Etoiles de diffraction

[GLR30]

Attention, sur la deuxième et la troisième image, le point est défocalisé. C'est pour voir la forme du diaphragme.
Oui, ma question n'a pas de sens puisque on est ici sur une image hors focus
Voici le rendu de cette forme de diaphragme sur les taches lumineuses (ici reflets spéculaires sur carrosserie de voiture) défocalisées ; je reconnais ne pas trop apprécier cette aspect...
Je ne sais pas pourquoi il y a toujours une séparation très nette sur ce type de taches, entre la bordure renforcée et le centre, que ce soit à pleine ouverture ou fermé
Nikkor 5,6/800mm AIS à f11 sur D810
(Et bonne idée d'avoir agrandi mes images précédentes à 300% c'est mieux lisible)

[GLR30]

Voici spécialement pour seba -et tous ceux que cela intéresse- des prises de vue d'une étoile artificielle émettant en lumière monochromatique, réalisées en intérieur à une distance de 9,5 m environ.
Les deux premières avec objectif Leica 4/400mm Apo-module fermé à f6,8 et boîtier D7200 (ce sont dans tous les cas des crop 100%)
Temps de pose 56 secondes
Puis
Temps de pose 107 secondes

[GLR30]

Les images suivantes avec objectif Nikkor 5,6/800mm AIS fermé à f11, boîtier D7200

Temps de pose 36 secondes
Puis
Temps de pose 65 secondes

[GLR30]

Puis
Temps de pose 94 secondes

Et enfin une vue du point lumineux focalisé au Nikkor 800 mm (pose de 59s) qui confirme, comme le pensait seba, la formation de 18 branches de diffraction alors que dans l'œil de l'oiseau plus haut on en percevait surtout 9...
Bien des questions sur ces structures concentriques internes vues avec le Leica qui pourraient être imputables au processus de fabrication du verre, mais qui pourraient aussi être en rapport avec la forme du diaphragme (comme vu avec le reflet défocalisé sur le Gecko) ?
Alors que le Nikkor sur l'image posée 36s présente une structure interne pas du tout en anneaux concentriques...
On note aussi une similitude dans le départ des arcs incurvés entre le Leica (107s) et ceux du Nikkor, sans doute normale puisqu'ils ont tous deux cette forme de diaphragme  à « encoches »

[jaric]

Bien des questions sur ces structures concentriques internes vues avec le Leica qui pourraient être imputables au processus de fabrication du verre, mais qui pourraient aussi être en rapport avec la forme du diaphragme (comme vu avec le reflet défocalisé sur le Gecko) ?
Alors que le Nikkor sur l'image posée 36s présente une structure interne pas du tout en anneaux concentriques...

Ou plus probablement due à la technique de polissage des lentilles.

[seba]

A mon avis, ce sont des figures d'interférence.
Pour ce qui est du polissage des lentilles, les lentilles sphériques sont polies dans tous les sens et sont dépourvues de traces concentriques ou en spirale comme on peut en voir pour les lentilles asphériques.

[seba]

Voici spécialement pour seba -et tous ceux que cela intéresse- des prises de vue d'une étoile artificielle émettant en lumière monochromatique, réalisées en intérieur à une distance de 9,5 m environ.
Les deux premières avec objectif Leica 4/400mm Apo-module fermé à f6,8 et boîtier D7200 (ce sont dans tous les cas des crop 100%)
Temps de pose 56 secondes
Puis
Temps de pose 107 secondes

Merci, toutes ces images sont très intéressantes.
Est-il possible aussi d'avoir une image de la source très défocalisée puis focalisée avec l'étoile de diffraction, dans le cas du Leica 4/400mm (diaphragme à 8 lamelles), pour qu'on voie bien la correspondance entre l'orientation du diaphragme et l'orientation des branches de l'étoile ?

[seba]

Une bonne question sur un autre fil.

Question subsidiaire, si ces étoiles sont liées à la diffraction, elles apparaissent plus tôt sur du m43 ou pas ?
en gros sur une photo à 12 mm f/11 en micro 4/3 on a les mêmes étoiles que sur du 24 mm 24x36 à f/11 ou à f/22 ?

[GLR30]

Voici donc les images souhaitées.
Mais c'est le Leica 4/560mm qui a été utilisé ici; peu importe puisqu'il comporte le même focus module (c'est son appellation) arrière que le 4/400mm, de ce système de téléobjectifs modulaires ; c'est donc seul le groupe avant qui diffère.
On constate, comme attendu, que les branches de diffraction sont bien perpendiculaires aux lamelles du diaphragme.
J'ai par contre bien du mal à comprendre pourquoi ces branches se multiplient lors des poses longues  (3/4 d'intensité différentes) ?
Et la raison des "encoches" n'est toujours pas élucidée...
Une vue posée 14 secondes
Puis 112 secondes (nb : les sensibilités ont varié sur la série)

[GLR30]

Avec le doubleur de focale TC20EIII, le résultat est identique.
Sur le point lumineux focalisé les huit branches sont fines lorsque la pose est relativement courte, puis s'étalent en éventail en allongeant le temps de pose.

