Plus la lentille fontale est grande, meilleure est la définition ?

[raminagrobi]

Je vois que ma question a mis en lumière des lacunes chez certains super
techniciens de photim puisqu'au vu des réponses, il y a 2 "camps" : ceux qui
disent qu'un plus gros diamètre apporte juste plus de luminosité, et ceux qui
disent qu'un plus gros diamètre apporte AUSSI plus de définition.
L'un des deux czamps a forcément raison. Je n'y connais rien en optique,
néanmoins j'ai quand même fortement l'impression que les deuxièmes ont raison
;-)
Tout simplement en s'intéressant à l'astrophoto de la lune, objet qui ne
manque pas de luminosité. Avec la lune, on peut obtenir des temps de pose tout à
fait raisonnables avec de très forts F/D. Si le diamètre n'avait pas
d'influence sur la définition, on pourrait obtenir des images aussi détaillées
de la lune avec un petit instrument et un gros f/D, qu'avec un gros instrument
et un f/d plus court...
Or il suffit de s'intéresser un peu à l'astrophoto pour constater que ce
n'est pas le cas.

J'ai bien compris qu'en photo classique, la définition n'est pas le seul
paramètre qui entre en compte dans le "piqué ressenti", surtout pour les
courtes focales ; néanmoins, en gardant à l'esprit que la définition augmente
avec le diamètre, les gros télés à f/2.8 ont au moins théoriquement une avance
définitive sur les télés de même focale mais moins ouverts...C'est
intéressant de le savoir car ce n'est jamais évoqué...

[seba]

Car pour les objectifs photo, à grande ouverture, les aberrations empêchent le
plus souvent d'atteindre la résolution théorique (qui est d'environ 600pl/mm à
2,8 et 420pl/mm à 4, surabondant dans les deux cas).
Dans ce cas l'ouverture n'est pas le facteur dominant.

Il y en a un qui frétille dans l'attente d'une confrontation.
Che me fencherai, ha ha ha (rire sardonique).

Soit dit en passant, les gros télescopes modernes (en particulier le VLT) sont
du type Ritchey-Chrétien (Henri Chrétien, l'inventeur de l'anamorphoseur, du
catadioptre et d'un type de télescope) et on ne peut pas les utiliser au foyer
du miroir primaire qui est hyperbolique, ce type de télescope n'est corrigé
qu'avec l'ensemble primaire + secondaire.
Le foyer le plus ouvert utilisable est le foyer Cassegrain, auquel l'ouverture
de l'instrument est bien moindre (combien pour le VLT ? Je ne sais pas, je
n'ai pas trouvé cette info).

[geo444]

entre un télé ouvert a f/2.8 mais classique verre ordinaire
et un télé a f/4 mais APO, avec lentilles ED ou... Fluo !

/! 'tention d'ailleurs le prix + élevé du 2ème surprendra ?

et meme en Astro-Photo Terrestre :

la sensibilité a la turbulence est aussi proportio. au diam.
(d'ou les grands téléscopes en altitude... ou en orbite

l'Abérration Chromatique augmente aussi avec le ratio F/D !

mais c'est vrai que, Théoriquement, le pouvoir séparateur
augmente avec le diamètre, ATTENTION encore, PAS le PIQUé !
ou Micro Contraste, qui dépend d'autres caractéristiques :
Traitements Anti-Reflet des surfaces, Obstruction, etc...

[Ronan]

Disent la même chose?
Il suffit d'avoir pratiqué et pu comparer - tant en ciel profond qu'en
planétaire - une lunette de 102 mm et un bon gros Cassegrain de 305 (bien
taillé, évidemment) pour voir que - certes les lois de l'optique ondulatoire
ont leur importance - mais que le facteur limitant est bel et bien le ratio
focale/luminosité.
Pour avoir de la définition, il faut de la focale (on projette une plus petite
portion du ciel sur la surface sensible, donc on augmente le niveau de détail.
Et pour avoir de la focale sans se heurter à une luminosité catastrophique qui
rend le montage inapplicable, il faut du diamètre.
Faites moi quand la grâce de penser que je connaîs l'interférométrie optique?
mais aussi que j'ai pas mal pratiqué, au contact des plus grands, Arsidi,
Thérin, et que j'ai une petite idée des problèmes pratiques posés par
l'astrophoto d'amateur (de plus, aujourd'hui, avec les cameras haute vitesse,
on parvient à s'affranchir de la turbulence, traditionnellement gênante avec
les instruments de grand diamètre).
Ceci est mon adieu au forum, pour des raisons faciles à comprendre. Je vous
souhaite de très bonnes photos. Ronan

[raminagrobi]

il boude !!!

