'image comme la projection cônique de la pupille...
Je proposerais bien une tentative d'explication au fait que les p'tits ronds de lumière en arrière plan sont acceptables esthétiquement lors que les petits anneaux brillants font bizarre.
En effet on est habtué à voir des petits ronds de lumière se balader dans les feuillages en arrière-plan dans les payages d'été, ils sont tout simplement l'image multi-sténopé du disque solaire à travers des enchevêtrements de feuilles ; quelle que soit la forme limitant le faisceau, sufisamment loin des feuilles se projette une image circulaire. Il y a un tableau de Monet qui est à Philadelphie, basé sur ces petits ronds de lumière, Le tableau représente une femme comme on peut en voir dans beaucoup de tableaux de Monet, mais le personnage est à l'ombre sous un feuillage en été ; il y a un travail singulier de restitution de ces ronds de lumière, me semble-t-il plutôt rare en peinture ; une gageure en quelque sorte vu le côté fluctuant et fantasque de ces petits ronds...
Mais jamais on ne voit de petits anneaux... sauf pendant une éclipse de soleil annulaire ;-)


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: Emmanuel Bigler 
Date:   26-11-2005 20:05

Je ne sais si cela existe mais je n'ai jamais vu de courbe FTM d'objectifs catadioptriques.
Je ne connais que des exemples académiques. La courbe FTM d'une optique catadioptrique parfaitement stigmatique à pupille annulaire se calcule facilement.
Il y a un chapitre du bouquin de Warren Smith(Modern Lens design) consacré aux optiques catadioptriques, mais les seules courbes FTM du bouquin, outre celles du système parfait, sont celles d'un Schmidt-Cassegrain à usage astronomique...
ce qu'on peut dire de la courbe limite idéale c'est qu'à diamètre extérieur égal, l'occultation centrale est très néfaste à la FTM, celle ci chute beauoup plus vite que celle de la pupille circulaire, d'autant plus vite que la surface occultée est importante. La fréquence de coupure ultime est la même pour les deux systèmes, elle est donnée par le diamètre du cercle extérieur. On a d'ailleurs làun bel exemple des réserves qu'on peut avoir à qualifier une optique par la seule donnée de sa fréquenc de coupure de diffraction ultime, le catadioptrique donnera une image moins bonne parce que bien moins contrastée aux fréquence moyennes alors que les fréquences élevées passent de la même façon, avec la mêm fréquence coupure 1/(N*lambda) où N est le nombre d'ouverture pour le diamètre total, qui ne corresponda pas à l'ouverture photométrique en cas d'occultation centrale.

Mais je doute que cette FTM théorique de diffraction soit significative dans un catadioptrique photographique qui est un système compliqué avec des lentilles supplémentaires, les sytèmes catadioptriques photographiques de prix abordable doivent être bin loin des limites de diffraction !! (je n'ai pas parlé des Mirotar Zeiss !!)


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: jean-claude LAUNEY 
Date:   26-11-2005 20:35

Donc si je n'ai pas vu c'est qu'il n'y avait pas grand chose à voir ( ou inversement ).

Je n'en ai jamais utilisé ( dur à trouver en 6x6 ou 6x9 ;-)).

Merci Emmanuel pour toutes ces explications.

JCL


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: Dan Fromm 
Date:   26-11-2005 23:50

Et le Questar 700/8, Emmanuel?


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: JL Cuvellier 
Date:   27-11-2005 00:11

"Mais jamais on ne voit de petits anneaux... sauf pendant une éclipse de soleil annulaire ;-)"
Ca peut être un challenge interessant...


"Mais jamais on ne voit de petits anneaux... sauf pendant une éclipse de soleil annulaire ;-)"
-Tout cela nous renvoie à la transversalité peinture/photo (voire un fil précédent"

"Mais jamais on ne voit de petits anneaux... sauf pendant une éclipse de soleil annulaire ;-)"
Il me semble qu'à une époque il y avait dans le catalogue Rollei un 1000 catadioptrique destiné (si mes souvenirs sont bons) au SL66 !?!


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: JL Cuvellier 
Date:   27-11-2005 00:13

Oups:
"Je n'en ai jamais utilisé ( dur à trouver en 6x6 ou 6x9 ;-))."
Il me semble qu'à une époque il y avait dans le catalogue Rollei un 1000 catadioptrique destiné (si mes souvenirs sont bons) au SL66 !?!