[GLR30]

Sur l'image défocalisée, l'aspect est identique que sans doubleur mais avec 4 branches distinctes par lamelles

[seba]

Voici donc les images souhaitées.
Mais c'est le Leica 4/560mm qui a été utilisé ici; peu importe puisqu'il comporte le même focus module (c'est son appellation) arrière que le 4/400mm, de ce système de téléobjectifs modulaires ; c'est donc seul le groupe avant qui diffère.
On constate, comme attendu, que les branches de diffraction sont bien perpendiculaires aux lamelles du diaphragme.
J'ai par contre bien du mal à comprendre pourquoi ces branches se multiplient lors des poses longues  (3/4 d'intensité différentes) ?
Et la raison des "encoches" n'est toujours pas élucidée...
Une vue posée 14 secondes
Puis 112 secondes (nb : les sensibilités ont varié sur la série)

Merci.
Pour les encoches aucune idée, parfois les diaphragmes ont des formes assez "exotiques".

[GLR30]

Ou plus probablement due à la technique de polissage des lentilles.

Oui, c'est ainsi que j'évoquais, un peu simplement, la phase finale de travail du verre : le polissage. (hors traitements de surface bien sûr)
Mais les figures d'interférence proposées par seba semblent plus plausibles encore...

[Somedays]

c'est l'exemple typique d'une photo de nuit ratée, plus d'étoiles que de photo.
j'ai quelques clients fabricants de luminaires public et c'est niet dès que ça part en étoile (ou alors très limité)
du coup il n'y a que les quelques minutes d'heure bleue où ce phénomène n'est pas présent.

C'est raté pour le fabricant de luminaires qui veut qu'on voit son produit, pas forcément pour ceux qui cherchent une autre esthétique.

[Somedays]

Les étoiles liées à la diffraction sont bien expliquées ici (caution: mathematics inside   ):
https://www.itp.uni-hannover.de/fileadmin/arbeitsgruppen/zawischa/static_html/stars.html
   
Il y a interférences entre les rayons lumineux issus de l'orifice, d'où des franges qui n'apparaissent pas à l'oeil nu:
 
 
 

[Somedays]

Dans le cas de l'ouverture carrée (dans les autres cas, c'est le même principe):
L'intensité relative selon une direction x  est (sinX/X)², d'où une forte décroissance dès qu'on s'éloigne du centre O.

L'intensité relative dans le plan (Oxy) est (sinX/X)²*(sinY/Y)², d'où pratiquement plus rien de visible pour un point dont x et y sont tout deux loin de O, d'où la visualisation d'une étoile à 4 branches dirigées selon (Ox) et (Oy).
 
Noter l'impact des facteurs suivants si l'on veut améliorer la visualisation:
- diminuer l'ouverture a  (pour une même focale, opter pour f/32).
- augmenter la longueur d'onde (opter pour une lumière monochromatique rouge plutôt que bleue ou même qu'une lumière blanche).
- augmenter la focale f.
 
 
 
 

 

[Somedays]

Chaque bord de lamelle produit un rayon de part et d'autre.
Un diaphragme à 5 lamelles produira 5 rayons (ce qui donnera une étoile à 10 branches) et un diaphragme à 10 lamelles produira 10 rayons superposés 2 à 2 (ce qui donnera aussi une étoile à 10 branches).
   

 

   

 
 

Je pense qu'on peut identifier les deux cas de figure en visualisant une image:
- quand il y a un nombre impair de lamelles (ex: pentagone à gauche), le rayon opposé à un rayon long est court et réciproquement.
- quand il y a un nombre pair de lamelles (ex: décagone à droite), les rayons opposés sont quasiment identiques du fait de la parfaite symétrie.
   
 
On peut l'observer sur l'exemple ci-dessous (objectif APS-C de 15mm):
d'un lampadaire à l'autre, les directions des rayons sont identiques 2 à 2, avec la même alternance entre rayons longs et rayons courts. Ces directions sont ajustées sur l'orientation du diaphragme à 7 lamelles.
   
 

[seba]

Je pense qu'on peut identifier les deux cas de figure en visualisant une image:
- quand il y a un nombre impair de lamelles (ex: pentagone à gauche), le rayon opposé à un rayon long est court et réciproquement.
- quand il y a un nombre pair de lamelles (ex: décagone à droite), les rayons opposés sont quasiment identiques du fait de la parfaite symétrie.

Je vais essayer de voir ça avec mes objectifs.

[seba]

Je vais essayer de voir ça avec mes objectifs.

Voilà une étoile de diffraction superposée à une image défocalisée.
Même si c'est moins flagrant, on voit qu'effectivement les rayons sont plus longs côtés plats.

[seba]

Même chose avec exposition plus longue.

[seba]

Une image défocalisée largement exposée.
Sans savoir exactement comment interpréter cette image, on voit que les rayons sont bien plus développés d'un côté que de l'autre.

[philooo]

votre avis sur la forme des lamelles de diaphragme contenus dans certaines de mes optiques.