[geo444]

avec 1 simple WebCam d'ailleurs, pas besoin d'1 Cam rapide !

mais ça ne signifie pas que la Turbulence n'affecte plus les images
simplement on peut les trier pour ne garder que les bonnes !!

[seba]

Nul doute que Ronan a une idée claire sur la question mais il a super mal
expliqué.
Quand on dit pour avoir de la définition il faut de la focale (condition ni
nécessaire en théorie, mais en pratique oui, ni suffisante) et pour avoir de la
luminosité il faut du diamètre (ça oui), c'est à tout le moins très
rudimentaire.

[pda]

Je suppose que Ronan s'expliquera plus en détail après le bouclage du prochain
CI.

[mb32]

J'ai un objectif Distagon Zeiss T* de 40mm de focale et d'ouverture f/4 (pour Hasselblad 6x6).

En toute logique, la lentille frontale devrait faire 10mm de diamètre utile. Mais son diamètre réel est de 80mm, ce qu fait tout de même une très grosse différence.

Si c'était une lunette astronomique, disons de 80mm de diamètre théorique, Zeiss l'aurait proposée à la vente avec une lentille frontale de 640mm, de quoi rêver et rendre les ventes inexistantes..

Sans se livrer à une exagération du même ordre, il faut bien constater que cet objectif est très anormalement grand, large, lourd, et cher si on se limite aux critères habituels en astronomie..
Evidemment, il n'y avait pas à l'époque de fluorite, de lentilles asphériques à "bas" prix mais tout de même..

Donc, j'aurais tendance à dire que au delà de la définition, les critères photos classiques, distorsion, achromatisme, vignettage, peuvent conduire à agrandir la taille de la lentille frontale bien au-delà de sa définition théorique concernant la définition (cercle d'Airy).

En astronomie, le critère principal qui permet de connaître le potentiel de
définition d'un instrument est le diamètre de l'objectif/du miroir, la
distance focale étant un paramètre secondaire.
Est-ce que cela s'applique aussi en photo classique ? Si non, pourquoi ? Cela
voudrait dire qu'un 200mm F/2 est forcément plus piqué qu'un 200mm f/4 (sans
tenir compte des autres aberrations ?)

[seba]

Sans se livrer à une exagération du même ordre, il faut bien constater que cet objectif est très anormalement grand, large, lourd, et cher si on se limite aux critères habituels en astronomie..
Evidemment, il n'y avait pas à l'époque de fluorite, de lentilles asphériques à "bas" prix mais tout de même..

Donc, j'aurais tendance à dire que au delà de la définition, les critères photos classiques, distorsion, achromatisme, vignettage, peuvent conduire à agrandir la taille de la lentille frontale bien au-delà de sa définition théorique concernant la définition (cercle d'Airy).

Un fil exhumé des tréfonds du forum...

Aucun rapport avec la correction des aberrations.
Si cet objectif a une lentille frontale de grand diamètre, est grand, large et lourd, c'est parce que c'est un rétrofocus.
Et sa pupille d'entrée fait bien 10mm de diamètre.

[dioptre]

Un bon exemple de deux constructions optiques différentes.
Le distagon est un excellent exemple de rétrofocus
Et encore le biogon 21 / 2,8 n'est pas un pure produit symétrique à 6 ou 8 lentilles.

Par exemple le 47 mm de chez Schneider qui couvre juste le 4x5 inch ( 10x12 cm), largement équivalent en angle de champ couvert au 21, est extrêmement compact ( 8 lentilles ; 60x60 mm environ, et 310 g ).
Bien sur il n'ouvre qu'à 5,6.
Ce qui est impressionnant c'est la lentille arrière dont le sommet n'est qu'à 1 cm à peine du plan du film.
Formule toute bénéfique pour les distorsions, mais par contre un filtre concentrique est très utile pour contrer le vignettage optique. Sur ce point les rétrofocus sont gagnants

[seba]

Sur l'exemple de dioptre on voit un retrofocus et un Biogon (formule Roosinov).
Les deux formules sont encore assez volumineuses par rapport à un type Topogon, que voici représenté par un Nikkor 25/4.
Cet objectif fait le même boulot qu'un rétrofocus qui serait énorme.
Si on n'a pas besoin d'une formule rétrofocus, un grand angle peut être minuscule.

