aberrations optiques et leurs conséquences

[pepew]

Bonjour à tous,

j'ai cherché mais pas trouvé beaucoup d'infos.

Quelles sont les conséquences des différents types d'aberrations chromatiques : longitudinale, transversale, latérale.
Franges violettes, vertes&magenta, etc.

Qui fait quoi ?

Merci

[seba]

Oh c'est compliqué. Il faut chercher les infos (faciles à trouver).
Brièvement, on distingue les aberrations géométriques : aberration de sphéricité, coma, astigmatisme et courbure de champ, distorsion.
Et les aberrations physiques (ou chromatiques) : aberration chromatique longitudinale, transversale et latérale.
L'aberration chromatique longitudinale donne une valeur de cette aberration mais n'influe pas directement l'image.
L'aberration chromatique transversale découle de la première, est présente sur tout le champ, adoucit l'image et peut générer des franges autour des sujets.
L'aberration chromatique latérale augmente vers le bords de l'image et se traduit en bordant de liserés bleus ou rouges les sujets contrastés.

[seba]

L'aberration chromatique transversale découle de la première, est présente sur tout le champ, adoucit l'image et peut générer des franges autour des sujets.
L'aberration chromatique latérale augmente vers le bords de l'image et se traduit en bordant de liserés bleus ou rouges les sujets contrastés.

On peut rajouter que la première diminue en diaphragmant mais ne peut pas (ou difficilement) se corriger logiciellement.
La deuxième n'est pas réduite en diaphragmant mais se corrige facilement par logiciel.

[seba]

Sur ce dessin on voit l'aberration chromatique longitudinale et transversale.
Longitudinale : étalement en longeur des foyers selon la longueur d'onde.
Transversale : la diamètre des cercles là où le capteur coupe le faisceau.
En diaphragmant, l'étalement en longueur des foyers ne change pas mais le dimètre des cercles se réduit.
Conséquence de l'aberration chromatique transversale : douceur de l'image et halos colorés sur les contours des sujets contrastés.
Elle intéresse tout le champ.

[seba]

Et pour l'aberration chromatique latérale, un schéma qu'on trouve partout sur le net, y compris chez les fabricants.
Ce schéma est faux. La conséquence est juste (étalement latéral des couleurs) mais la cause est inexacte.
Qui peut dire pourquoi ? Quel est le schéma exact ?

[pepew]

Merci seba pour ces explications et ces illustrations !


Je ne peux pas répondre à ta dernière question, mes cours d'optique géométrique (et physique) sont trop loin, plus de 20 ans et je n'ai pas remis le nez dedans depuis...

Concernant les franges colorées, je distingue 2 types :
- vert/magenta en bordures des sujets contrastés,
- et violettes, essentiellement sur des points très contrastés, type reflets dans l'eau par exemple.

[dioptre]

Un site qui donne des détails :
http://toothwalker.org/optics.html

[Jean-Claude]

l'aberration longitudinale est souvent déjà corrigée en boîtier ou en développement RAW, Nikon est particulièrement fort là-dedans

L'aberration transversale doit se corriger dans le derawtiseur ou en post traitement, on l'élimine facilement et vite à 100%, suffit de savoir faire 
même méthode que l'élimination totale du moiré de chrominance.

[seba]

Un site qui donne des détails :
http://toothwalker.org/optics.html

Malheureusement le schéma est faux ausi.

[seba]

l'aberration longitudinale est souvent déjà corrigée en boîtier ou en développement RAW, Nikon est particulièrement fort là-dedans

Non pas du tout. C'est l'aberration latérale qui est corrigée.

[dioptre]

ou bien :

http://www.claudegabriel.be/Optique%20chapitre%203.pdf

[pepew]

yep. Merci dioptre.

Sinon pour le côté "faux" du schema...
Pourquoi le rouge convergerait plus que le vert sur les rayons du bas ?

[seba]

yep. Merci dioptre.

Sinon pour le côté "faux" du schema...
Pourquoi le rouge convergerait plus que le vert sur les rayons du bas ?

Oui c'est tout à fait ça. Sur le schéma on voit que le rouge converge plus que le vert en bas, ce qui est impossible car le rouge est moins réfracté que le vert.