Cette forme qui présente des « échancrures » sur les points de jonction des lamelles du diaphragme n'est pas inédite, puisque je l'ai déjà vu sur des optiques moyen format et aussi sur des objectifs destinés au 24x36, mais assez rare toutefois et apparemment plus du tout courante de nos jours (en petit format) puisque les fabricants ont au contraire le souci de proposer des lamelles arrondies afin d'approcher une forme circulaire lorsque le diaphragme est fermé aux ouvertures intermédiaires.
Les diaphragme qui restaient bien ronds aux petites ouvertures étaient courants jadis lorsque celui-ci comportait de nombreuses lamelles (+ de 13)

(sans garantie de ma part) sur des longues focales très ouvertes, le diaphragme (et ses lamelles) devient gros et lourd, l'inertie augmente, les frottements aussi, ce qui ralentit l'ouverture et la fermeture. Cette forme biscornue avec un nombre de lamelles limité est peut-être optimisée pour diminuer les masses en mouvement et les frottements entre elles.
On la retrouve sur des obturateurs d'objectifs grand format, alors que les diaphragmes sont le plus circulaires possible.
Il en est de même du diaphragme de mon vieux Novoflex 400, avec (de mémoire) plus de 25 lamelles formant un cercle presque parfait. Sans doute parce qu'il est manuel (visée à ouverture réelle), sans impératif de rapidité.

Tarentes de Mauritanie, Leica 4/400mm, D7200, f6,8 ou f8, 1/320ème

A propos de forme de diaphragme bicornue, on peut aussi s'interroger sur celui (la pupille) de l'oeil de l'animal lui-même

[seba]

Il en est de même du diaphragme de mon vieux Novoflex 400, avec (de mémoire) plus de 25 lamelles formant un cercle presque parfait. Sans doute parce qu'il est manuel (visée à ouverture réelle), sans impératif de rapidité.

Le diaphragme du Novoflex a 24 lamelles, l'ouverture est quasiment circulaire.

A propos de forme de diaphragme bicornue, on peut aussi s'interroger sur celui (la pupille) de l'oeil de l'animal lui-même

Parfois quand la pupille est fermée au maximum, il reste quelques ouvertures. Une hypothèse est que ceci permettrait d'évaluer avec précision la distance d'une proie par exemple, à l'instar d'un module AF.

[FredEspagne]

Quelle est la marque du capteur derrière? 

[GLR30]

(sans garantie de ma part) sur des longues focales très ouvertes, le diaphragme (et ses lamelles) devient gros et lourd, l'inertie augmente, les frottements aussi, ce qui ralentit l'ouverture et la fermeture. Cette forme biscornue avec un nombre de lamelles limité est peut-être optimisée pour diminuer les masses en mouvement et les frottements entre elles.
On la retrouve sur des obturateurs d'objectifs grand format, alors que les diaphragmes sont le plus circulaires possible.
Il en est de même du diaphragme de mon vieux Novoflex 400, avec (de mémoire) plus de 25 lamelles formant un cercle presque parfait. Sans doute parce qu'il est manuel (visée à ouverture réelle), sans impératif de rapidité.

A propos de forme de diaphragme bicornue, on peut aussi s'interroger sur celui (la pupille) de l'oeil de l'animal lui-même

Bonjour.
Merci pour cette proposition envisageant un souhait du fabricant d'alléger les lamelles du diaphragme et réduire les surfaces en frottement ; j'y ai déjà pensé et elle se rapprocherait, un peu, de la réponse du commercial que j'ai évoqué plus haut qui disait : « pour éviter un effet rebond »... mais dans ce cas, pourquoi cette forme n'a pas été adoptée sur tous les super téléobjectifs ? Or les optiques datant à peu près de cette époque que j'ai connu (2,8/300, 3,5/400, 4/500 AIP...) n'en étaient pas pourvues.
Et, sauf erreur de ma part, aucun super téléobjectif actuel (de petit format) a ce type de diaphragme, puisque comme indiqué, c'est maintenant la forme la plus circulaire possible qui est recherchée (il est vrai que le diaph est maintenant piloté par un moteur).
Pour l'instant, et faute de mieux, je pencherais pour une volonté de « signer » les images (j'ai déjà vu des publicités dans lesquelles cette forme était visible dans les points lumineux hors focus).
Mais il serait intéressant de lancer une recherche parmi les possesseurs d'optiques diverses pour voir quelles sont celles comportant cette forme de lamelles...
p.s. : je n'ai pas bien compris ces 2 phrases : On la retrouve sur des obturateurs d'objectifs grand format, alors que les diaphragmes sont le plus circulaires possible.
Il en est de même du diaphragme de mon vieux Novoflex 400, avec (de mémoire) plus de 25 lamelles formant un cercle presque parfait. Sans doute parce qu'il est manuel (visée à ouverture réelle), sans impératif de rapidité.
Car ces encoches interdisent évidemment d'obtenir une ouverture circulaire. Et le Novoflex 400mm à 3 lentilles que j'ai essayé durant quelques semaines ne comportait pas d'encoches dans les lamelles