Expliquer pourquoi on visualise mieux la poussière avec une petite ouverture ?

toukrikri · Octobre 11, 2012, 12:28:40

On m'a déjà posé la question :
est ce que cette réponse est bonne ?
Je parle évidemment de la poussière sur le filtre du capteur

Plus la source de lumière est grande par rapport au sujet plus les ombres sont douces , et donc plus la source de lumière est petite par rapport au sujet plus les ombres sont dures
Quand on ferme le diaphragme , les "ombres" formées sur le capteur par la poussière placée devant le filtre deviennent de plus en plus dure donc de plus en plus visibles ?

dioptre · Octobre 11, 2012, 14:13:22

Tu as ce qu'on appelle une profondeur de foyer comme on a une profondeur de champ.
Autrement dit c'est net sur le capteur quand tu as mis au point mais c'est net aussi (suivant les critères retenus ) avant et après le capteur et d'autant plus que le diaph est fermé.

toukrikri · Octobre 11, 2012, 17:27:26

Merci Dioptre ; donc mon raisonnement est faux en fait !

Jean-Claude · Octobre 11, 2012, 19:11:23

ben oui les règles de profondeur de champ du sujet s'appliquent aussi côté image, ainsi certains anciens moyen format argentiques à mauvaise planéité de film étaient mauvais à pleine ouverture alors que les objectifs étaient bons et ce n'est que vers f:8 ou f:11 qu'ils devenaient vraiment bons.

C'est Hasselblad avec son trajet de film en double S qui a été le premier à obtenir une planéité de film parfaite en MF permettant de grandes ouvertures piquées, après quasiment tout le monde à repris le système.

fred134 · Octobre 11, 2012, 19:38:03

Citation de: toukrikri le Octobre 11, 2012, 17:27:26
Merci Dioptre ; donc mon raisonnement est faux en fait !

Il me semble au contraire que ton analogie avec une source de lumière et l'ombre sur le capteur est parfaitement juste.
Les poussières sont aussi nettes dans les zones floues que dans les zones nettes d'une photo. La question n'est pas de savoir si l'image est nette sur la poussière (profondeur de foyer), mais si l'ombre projetée par la poussière va être nette sur le capteur.

NB : les deux explications sont évidemment proches, car basées sur le même schéma géométrique, je fais juste remarquer que le raisonnement de Toukrikri est juste.

toukrikri · Octobre 11, 2012, 23:53:34

J'ai trouvé une explication sur la profondeur de foyer ( c'est là première fois que je voyais cette notion ) sur un livre que j'avais acheté en 2004 : Elements de technologie pour comprendre la photographie ( livre pour le CAP de photographie )

"La profondeur de champ est d'autant plus grande que la profondeur de foyer est grande "
"Plus le diamètre réel du diaphragme est petit plus la profondeur de foyer augmente"

APB · Octobre 12, 2012, 10:15:03

"Plus la source de lumière est grande par rapport au sujet plus les ombres sont douces , et donc plus la source de lumière est petite par rapport au sujet plus les ombres sont dures
Quand on ferme le diaphragme , les "ombres" formées sur le capteur par la poussière placée devant le filtre deviennent de plus en plus dure donc de plus en plus visibles "
A priori çà me parait aussi la bonne réponse.
Derrière un sténopé comme sous le soleil direct, la source de lumière est ponctuelle, les ombres portées sont nettes et clairement découpées.
Derrière un objectif largement ouvert comme sous un ciel gris, il n'y a presque plus d'ombres, la source de lumière est diffuse et immense.
Merci d'avoir initié le fil, je m'interrogeais aussi ..

dioptre · Octobre 12, 2012, 12:28:22

CitationDerrière un objectif largement ouvert comme sous un ciel gris, il n'y a presque plus d'ombres, la source de lumière est diffuse et immense.

Mais l'objectif n'est pas un simple trou
Largement ouvert ou pas il focalise tout aussi bien les rayons lumineux sur le capteur !
Si ton capteur voyait une source immense et diffuse comment se forme l'image sur le capteur ?

APB · Octobre 12, 2012, 14:02:29

Citation de: dioptre le Octobre 12, 2012, 12:28:22
Mais l'objectif n'est pas un simple trou
Largement ouvert ou pas il focalise tout aussi bien les rayons lumineux sur le capteur !
Si ton capteur voyait une source immense et diffuse comment se forme l'image sur le capteur ?

expérience à faire avec un ancien appareil reflex argentique ouvert et en pose B, derrière un objectif lumineux (à 1.8 ou 1.4, presque toute la monture est occupée par du verre) on ouvre et on visse le diaphragme .. c'est bien tantôt un petit point tantôt un vaste ciel pour le film

. Et le phénomène est d'autant plus visible si le champ visé est homogène, et qu'en fait il n'y ait aucun motif, rien que de la lumière. En décalant la mise au point c'est pareil. Ce n'est donc pas la focalisation qui change mais l'ouverture apparente vue du plan film.

