forum galerie-photo
galerie-photo, le Site Français de la Photographie Haute Résolution

 Optimisation dans la conception d'une optique - pour fabrice
Auteur: Yves 
Date:   06-05-2004 22:41

Je pose cette question à Fabrice par l'intermédiaire du forum car elle peut intéresser quelques personnes :

quand vous concevez une optique dans un logiciel dédié (vous utilisez OSLO si j'ai bien compris au cours des discussions passées), vous devez faire des compromis entre différentes caractéristiques (couverture, distorsion, piqué, dimensions, facilité de réalisation, que sais-je...). J'aimerais savoir en particulier comment vous évaluez le "piqué". Définissez-vous une "fonction de mérite" à partir de la FTM à différentes fréquences? Ou bien en jugez-vous simplement en examinant les courbes?

Il me semble que juger du piqué sur une réponse impulsionnelle (PSF - point spread function) serait peut-être plus intuitif, puisqu'on voit directement l'étalement d'un point-image. [Un diagramme d'"encircled energy" me semble également d'une interprétation assez intuitive.]

Par ailleurs, si cette réponse est affichée séparément pour différentes régions du spectre, on doit pouvoir avoir une idée de l'aberration chromatique, ce qui est difficile à ma connaissance en examinant des courbes de FTM "polychromatiques" (dites-moi si je me trompe). Cette aberration peut être identifiée immédiatement dans la pratique photographique, alors qu'il est bien difficile de pointer du doigt avec certitude la coma, l'astigmatisme, l'aberration sphérique, etc. sur un cliché habituel. J'imagine que la dégradation de la FTM par de l'aberration chromatique est subjectivement plus gênante qu'une dégradation quasi-identique causée par des aberrations non chromatiques (qui donnont certes un flou aussi étendu, mais pas de vilaines franges colorées). La PSF en plusieurs couleurs permettrait de voir cet effet, en particulier.

Merci d'avance...


 
 Re: Optimisation dans la conception d'une optique - pour fabrice
Auteur: fabrice 
Date:   07-05-2004 11:34

