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phorum - équipements et procédés - Pour nos experts en optique ...

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 Pour nos experts en optique ...
Auteur: Georges Giralt 
Date:   12-04-2006 18:47

Bonjour,
Un Américain, sur une liste de diffusion à laquelle je suis abonné pose une question d'optique.
Il n'y a pas eu de réponses. Alors, comme je trouve sa question bonne, je vous la pose ici, dans l'espoir de trouver une réponse .....
Bon, elle est en Anglais et je ne la traduis pas pour ne pas le trahir. Mais, si vous ne pouvez la comprendre, je me ferai une joie de la traduire :
Sous le titre : "selection of the condenser, graininess"
"I've vaguely noticed in the past since I switched to Durst Laborator
138, but I thought to ask.

This enlarger has two drawers for condensers, and I have a fairly good
control over the condenser system by placing two elements of suitable
focal lengths to focus the light approximately at the entrance pupil
of the enlarging lens.

If I use wrong condensers, examples of problems I see are:

* texture of anti-newton surface appearing on prints
(even with the aperture at wide open, and the lens focused to the image)
* excessive light fall-off
* insufficient light intensity

But I realized that, some combination of the condensers can reduce
apparent graininess of the image WITHOUT affecting the image sharpness
or contrast. The films are regular b&w films (Acros, TX, HP5+) and the
enlargement is about 10x with Componon 80mm f/5.6. I've used at least
two different developers (DS-10 and another formula that I didn't
publish). So I don't think this phenomenon is particular to a film.

At this particular combination, the condenser/lens system is barely
covering the diagonal of 6.5 cm square at the level of negative
carrier, requiring very precise placement of the negative in the
negative carrier.

Can someone explain this in terms of physics?"




 
 Re: Pour nos experts en optique ...
Auteur: Emmanuel Bigler 
Date:   12-04-2006 19:19

Sur l'effet Callier :
http://www.galerie-photo.org/n-f-43628.html

L'effet Callier simple se préoccupe de la densité optique effective du film pour différentes valeurs des ouvertures angulaires du système d'éclairage : ampoule et condenseur.

Concernant l'effet de l'éclairage sur la granularité (effet Callier généralisé), je ne connais que le travail de Pierre Chavel et Serge Lowenthal.

Il s'agit de savoir, au-delà de la densité moyenne, l'influence du jeu de condenseurs et de l'éclairage (ampoule, ses dimensions, sa position) sur les fluctuations de densité = bruit de la granularité résultant dans l'image.

La question posée ne donne pas de détails précis sur les diamètres, focales et position des lentilles, on nous dit simplement que la condition de renvoi de l'image de l'ampoule sur la pupille d'entrée de l'objectif est réalisée (c'est déjà très bien !!) Il n'est pas possible de commencer à réfléchir en termes d'ouverture numérique du système d'éclairage..


Voici les références, mais il s'agit d'articles très difficiles, même pour les spécialistes.
Je ne connais pas de modèle simple expliquant l'influence des condenseurs sur la granularité.

Première partie qui explique l'effet Callier sur les densités :
Pierre Chavel, and Serge Lowenthal Noise and coherence in optical image processing. I. The Callier effect and its influence on image contrast

Journal: Journal of the Optical Society of America, vol. 68, issue 5, p.559
Publication Date: 05/1978

Deuxième partie qui explique l'effet Callier sur les fluctuations de densité (bruit de granularité)
Pierre Chavel, and Serge Lowenthal Noise and coherence in optical image processing. 2: Noise fluctuation JOSA 68, 721-732,(1978)

---

Pour ceux qui veulent quelque chose encore plus compliqué mais qui s'applique à ce qui se passe dans un microdensitomètre, un autre article __très__ difficile ; pour moi ce qui se passe dans le microdensitomètre (où on analyse l'image point par point) devrait être plus proche de ce qui se passe dans un scanner que de ce qui se passe dans un agrandisseur. Sans doute le modèle proposé il y a 20 ans par les collègues du laboratoire d'optique de Besançon s'applique-t-il au scanner film....