[seba]

Bertele, en créant l'Aviogon, a repris une idée de Roosinov.

[baséli]

Je pensais aussi que seul le diamètre de la lentille comptait pour la résolution. C'était dans une discussion sur la diffraction qui est partie en sucette, mais le début est bien! C'est bien le rapport F/D qui compte.

L'explication de dioptre: http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,60201.msg971123.html#msg971123

[baséli]

Par contre pour un télescope ou une lunette, c'est bien le diamètre d'ouverture qui compte.

En effet, l'image finale n'est pas diffractée comme dans un objectif. On utilise simplement un oculaire qui va servir de "loupe" pour observer une partie du plan image formé par le télescope ou la lunette. Et un oculaire ne diffracte pas, il remet simplement parallèles des rayons lumineux convergents, pour que l'oeil puisse voir quelque chose.

Et donc un 200mm de F/D 5 est plus "résolu" qu'un 100mm de F/D 5. Ce qui mine de rien change la focale, ce qui fait que intuitivement, le télescope "grossit" plus, et donc c'est bien normal qu'on voie plus de détails 

J'ai juste Dioptre?

[mb32]

Excusez-moi si j'ai rebâché quelque chose qui aurait déjà été dit dans d'autres forums, si c'est le cas je ne le savais pas.

Je répondais juste, et naïvement à ce qui semblait être la question de titre à savoir si en photo classique, la définition était liée directement à la taille de la lentille frontale.

Loin de moi l'idée de contrer les principes de l'optique, mais peu de Ritchey-Chretien, ou autres formules sont utilisés pour la "photo classique".

Aussi il ne me paraît pas illégitime de parler de grand-angles rétrofocus, ou de téléobjectifs, sur ce sujet, et de remarquer que la règle n'est plus respectée pour la photo "ordinaire", où on veut se débarrasser d'une quantités de défauts en faisant des compromis pouvant augmenter la taille de la lentille frontale.

Un fil exhumé des tréfonds du forum...

Aucun rapport avec la correction des aberrations.
Si cet objectif a une lentille frontale de grand diamètre, est grand, large et lourd, c'est parce que c'est un rétrofocus.
Et sa pupille d'entrée fait bien 10mm de diamètre.

[mb32]

Je complète un peu ma remarque, un peu vive, et désolé d'avoir été excessif..

Maintenant avec un exemple plus proche de la photo classique, j'ai peur de ressortir un fil exhumé de je ne sais où..

Prenons un Noctilux (là, malheureusement je n'en ai pas pour appuyer mes dires) qui a évidemment une lentille frontale plus grande que son équivalent focal habituel.
A ce qu'"on" dit (ceux qui ont le bonheur d'avoir les deux), l'objectif classique est mieux défini quand on ferme à 5.6 ou qq chose comme ça.

Evidemment l'objectif habituel n'est plus défini du tout si on voulait ouvrir à 1, mais dans un domaine classique d'ouverture .. j'ai faux là ? (j'en serais content, ca me donnerait un prétexte pour acheter un Noctilux).

MB.

[seba]

Dans un rétrofocus, le diamètre de la lentille avant est grand mais pas celui de la pupille d'entrée et c'est ce dernier qui compte pour la luminosité et, si l'objectif est parfait, pour la résolution.
Pour un objectif "parfait" (c'est-à-dire pour lesquels la tache d'Airy est le seul facteur limitant la définition), la définition dépend de f/d.
Mais les objectifs photos sont loin d'être parfaitement corrigés à grande ouverture, de sorte que la définition ne dépend pas de f/d, les aberrations étant beaucoup trop importantes.

J'ai une loupe de lecture, diamètre 100mm et distance focale 250mm.
L'image formée par cette loupe est très mauvaise. Beaucoup plus mauvaise que celle de mon Nikkor 200/4.
Pourtant son diamètre est le double de ce dernier.

[mb32]

Bon, je vous présente encore mes excuses.

J'aimerais bien qu'on me précise les "contraintes" de la mention photo classique du fil.

Evidemment, sur tous les plans, plus la pupille d'entrée est grande et plus la photo est définie, il en reste qu'à trouver des formules qui minimisent les défauts selon la largeur du champ, les coûts, etc.. Maintenant, en photo classique, il y a des obligations qui entraînent à des compromis. On ne peut pas couramment utiliser une chambre de Schmidt avec un film sur support courbe.