Lyr · Octobre 12, 2012, 17:06:35

Citation de: APB le Octobre 12, 2012, 14:02:29
expérience à faire avec un ancien appareil reflex argentique ouvert et en pose B, derrière un objectif lumineux (à 1.8 ou 1.4, presque toute la monture est occupée par du verre) on ouvre et on visse le diaphragme .. c'est bien tantôt un petit point tantôt un vaste ciel pour le film . Et le phénomène est d'autant plus visible si le champ visé est homogène, et qu'en fait il n'y ait aucun motif, rien que de la lumière. En décalant la mise au point c'est pareil. Ce n'est donc pas la focalisation qui change mais l'ouverture apparente vue du plan film.

Tu dis cela en regardant par l'arrière?
Auquel cas c'est normal de voir une plus ou moins grande tache lumineuse.

Pour voir ce que voit le film, donc sans ton cristallin qui modifie le système de perception, tu dois mettre un calque au niveau du plan film.
Et tu verras que le diaphragme ne change pas la taille de la tache lumineuse, mais a un impact sur la profondeur de champ.

APB · Octobre 12, 2012, 17:22:21

ben pas tout à fait, la poussière n'est pas sur le capteur mais un peu plus loin, au delà des filtres

APB · Octobre 12, 2012, 17:42:04

Plus l'ouverture apparente est importante, plus les ombres portées s'étalent et se diluent dans le fond lumineux.
SI les poussières étaient réellement sur le capteur, la taille de l'ombre portée ne changerait pas. Mais il faut compter toute l'épaisseur des filtres.

titisteph · Octobre 15, 2012, 12:19:09

Merci pour ces explications, je me posais aussi la question.

Par contre, un phénomène que je ne m'explique pas, c'est pourquoi, en macro à fort rapport (X4, par exemple), les poussières sont-elles aussi visibles?
OK, je sais que quand on se met à 8, on est équivalent à 32 (de mémoire, et à la louche), en terme de luminosité, mais pas en terme de PDC?

APB · Octobre 15, 2012, 13:09:44

C'est parce que le tirage augmente avec le rapport de reproduction, à diamètre égal la pupille d'entrée de la lumière est plus loin et la valeur du diaphragme qui s'exprime sous la forme du rapport focale/ouverture est plus petite.

Une ouverture de f/1 correspond à une ouverture de 50 mm située à 50 mm du plan focal, ou 100 mm à 100 mm du plan focal. Ce qui explique la taille des lentilles frontales des gros télés ouverts à f:2.8 ...

Un objectif macro 50/2 a une pupille de 25 mm placée à 50 ml du plan focal quand la MAP est faite sur l'infini. En macro, l'objectif se déploie et la pupille s'éloigne du plan focal, quand elle est à 100 mm pour un rapport de repro élevé l'ouverture chute à 100/25 soit f:4... Alors que le diaphragme est toujours ouvert en grand.

Par ailleurs, le débit de la lumière variant avec la surface de la pupille, soit le carré de son diamètre, cela explique qu'il faut varier la vitesse dans un rapport de deux quand le diaphragme varie dans un rapport de 1.4 soit approximativement la racine de 2...ce qui explique la séquence 1.4 , 2 , 2.8 , 4. Etc ..

seba · Octobre 16, 2012, 06:42:27

Un petit schéma.
Les proportions ne sont pas respectées mais c'est pour le principe.
En haut, la poussière qui se trouve quelque peu devant le capteur obture une petite partie du faisceau d'un objectif assez ouvert, on la verra peu ou pas du tout.
En bas, en diaphragmant, le faisceau est plus étroit et la même poussière en obture une grande partie ou même complètement et on la verra bien.

dioptre · Octobre 16, 2012, 09:06:25

L'évocation de l'occultation du faisceau lumineux par une poussière plus importante quand le diaph est fermé intervient dans la visibilité d'une tache.

Mais la profondeur de foyer n'est peut -être pas à négliger non plus.

La profondeur de foyer est 2.x = 2.n.e ( G+1 )
x mm en avant du plan de focalisation ( le capteur ) et x mm en arrière
Objectif " classique "
n ouverture
G grandissement
e cercle de confusion en mm

Si on prend e = 0,033 et G = 0 ( à l'infini )
Pour une ouverture de 2 on a 2x = 0,132 mm
Pour une ouverture de 22 on a 2x = 0,726 mm
Autrement dit la tache située à 0,36 mm du plan de focalisation sera vue nette.
Or on voit les taches dans le viseur bien avant qu'elles soient nettes.
Elles ont souvent un aspect flou.
Si on divise la tolérance de netteté par 2 la tache située à 0,72 mm du plan de focalisation sera visible.
Et celle située à 1 mm ?

Maintenant pour savoir si la profondeur de foyer intervient vraiment il faudrait connaître la distance entre le plan de focalisation et la surface extérieure de la vitre située devant.

NB : pour la macro on peut remarquer que G n'est pas nul
Pour G =2 ou 4 vous augmentez très sensiblement la profondeur de foyer
Par exemple pour n = 22 et G =4 la profondeur de foyer est multipliée par 5
2x = 2.22.0,033 (4+1) = 3,63 mm
Donc une tache située à 1,8 mm devant le plan de focalisation sera nette

seba · Octobre 16, 2012, 10:13:10

Citation de: dioptre le Octobre 16, 2012, 09:06:25
Maintenant pour savoir si la profondeur de foyer intervient vraiment il faudrait connaître la distance entre le plan de focalisation et la surface extérieure de la vitre située devant.