Salut,
ça fait bcp de questions! Je vais essayer de rien oublier :-))
Concernant Oslo, je l'ai utilisé pour l'Hypergon car je possède la version light du soft et que je l'utilise pour des choses simples :-)).
Evaluer la qualité d'une optique a partir de résultats de simulation est effectivement une chose délicate....il est probable que d'un calculateur à un autre les appréciations soit différentes, néanmoins, le calcul de FTM me semble le meilleur moyen d'apprécier la qualité. Des critères de qualité ont été évalué: c'est ainsi que dans le bouquin de Warren Smith on peut lire que le critère d'excellence en qualité pour la cinématographie est une ftm de 50% à 50 cycles.....pour le photographie 35mm 20% 30 cycles sur 90% du champ....pour Slyusarev (un opticien russe qui met minables tout les grands opticiens de renom) c'est plutot 70....néanmoins je pense que Smith est dans le vrai, du point de vue de ce qui s'est fait (perso je prend comme limite 50 cycles...quand c'est possible...pour d'autres choses ça peut être 100). Il faut noter que la focale d'un objectif est importante: s'il est "facile" de résoudre + de 100 cycles avec un focale 10, le problème est différent avec 100 de focale.....c'est l'affaire de l'homethétie; je prend un très bon objectif de 50 de focale et je multiplie ses caractéristique de construction par 4 pour en faire un 200....à ouverture identique (à limite de résolution identique donc) les résidus d'aberrations sont également multipliés par 4 et je me retrouve avec un mauvais 200 :-))....à performances égales de champ et d'ouverture, plus les focales sont longues, plus il est difficile (voir impossible) de maintenir une qualité d'images constante...On peut augmenter le nombre de lentille pour améliorer les choses mais cela reste limité. Vis à vis du chromatisme,le nombre
d'élements n'intervient pas et il est vrai que plus les focales augmentent plus le chromatisme secondaire devient génant....le nombre de lentille n'arrangera rien de ce coté et l'emploi de verre anormaux (ou critaux) devient nécéssaire avec toute les complications que celà entraine (dans le cas des verres, une mesure des indices à 10^-4 est absolument nécessaire avec redesign de la formule de l'objectif).
Je m'éloigne du sujet :-)
La lecture des ftm ne consiste pas uniquement à regarder la limite de résolution...l'information contraste est déterminante sur le rendu de l'image: a ce sujet, je pense avoir fait une découverte :-)) ce que le photographe appelle "piquée", ce n'est pas la résolution, mais le contraste! Je me suis fait cette réflexion quand j'ai remarqué que les types qui utilisaient des objectifs super ouvert (1.2-1.8) trouvait leur photos super...alors que l'opticien que je suis sait que les aberrations résiduelles à ces ouvertures, pour des objectifs de 24*36, limite les résolutions à une poignée de cycle (10 à 20)...l'ouverture permet, aux basses fréquences, des contrastes élevées auxquels l'oeil est perticulièrement sensible...le type qui regarde une photo voit le contraste, pas la résolution. A noter que par la suite j'ai récupére un Zeiss information (revue) qui contient un article à ce sujet avec photo à l'appui...la conclusion de zeiss est identique à la mienne, le regard apprécie le contraste :-))....En conclusion, la "forme" de la courbe ftm est importante...je t'aide pas bcp là!!
Les courbes polychromatiques sont utiles...il est vrai que quand le soft ne donne que la moyenne des ftm, on ne peut pas voir certain défaut, aussi il faut coupler le résultat avec soit les spot diagram soit les courbes d'aberrations tranverses (qui sont très utiles) soit les deux...sur les transverses, on voit immediatement toute sorte de choses: aberration spherique, coma, astigmatisme, courbure, chromatisme de position ET de grandeur, aberration sphérique d'ordre supérieure..... il faut savoir qu'a une époque on ne se contentait que de ça pour les calculs :-))
Pour les PSF, je pense qu'il faut réserver ces résultats aux objectifs capables de se rapprocher des limites de résolution (télescope, microlithographie, haute résolution....) car en photo s'apercevoir que l'objectif à un strehl de 0.2 (et encore!!!!) (pour les non opticien, le rapport de strehl évalue la quantité d'énergie contenu dans la tache d'airy d'un objectif par rapport à la quantité d'énergie qu'elle devrait avoir si l'objectif était parfait....un rapport de 1 signifie que l'objectif est parfait), je vois pas l'intéret! La psf, c'est bon pour les systèmes qui présentent des résidus d'aberrations < à la longueur d'onde. Utilises donc les spot diagram qui sont très parlant: même si ça ignore la diffraction, l'allure de la tache est réelle....il faut apprécié la "densité" des spot diagram...
Merde!!! plus j'écris, plus je me rend compte qu'il y a des tas de chose à dire et un simple post suffira pas :-)...je te cache pas que j'aimerai faire un document à l'usage des photographes pour utiliser et visualiser les résulats d'un soft d'optique qui monterait les perf de tas d'objectif, mais ça me prendra du temps...si je le fais, je le ferais sous winlens car il est pas limité en nombres de surfaces (en étant gratuit!!).
Si j'ai oublié des choses, dis le :-))
salut
fab


 
 Re: Optimisation dans la conception d'une optique - pour fabrice
Auteur:  Emmanuel Bigler 
Date:   07-05-2004 11:42

Fabrice : une autre façon serait de préparer un petit article léger pour galerie-photo.


 
 Re: Optimisation dans la conception d'une optique - pour fabrice
Auteur: jm degueule 
Date:   07-05-2004 11:43

bonjour;si tu peux nous faire un article pour la rubrique technique,mais vraiment accessible à des non optitiens,çà va interesser beaucoup de monde.


 
 Re: Optimisation dans la conception d'une optique - pour fabrice
Auteur: Yves 
Date:   09-05-2004 18:56

Grand merci Fabrice pour cette réponse. J'aurais bien des commentaires mais je n'ai pas assez de temps...

Quel logiciel utilises-tu en temps normal? Zemax?




 
Retour à l'index général
le forum de galerie photo : http://www.galerie-photo.info/forum
galerie-photo, le Site Français de la Photographie Haute Résolution