Y. Sheng and J. Duvernoy, "Bilinear system analysis for microdensitometers," J. Opt. Soc. Am. A 3, 1320- (1986)

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Pour ce qui est de répondre sur l'autre forum que je ne connais, pas, l'ami Georges G. se fera un plaisir de couper-coller la référence Chavel-Lowenthal ;-)

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P.S. il y a une histoire pour les enfants dans laquelle un chat explique l'arc en ciel à son ami le chien et il ajoute qu'il connaît cela parce qu'il a mangé une souris qui avait rongé un bouquin où c'était expliqué. Dans mon cas, c'est plus simple, j'ai rencontré personnellement les auteurs des articles cités et nous en avons parlé ensemble... c'était plus digeste que le papier gris du JOSA.




 
 Re: Pour nos experts en optique ...
Auteur: Georges Giralt 
Date:   12-04-2006 19:55

Hummmm !
Merci Mr Bigler !
Je vais transmettre à mon Américain (c'est un scientifique) en espérant qu'il comprenne le Français ....
Parce que pour traduire, il faut comprendre ....
Merci beaucoup pour ces pistes !


 
 Re: Pour nos experts en optique ...
Auteur: Emmanuel Bigler 
Date:   12-04-2006 20:10

Indépendamment du modèle théorique proposé pour expliquer comment la granularité du film se transmet dans l'image, la remarque de notre correspondant américain me fait voir qu'à l'agrandisseur, on a la possibilité de jouer sur la transmission de cette granularité en choisissant le type d'éclairage que l'on veut. Je n'aurais pas pensé qu'on puisse voir quelque chose, ce qui nous est dit prouve le contraire, on a donc un contrôle possible sur ce paramètre de granularité.
Alors que choisir de passer par numérisation empêche tout accès au système optique d'éclairage du scanner, on est donc obligé de prendre la granularité qui sort du scanner sans rien pouvoir faire.

Vive la liberté créative du labo traditionnel ;-) au moins en prise de vue numérique directe y'a plus de grain donc tout cela passse à la trappe c'est tout de même plus simple ;-)




 
 Re: Pour nos experts en optique ...
Auteur: PascalM 
Date:   12-04-2006 20:29

Emmanuel,

Sans aller plonger dans les méandres de l'optique pure et dure (un domaine que je me garde bien d'aborder) on peut constater que des générations de tireurs ont joué avec la capacité de jouer sur le grain :

choix du type d'agran
- diffus
- semi dirigé
- ponctuel

avec le ponctuel il y a même des vicieux qui se sont amusés à intercaler un calque (ou mieux un dépoli... bien plus durable) devant la lampe pour "casser" le grain... tout en le conservant.
dans un autre ordre d'idée Smith cassait lui aussi le grain d'un coup de diffuseur (bas noir tendu sur un cadre) sous l'objectif pendant une partie de la pose

Je suis très épaté par la remarque de notre américain qui joue sur la granulation sans toucher à la définition, les différences de granulation sur le tirage sont généralement des différences de netteté du grain : plus l'acutance est élevée plus le grain est visible.

Pascal
mielep-aux bons soins de-wanadoo.fr


 
 Re: Pour nos experts en optique ...
Auteur: Emmanuel Bigler 
Date:   13-04-2006 09:27

Je suis très épaté par la remarque de notre américain qui joue sur la granulation sans toucher à la définition..
Smith cassait lui aussi le grain d'un coup de diffuseur sous l'objectif

Là, par, diffusion comme Smith, on touche à la netteté de l'image, alors qu'a priori ce qui est rapporté au départ de cette discussion de modifie pas la netteté.
Pour expliquer cela en faisant confiance a priori à ce qui est rapporté, je ne vois pas d'autre piste que d'aller chercher l'effet Callier généralisé...

Mais l'effet est très subtil, il faudrait voir les images pour essayer de comprendre, et je suis d'accord qu'on peut arriver modifier le rendu du grain par différentes méthodes... ce qui est plus amusant que de s'en remettre à ce qui sort d'un scanner et de ne rien pouvoir faire..