J'avais cru que la question de départ était: pour un appareil photo classique, plus la lentille frontale, meilleure est-elle (ou la définition). Autre (forcément) rétrofocus j'ai un 24/2 Zuiko de 40mm de diamètre de lentille, mais tout comme un blad, c'est un réflex, et donc..

La question se facilite quand la focale augmente, avec un 800mm elle devient évidente.

Mais je me la pose toujours pour des focales "standard", comme celle du Noctilux pour un Leica M. Le boîtier n'est pas encombré d'un miroir, la focale sembe quasi "vraie" même si le plan film n'est pas gravé sur le boîtier. Les professionnels n'utilisent pas tout le temps un Noctilux; est-ce simplement parce qu'il est calculé pour la PO et lourd, voire qu'il est lui-même un compromis de prix, est-ce parce qu'en diaphragmant ca n'a plus d'intérêt ? Même question pour les gros 85 de Canon..

Bref je suis curieux, si vous avez une réponse, j'en serais content.

Dans un rétrofocus, le diamètre de la lentille avant est grand mais pas celui de la pupille d'entrée et c'est ce dernier qui compte pour la luminosité et, si l'objectif est parfait, pour la résolution.
Pour un objectif "parfait" (c'est-à-dire pour lesquels la tache d'Airy est le seul facteur limitant la définition), la définition dépend de f/d.
Mais les objectifs photos sont loin d'être parfaitement corrigés à grande ouverture, de sorte que la définition ne dépend pas de f/d, les aberrations étant beaucoup trop importantes.

J'ai une loupe de lecture, diamètre 100mm et distance focale 250mm.
L'image formée par cette loupe est très mauvaise. Beaucoup plus mauvaise que celle de mon Nikkor 200/4.
Pourtant son diamètre est le double de ce dernier.

[seba]

Pour le Noctilux, le fait d'avoir un grand diamètre n'apporte rien du point de vue définition.
Son premier intérêt est sa luminosité pour l' "available light" , son deuxième intérêt est dans sa profondeur de champ très réduite si besoin est, son troisième intérêt est dans son rendu un peu différent d'un Summicron par exemple (balance des aberrations).

[mb32]

Ca me fait penser que finalement en photo "classique", à part les télés ultra-lumineux, quasiment tout le monde diaphragme d'un ou deux crans pour avoir une qualité optimale, sauf évidemment pdc minimale, ou basse lumière.

Finalement, les objectifs "ouverts" ne seraient-ils pas meilleurs parce que mieux concus et construits ? J'ai un vague souvenir d'objectifs standard Canon FD 1.4 et 1.8, le premier était meilleur théoriquement mais de toute façon on le fermait à 5.6 ou 8 pour des performances optimales ?

Pour le Noctilux, le fait d'avoir un grand diamètre n'apporte rien du point de vue définition.
Son premier intérêt est sa luminosité pour l' "available light" , son deuxième intérêt est dans sa profondeur de champ très réduite si besoin est, son troisième intérêt est dans son rendu un peu différent d'un Summicron par exemple (balance des aberrations).

[baséli]

Ce sont des fables!

Bref,le mythe de l'objectif qui serait plus performant parce que plus ouvert a la vie dure....

Ce ne sont ni des fables, ni un mythe. C'est théoriquement vrai ... et pratiquement faux.

Plus un objectif est ouvert, plus ses lentilles sont grandes. Plus les lentilles sont grandes, plus elles sont chères à fabriquer. Plus elles sont chères à fabriquer, moins ont vend d'objectifs. Donc la qualité des ces grandes lentilles est "suffisante" à pleine ouverture pour un appareil photo de l'époque de l'argentique, voire numérique, mais la plupart du temps loin des possibilités théoriques.

En astro c'est différent, l'image obtenue par le télescope ou la lunette est grossie par l'oculaire à des niveaux "déments". Pour ceux qui ne l'ont jamais fait, on voit littéralement la tache d'Airy et on juge ainsi visuellement de la qualité de l'optique (en bref). La qualité des lentilles pour les lunettes est exceptionnelle si on la compare à celle des objectifs photo. En plus, ces objectifs ne sont utilisés qu'à la pleine ouverture (pour faire bref aussi).

C'est ainsi que ma "vulgaire" lunette Takahashi Sky 90, un 500mm f5.5 , coûte 50% de plus que le 400mm 5.6 canon. Pourtant, il n'y a que deux (1+1) lentilles dedans... mais quelles lentilles! Et quand on va taper dans les triplets ou quadruplets astro de bonne taille, la photographie avec un 3Dx ou 1DsIII avec les objectifs qui vont bien devient un "loisir de pauvre".