[Jean-Claude]

Non pas du tout. C'est l'aberration latérale qui est corrigée.

très juste je me suis mélangé les pinceaux

et c'est la longitudinale (typique des 1,4 à courte distance) qui se corrige facilement en post traitement ( étape de traitement spéciale prévue pour dans NX2 par ex. pouvant être appliquée localement et en chrominance seule pour faire invisible)

[Jean-Claude]

L'aberration longitudinale se voit le mieux sur les mires inclinées de microréglage AF, on  détecte à l'œil le point entre les  parties nimbées en magenta et en vert.

[seba]

Bon alors qui pourrait faire un schéma correct qui montre comment ça se passe pour l'aberration chromatique latérale (sauf PierreT car lui je sais qu'il sait) ?

[seba]

Les schémas qu'on trouve sur le net ont au moins le mérite (?) d'être d'une grande fantaisie.
Ici c'est le bleu qui se retoruve à l'extérieur et le rouge à l'intérieur, contrairement au schéma précédent.

[seba]

Et ici l'étalement des couleurs n'est pas dans un ordre logique : le rouge se trouve entre le bleu et le vert.
On trouve tout ça dans des "leçons" d'optique.

[Jean-Claude]

On s'en fiche l'imoortant pour le photographe est de savoir que la latérale est normalement fine et nette car dans le plan capteur, la longitudinale est plus large et floue car en avant ou en arrière.

Que la latérale est très souvent corrigée dans le boîtier, que la longitudinale se corrige en post traitement et que cette dernière est typique des très grandes ouvertures et courtes mise au point.

Avec tout ceci on sait ce qu'il y a lieu de faire à la prise de vue et après pour éliminer le phénomène totalement.

[seba]

On s'en fiche l'imoortant pour le photographe est de savoir que la latérale est normalement fine et nette car dans le plan capteur, la longitudinale est plus large et floue car en avant ou en arrière.

Que la latérale est très souvent corrigée dans le boîtier, que la longitudinale se corrige en post traitement et que cette dernière est typique des très grandes ouvertures et courtes mise au point.

Avec tout ceci on sait ce qu'il y a lieu de faire à la prise de vue et après pour éliminer le phénomène totalement.

Tu t'en fiches. Mais peut-être que 'autre sont intéresés.
A vrai dire c'est l'aberration transversale qu'on voit sur les photos (et pas longitudinale). On peut corriger les halos colorés mais la douceur et la perte de piqué sont plus problématiques.

[Franciscus Corvinus]

Je ne crois pas que l'aberration laterale soit dissosciable de l'aberration transversale (du point de vue optique, pas logiciel). D'une part. D'autre part, ce qui est faux sur tous ces schemas est que les points de focalisation des rayons rouges, verts et bleux sont sur un axe qui passe par le centre de la lentille (approximation lentille mince) et le sujet.

J'ai regardé d'ailleurs le cours d'optique en PDF, qui confirme; p. 30.

[seba]

Je ne crois pas que l'aberration laterale soit dissosciable de l'aberration transversale (du point de vue optique, pas logiciel). D'une part. D'autre part, ce qui est faux sur tous ces schemas est que les points de focalisation des rayons rouges, verts et bleux sont sur un axe qui passe par le centre de la lentille (approximation lentille mince) et le sujet.

Ce n'est pas directement lié.
Un objectif avec une aberration chromatique transversale importante peut tout à fait avoir une aberration chromatique latérale nulle.
Et inversement un objectif avec une aberration chromatique transversale très faible peut avoir du chromatisme latéral très important.

Oui ces schémas sont tous faux car les foyers devraient être alignés.

[seba]

Une comparaison intéressante.
Objectif : Nikkor 105/2,5.
Extrait du centre de l'image, à gauche ouverture 4 et à droite ouverture 22.
Cet objectif est assez bien corrigé de l'aberration chromatique, à 4 il y a une certaine douceur surtout due à l'aberration de sphéricité, à 22 l'image est excellente.

[seba]

Extrait du bord de l'image, ouvertures idem.
On voit que malgré tout il y a de l'aberration chromatique latérale, pour laquelle la réduction de l'ouverture n'a aucun effet.
Les logiciels corrigent facilement ça.

[seba]

Maintenant le même objectif mais coiffé d'une bonnette simple pour générer une importante aberration chromatique (et aussi sans doute d'autres aberrations).
Ouverture 4.
Image très douce, les lettres floues devant sont rougeâtres et les lettres floues derrières sont bleuâtres.