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur:  Emmanuel Bigler 
Date:   27-11-2005 02:25

Il me semble qu'à une époque il y avait dans le catalogue Rollei un 1000 catadioptrique..
Il y a eu un Mirotar® de 1000 mais il y a aussi eu au catalogue Rollei un 1000 mm à lentilles classique, jamais proposé au catalogue Hasselblad. le Mirotar 1000 est apparu brièvement au catalogue Hasselblad mais on peut douter qu'il ait effectivement été commercialisé dans cette monture.
Le nombre d'optiques de ce type (1000 mm classique ou à miroir) jamais fabriquées par Zeiss n'est pas connu mais je ne serais pas étonné que les doigts de deux ou trois mains suffisent à les compter.


Pour les amteurs de simulations simples, vous trouverez au lien ci-dessous un petit diagramme correspondant à la comparaion des FTM d'un système parfait à pupille circulaire avec celle d'un système parfait à pupille annulaire dans le cas d'une occultation centrale de rayon égal à la moitié du rayon extérieur.

L'occultation centrale bouffe le contraste aux basses fréquences spatiales mais cela le rehausse un peu aux hautes fréquence spatiales !! Comment réagit en pratique un vrai système avec des lentilles en plus et des aberrations partiellement corrigées.. je ne sais pas !!

J'ai également tracé la façon simple et sans calcul permettant de trouver la limite théorique de FTM pour une optique idéale, aux fréquences inférieures à 0,8 fois la fréquence de coupure, en traçant simplement une droite qui tombe de 100% à 0 pour 80% de la fréquence de coupure, et qui est très près de la courbe réelle sauf vers la fin où il ya un petie atterrissage en douceur.
80% de la fréquence de coupure cela donne une période=1/fréquence d'environ 1,2 N lambda c'est à dire le bon vieux critère de Rayleigh... qu'on peut donc réinterpréter de cette façon amusante.

Photographiquement parlant, nos images sont toujours dans la moitié inférieure de cette courbe on ne voit jamais le bout parce qu'il y a toujours des aberratiosn résiduelles. Mais la pente de départ aux basses fréquences spatiales correspond assez bien aux performances, au centre du champ, des très bonnes optiques photographiques ou celles qui sont fortement diaphragmées au-delà du raisonnable ;-)
http://cjoint.com/?lBcoPLZVpO


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: JL Cuvellier 
Date:   27-11-2005 03:24

-Trop fort, Emmanuel.. !!!
-Je ne suis pas sur d'avoir tout compris, mais je vais réessayer...
Merci en tout cas pour ce cours d'optique... qui me fait regretter de n'avoir pas été plus assidu pendant mes cours de maths...


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: jean-claude LAUNEY 
Date:   27-11-2005 14:49

J'ai trouvé ! Et avec les courbes FTM !

Un descriptif du Mirotar 1000 /5,6 ici
http://www.eureca.de/pdf/zeiss/german/Mirotar1000.pdf

Je ne comprend rien à l'allemand mais les caractéristiques techniques c'est en langage universel

Il est prévu pour le format 6x6 et des adaptateurs pour le rollei SL66 et le Contax

420 mm de long pour 250 de diamètre et un poids respectable de 16,5 kg. Il doit y avoir quelques kilo de verre. ( par comparaison le Mirotar de 500 / 4,5 ne pèse que ( ! ) 4,5 kg )

les courbes FTM sont excellentes à mon avis ( bien meilleurs que celle du télé Tessar de 1000 / 8), la distorsion quasi nulle.
Mais évidemment c'est du Zeiss ! et le prix devait être en rapport !!

J'ai vu par ailleurs qu'il daterait de 1975 ; une autre source donne une production entre 1966 et 1991. Et le prix de 1991 aurait été de 30 000 $ !

si Emmanuel pouvait brièvement résumer le texte de présentation. Curieux de lire les arguments vantant cet objectif

Merci

NB par curiosité j'ai vu à Photo Suffren un Mirotar 8 /500 neuf à vendre 1000 euro


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: Henri Gaud 
Date:   27-11-2005 14:56

Intéressant,

Merci Jean-Claude,
Mais la FTM de ce 1000 reste haut de gamme, mais pas hors norme,
Le F/4 de 500 Canon est très au dessus, par exemple.

HG


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: jean-claude LAUNEY 
Date:   27-11-2005 17:41

Je précise le Mirotar à vendre est comme neuf, mais évidemment c'est une occasion.


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: Joerg Krusche 
Date:   27-11-2005 19:19

Henri,

avez vous acces aux courbes FTM du canon cata 4/500 ?

Merci,

Joerg


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: Henri Gaud 
Date:   27-11-2005 19:27

Non je parlais du téléobjectif
F/4 de 500 IS Série L.