[seba]

Je crois que ça n'a aucun rapport avec la précision de fabrication.
Les tolérances de fabrication sont suffisamment serrées pour que toutes les lentilles puissent être considérées comme parfaites.
Simplement, pour un objectif très ouvert, il est impossible de corriger complètement les aberrations.

Avec un doublet astronomique, l'ouverture est faible, le champ petit, l'opticien corrige au maximum l'aberration sphérique et l'aberration chromatique et ne s'occupe pas du reste.
Ce qui fait qu'on peut arriver à une excellente correction de ces deux aberrations et ça suffit pour la destination de l'engin.
La qualité des lentilles pour les lunettes n'a rien d'exceptionnel (la théorie fixe une tolérance en deçà de laquelle une précision de polissage supérieure ne sert plus à rien), l'usage de l'engin et son rapport f/d permet une correction beaucoup plus complète des deux aberrations gênantes (et les autres on s'en fiche car le champ utilisable est très petit).

Avec un 50mm ouvert à 1,4 par exemple, aussi parfaits que puissent être le polissage et le montage des lentilles, on ne peut pas corriger complètement toutes les aberrations simultanément, l'opticien fait au mieux pour que l'image soit correcte sur tout le champ, en fonction de la destination de l'objectif qui doit donner une image correcte sur un champ assez grand et pas une excellente image juste au centre du champ (et pourrave sur le reste du champ).

[mb32]

Pour reprendre le titre du topic:

Je suis canoniste pour les usages courants (c'est vrai), et je n'ai pas de 300mm (ca aussi, enfin hors FD) pour photographier des corridas (ca c'est faux, restent les courses camarguaises), ai-je quelque intérêt à acheter un 300/2.8 plutôt qu'un 300/4 ? (en oubliant les sous, la profondeur de champ, et en supposant qu'il faille fermer à f:4 ou 5.6 dans les photos d'actions assez souvent)

Ou la même question pour un 50/1.4 ou /1.8, ou il est évidemment que je vais diaphragmer souvent (et d'autant plus qu'en numérique, augmenter la sensibilité ne pose pas de problème).

Au temps de l'argentique, sauf objectifs bizarres genre Noctilux ou Canon 85/1.2, il était clair que pour les usages courants, les objectifs lumineux étaient meilleurs, diaphragmés ou pas.

De nos jours, les tests existent encore, les mires, les FTM et autres.. qu'en est-il ?

Je crois que ça n'a aucun rapport avec la précision de fabrication.
Les tolérances de fabrication sont suffisamment serrées pour que toutes les lentilles puissent être considérées comme parfaites.
Simplement, pour un objectif très ouvert, il est impossible de corriger complètement les aberrations.

Avec un doublet astronomique, l'ouverture est faible, le champ petit, l'opticien corrige au maximum l'aberration sphérique et l'aberration chromatique et ne s'occupe pas du reste.
Ce qui fait qu'on peut arriver à une excellente correction de ces deux aberrations et ça suffit pour la destination de l'engin.
La qualité des lentilles pour les lunettes n'a rien d'exceptionnel (la théorie fixe une tolérance en deçà de laquelle une précision de polissage supérieure ne sert plus à rien), l'usage de l'engin et son rapport f/d permet une correction beaucoup plus complète des deux aberrations gênantes (et les autres on s'en fiche car le champ utilisable est très petit).

Avec un 50mm ouvert à 1,4 par exemple, aussi parfaits que puissent être le polissage et le montage des lentilles, on ne peut pas corriger complètement toutes les aberrations simultanément, l'opticien fait au mieux pour que l'image soit correcte sur tout le champ, en fonction de la destination de l'objectif qui doit donner une image correcte sur un champ assez grand et pas une excellente image juste au centre du champ (et pourrave sur le reste du champ).

[baséli]

Les tolérances de fabrication sont suffisamment serrées pour que toutes les lentilles puissent être considérées comme parfaites.

je complète ta phrase en y ajoutant: "pour l'application considérée".

Il est également vrai que en astro aussi, il y a des limites pratiques au rapport f/d avec des lentilles. C'est pour cela que les très grandes ouvertures sont généralement à miroir, les réfracteurs ne permettant pas d'atteindre la qualité requise. Exemple ici (http://www.optique-unterlinden.com/takahashi/fr/epsilon-180ED.php) avec un 500mm 2.8 qui couvre un champ de 6x6... pour la modique somme de 4876€. Pour ce prix là, on a "simplement" deux miroirs.