J'avais mesuré sur mon D200 et la surface du filtre se situe environ 3mm devant le capteur.

seba · Octobre 16, 2012, 11:44:06

Un truc intéressant a été dit : même quand la focalisation est très loin du capteur, en diminuant l'ouverture les poussières apparaissent très bien.
J'ai essayé d'illustrer ça avec des schémas.
Une poussière de 0,2mm de diamètre se trouve sur le filtre 3mm devant le capteur.
Un objectif de 50mm se trouve 100mm devant le capteur, le sujet (ciel par exemple) est à l'infini et dans le premier cas le 50mm ouvre à 2,0 et dans le deuxième cas à 32.
Dans le premier cas un point sujet formera une tache image de 25mm de diamètre sur le capteur et dans le deuxième cas une tache image de 1,6mm de diamètre, soit dans les deux cas très supérieure au diamètre de la poussière.
Dans tout ce qui suit on néglige la diffraction

seba · Octobre 16, 2012, 11:44:49

On voit que dans le premier cas, la lumière provenant de l'objectif illumine l'ombre de la poussière, la surface de la lentille pouvant illuminer l'ombre étant de 135mm² , l'ombre étant formée par une surface de la lentille de 0,03mm seulement. L'ombre de la poussière sera tout à fait invisible.

seba · Octobre 16, 2012, 11:47:21

Dans le deuxième cas, on voit que la surface de la lentille pouvant illuminer l'ombre n'illumine en fait que les bords de l'ombre et formera une pénombre mais le centre de l'ombre ne reçoit aucune lumière.
La poussière sera parfaitement visible bien que la tache image soit considérablement plus grande que la poussière elle-même.
La remarque dans le premier message de toukrikri me semble tout à fait exacte, la visibilité des poussières dépend de la surface angulaire éclairante qui formera une lumière plus ou moins dure.

rsp · Octobre 17, 2012, 22:33:49

Merci Seba pour les explications illustrées (une fois de plus). Je pensais intuitivement que l'explication donnée par toukrikri était la bonne. J'ai trouvé sur le site http://www.astrosurf.com/luxorion/apn-ir-uv.htm une indication sur l'épaisseur des filtres placés devant les capteurs : 1.2 à 2.7 mm (pas loin des 3 que tu as mis en exemple).
Je crois bien que l'explication donnée par chasseur d'images était la même d'ailleurs... On choisit un télé, on le règle à l'infini, on visse à fond (16 ou 22) afin que les poussières se détachent bien. Et ça marche. J'ajoute que je choisis une pose assez longue, ISO faible et que je bouge l'appareil ce qui a l'avantage de rendre parfaitement flou le fond blanc que je photographie : il ne reste plus que les taches et les poussières.

dioptre · Octobre 18, 2012, 07:09:54

Citation de: rsp le Octobre 17, 2012, 22:33:49
Merci Seba pour les explications illustrées (une fois de plus). Je pensais intuitivement que l'explication donnée par toukrikri était la bonne. J'ai trouvé sur le site http://www.astrosurf.com/luxorion/apn-ir-uv.htm une indication sur l'épaisseur des filtres placés devant les capteurs : 1.2 à 2.7 mm (pas loin des 3 que tu as mis en exemple).
Je crois bien que l'explication donnée par chasseur d'images était la même d'ailleurs... On choisit un télé, on le règle à l'infini, on visse à fond (16 ou 22) afin que les poussières se détachent bien. Et ça marche. J'ajoute que je choisis une pose assez longue, ISO faible et que je bouge l'appareil ce qui a l'avantage de rendre parfaitement flou le fond blanc que je photographie : il ne reste plus que les taches et les poussières.

Je pense quand même que la profondeur de foyer a son rôle à jouer.

fred134 · Octobre 18, 2012, 20:13:10

+1 avec le deuxième schéma de Seba, où les rayons convergent sur le bord de la poussière, et non sur le capteur.

La profondeur de foyer dit si une image focalisée sur le capteur est nette sur la poussière. Là on veut savoir si l'ombre projetée par la poussière est nette sur le capteur...

Malgré tout il me semble que si l'on veut utiliser le concept de profondeur de foyer, c'est possible en le "détournant" un peu :-)
On place un caillou un peu plus loin que le plan de mise au point, de manière à ce que son image soit focalisée sur le filtre. Son image est une "poussière virtuelle", nette sur le filtre, et un peu floue sur le capteur, suivant exactement la même géométrie que l'ombre d'une vraie poussière.
La profondeur de foyer (appliquée avec plan image = le filtre et non le capteur) va nous dire à quel point l'image du caillou est nette sur le capteur...
:-) :-)

En pratique, vu la faible épaisseur du filtre, la profondeur de foyer "normale" donne bien sûr quasiment le même résultat.