Optique
Une lentille convergente forme une image réelle renversée d’un objet lorsque sa distance à la lentille est supérieure à la distance focale ; cette image peut être recueillie sur un écran. Une lentille convergente fait converger les rayons incidents venant de l’infini en un point unique, appelé « foyer image de la lentille ».
Tous le rayons passant par le centre optique ne sont pas déviés.
Plus le foyer est éloigné de la lentille convergente, plus l’image formée est grande.
La distance entre le centre optique de la lentille et son foyer est appelée « distance focale ».
Le sujet et son image par une lentille convergente se déplacent dans le même sens. Pour maintenir fixe le plan de formation de l’image quand le sujet se déplace, il faut « faire le point ».
Distance objet / caméra * dimension image
Focale = ------------------------------------------------------
Taille de l’image
Un objectif « voit » une portion spécifique de la scène ( appelée « angle de champ » ) en fonction de sa distance focale. La distance focale est la distance séparant le centre optique de l’objectif et le plan de formation de l’image qu’il projette. Plus la distance focale d’un objectif est faible, plus l’angle de champ qu’il couvre est grand, et réciproquement.
Pour obtenir un angle de champ ( donc une valeur de cadre) donné, il faut une focale plus longue en photo qu’en cinéma, et en cinéma qu’en vidéo.
Le rapport des focales est égal au rapport des objectifs.
Pour un format donné, la focale normale, correspondant à notre champ de vision, est proche de la diagonale de l’image formée sur la surface photosensible.
Plus la focale est courte, plus les éléments cadrés apparaissent petits sur l’image. Plus la focale est longue, plus ils sont grands.
Un objectif zoom permet de faire varier progressivement la valeur de la focale pour changer le grossissement de l’image, tout en conservant la mise au point.
Grand-ange = focale courte = plan large
Téléobjectif = focale longue = plan serré
Le réglage du tirage optique, ou Back focus, permet de s’assurer que la mise au point sera conservée sur toute la plage de variation du zoom.
L’ouverture relative caractérise la luminosité d’une lentille, c’est-à-dire la quantité de lumière qu’elle laisse passer. Elle s’exprime par le rapport de la distance focale sur le diamètre utile de la lentille.
Distance focale
Ouverture relative = ---------------------------
Diamètre de la lentille
Le Nombre d’ouverture est proportionnel à la distance focale et inversement proportionnel au diamètre d’ouverture du diaphragme est ouvert donc plus l’image formée par un objectif est lumineuse
Entre deux Nombres d’ouverture, l’énergie lumineuse par un objectif change dans un rapport2. Ouvrir d’un diaphragme – c’est-à-dire passer d’un valeur à celle qui lui est immédiatement inférieure – revient à doubler la quantité de lumière traversant l’objectif.
A pleine ouverture du diaphragme, la luminosité de l’image diminue lorsque le zoom est en longue focale : c’est le phénomène de ramping.
Dans une image floue, chaque point objet donne sur le capteur CCD ( Coupled Charge Device ) ou le film non pas un point, mais un petit cercle lumineux. On considère que l’image est nette lorsque le diamètre de ce cercle est inférieur à une certaine tolérance de netteté. C’est cette tolérance que l’on appelle cercle de confusion. La notion de cercle de confusion est à la base de la définition de la profondeur de foyer et de la profondeur de champ.
La profondeur de champ est l’étendue de la zone située entre le premier et le dernier plan net
La profondeur de champ est d’autant plus élevée que :
- la focale est courte
- le diaphragme est fermé
- la distance de mise au point est élevée.
La profondeur de champ es plus élevée à l’arrière du plan de mise au point qu’à l’avant.
La mise au point s’effectue avec la meilleur précision en longue focale et à pleine ouverture du diaphragme.
Les aberrations chromatiques s’expliquent patr le fait que les lentilles dévient différemment les rayons lumineux selon leurs longueurs d ‘ondes.
Elles se traduisent par un manque de piqué sur les détails fins et par des irisations colorées sur certains contours.
Quand l’ouverture du diaphragme diminue :
- les aberrations qui s’estompent sont :
o l’aberration chromatique latérale
o l’aberration sphérique
o la coma
o l’astigmatisme
o la courbure de champ
- l’aberration qui s’implifie est :
o la diffraction
- les aberrations qui restent inchangées sont :
o l’aberration chromatique longitudinale
o la distorsion
La fonction de transfert de modulation est une courbe qui renseigne sur la façon dont un objectif transmet les contrastes sur les détails fins d’une image. Elle correspond à l’écart de densité mesuré entre des traits parallèles successifs noirs et blancs de plus en plus fins. Plus les traits sont fins ( fréquence spatiale élevée ), moins leur image sera précise, et plus ils deviennent indiscernables. La fonction de transfert de modulation est proche de 100 % pour les basses fréquences ( transfert parfait entre l’objet et l’image ) et tend vers 0 pour les fréquences élevées. Elle caractérise en quelque sorte la bande passante d’un objectif et permet de comparer les performances de plusieurs modèles.