Peut-être peut-on ajouter quelques notes historiques qui expliquent pourquoi les chercheurs de l'Institut d'Optique d'Orsay (F-91) se sont intéressés à l'effet Callier.
Les années 1965-1975 sont l'âge d'or du traitement optique-analogique des images. Les limites de ces méthodes sont les différentes sources de bruit ; à l'époque on utilisait beaucoup de films et de plaques argentiques comme support d'images en entrée et en sortie, ou comme filtres analogiques insérés dans un montage réalisant tel ou tel traitement. Si l'effet Callier simple était bien connu des photographes, l'effet sur la transmission du bruit de granularité n'avait à ma connaissance jamais été étudié avant le travail de P. Chavel et S. Lowenthal. Mais d'une certaine façon, c'était déjà trop tard, la montée en puissance du traitement numérique des images a progressivemlent fait abandonner ce thème de recherches.




 
 Re: Pour nos experts en optique ...
Auteur: Georges Giralt 
Date:   14-04-2006 19:26

Bonsoir !
Bon, mon Américain a répondu. En Chinois, enfin, pour moi ...
Heureusement, il a compris le Français, enfin pour ce qui cncerne les références !
Il est heureux que les gens d'Orsay rédigent en Anglais !
Bon week end !
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>Concernant l'effet de l'éclairage sur la granularité (effet Callier
>> généralisé), je ne connais que le travail de Pierre Chavel et Serge
>> Lowenthal.
>>
>> Il s'agit de savoir, au-delà de la densité moyenne, l'influence du jeu
>> de condenseurs et de l'éclairage (ampoule, ses dimensions, sa position)
>> sur les fluctuations de densité = bruit de la granularité résultant dans
>> l'image.


[...]


>> Première partie qui explique l'effet Callier sur les densités :
>> Pierre Chavel, and Serge Lowenthal Noise and coherence in optical image
>> processing. I. The Callier effect and its influence on image contrast
>>
>> Journal: Journal of the Optical Society of America, vol. 68, issue 5, p.559
>> Publication Date: 05/1978
>>
>> Deuxième partie qui explique l'effet Callier sur les fluctuations de
>> densité (bruit de granularité)
>> Pierre Chavel, and Serge Lowenthal Noise and coherence in optical image
>> processing. 2: Noise fluctuation JOSA 68, 721-732,(1978)


So I got these two and the other paper, and read through them
quickly. None of their finding explained what I observed, and I feel
that my experience is related to something that falls outside of their
assumption and analysis technique.

They modeled emulsion noise as stationary wideband Gaussian source
added to a low bandwidth signal. They did not assume anything more
about the grain noise besides that the Gaussian noise is of
stationary, wideband nature. This bandwidth creates a third kind of
"aperture" to be considered in terms of coherence in the enlarger
system. The two are usual "source size" and "pupil size." They
analyzed for the mean of the output signal in their part 1, and
variance part 2. I wish I had some real sense of numbers to use for
these variables, but I suspect my enlarger setting is partially
coherent system in terms of source size and pupil size (which is what
matters for the mean value or average density/image contrast), but for
the granularity issue, the noise bandwidth and the resolution
bandwidth become also important. Their analysis is based on limit
values at coherent and incoherent cases and they also give approximate
signal-to-noise ratios for intermediate values.

Their appendix raises some questions about the validity of Gaussian
assumption and approximation used for incoherent cases.

Another question is how wide is the grain bandwidth. With today's fine
grain films developed in fine grain developers, the grain shape is not
much larger than the wavelength so wideband noise assumption may not
hold too well.

So, my current thinking is that, by changing condensers, enlarging
lens and magnification ratio of the system, I was probably changing
the apparent source size and pupil size in relation to the negative's
grain bandwidth. It's still partially coherent, but there might be
some fluctuation not captured by the approximated limit analysis
presented in the paper.

Perhaps what's more interesting to learn from these papers is the kind
of considerations given between coherent and incoherent enlarging
systems in the past.
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