 
 Re: Catadioptrique Zeiss Mirotar® 1000
Auteur:  Emmanuel Bigler 
Date:   28-11-2005 09:32

Cette grande bête de Mirotar® 1000 mm me semble plus être un instrument spécialisé qu'une optique pour photographes. Pour 30000 dollars, on pourrait penser mettre en face tout ce que les fabricants de télescopes proposent ; j'ai un peu de mal, à part l'ouverture 5,6, à voir en quoi cette optique diffère dans le but à atteindre des excellentes formules à usage astronomique genre Schmidt Cassegrain qui sont limitées par la diffraction ; peut-être le champ angulaire couvert est-il nettement plus grand ? 1000 mm avec un champ de 80 mm (+ ou moins 40mm) cela donne un demi-champ de 2,3 degré.

Les courbes FTM présentées dans la fiche Zeiss en fonction de la position dans le champ sont intéressantes mais on voit bien qu'à 40pl/mm on est très loin de la fréquence de coupure liée au diamètre extérieur (qui correspond géométriquement à quelque chose entre 5,6 et 4). En plus de cela, aux longues focales et hors d'axe il y atoujours séparation des courbes sagittales et tangentielles, c'est peu-être ce qu'il y a de plus difficile à appréhender « avec les mains » vis à vis de l'influence sur la qualité d'image.

Donc le modèle théorique de l'optique idéale ne nous donne absolument rien. En revanche pour un Schmidt-Cassegrain optimisé, W. Smith donne une courbe FTM qui rapelle la courbe idéale avec la petite bosse aux fréquences moyennes. Mais attention, W. Smith prend comme exemple un 120 pouces de focale soit 3 mètres, courbes calculées pour un demi-champ de moins de 1 degré !!! comme disaient les savants « un Schmidt Cassegrain, mes petits enfants, c'est pour faire de la photo astro à grand champ » Tout est relatif en matière de « grand champ »!!

En ce qui concerne la comparaison avec une optique pour le 24x36, avant de comparer, il faudrait en principe voir comment serait couvert le format 6x6 avec l'optique 24x36 en question. Mais je serais étonné qu'un excellent télé à lentilles de 500 mm de focale d'un bon fabricant 24x36 ne couvre pas honnêtement ne serait-ce que le 4,5x6.

Pour ce qui est du descriptif du Mirotar® 1000mm dans la fiche Zeiss, il n'y a rien de spectaculaire, les rédacteurs mettent l'accent sur la correction supérieure des aberrations chromatiques, j'ai envie de dire : tiens, étonnant ;-);-);-)
Blague à part j'attends que les professionnels capables d'investir dans des optiques de très haut de gamme aient testé les télés de chez Canon qui, dit-on, incorporeront un élément diffractif pour corriger l'aberration chromatique. En principe c'est : même performance avec moins de verre, je ne sais pas si ces formules sont déjà commercialisées ou si cela reste de la prospective pour démontrer l'avance technologique du fabricant.
Je suis assez persuadé, mais qui peut prédire l'avenir, que l'incorporation d'éléments diffractifs ou de micro-lentilles dans le monde photographique ce sera un enjeu des prochaines années. En effet si on peut avec un réseau zôné corrigeant l'aberration chromatique obtenir aussi bien qu'avec un système à miroir où avec des verres coûteux ou fragiles (aux moisissures par exemple), il n'y aura plus guère de raisons de s'embêter avec l'occultation centrale et le diaph fixe non ajustable, ou bien avec le surcoût de verres trop spéciaux.


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: Henri Gaud 
Date:   28-11-2005 09:42

<<j'attends que les professionnels capables d'investir dans des optiques de très haut de gamme aient testé les télés de chez Canon qui, dit-on, incorporeront un élément diffractif pour corriger l'aberration >>

Tu parles des optiques DO,
Qui ont un couple de lentille de fresnel en matière synthétique ?

J'ai testé le 400 mm F/4 DO (7000 Euro),
C'est très bien, léger, stabilisé,
Mais un peu mou,
Je préfère le F/2,8 de 300 + multiplicateur 1,4
Mais c'est plus lourd à porter.


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur:  Emmanuel Bigler 
Date:   28-11-2005 09:48

Merci Henri. Donc les optiques DO sont là mais elles ont encore à faire leurs preuves. Surtout si on fait aussi bien avec un bon multiplicateur x1,4 !!


 
 Re: Catadioptrique et profondeur de champ
Auteur: JL Cuvellier 
Date:   28-11-2005 11:49

A propos des optiques DO, on peut voir Michael Reichmann (Luminous Landscape) privilégier trés souvent le 70-300 DO (qu'il reconnait infèrieur) au 70-200 IS pour cause de discrétion et de compacité...




 
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