Matériel spécialement pour Radozhiva préparé Rodion Echmakov.

Bokeh caractéristique de l'objectif Triplet 78/2.8, qui présente des aberrations sphériques prononcées.
Avis de non-responsabilité : ce texte peut sembler assez complexe, mais je recommande néanmoins de regarder au moins les images - elles peuvent être perçues intuitivement.
Les fabricants de matériel photographique proposent aujourd'hui un large choix d'objectifs d'excellente qualité qui fournissent des images nettes. Des objectifs modernes de conception complexe, parfaitement corrigés, remplissent leur tâche de telle manière que leur propre « interférence » dans le résultat final est imperceptible - la qualité de l'image finale dépend de la composition, du sujet et... du post-traitement. Souvent, lors du traitement des images, on réduit volontairement leur « contenu informatif » : il est courant d'appliquer des effets tels que des reflets, des filtres spécifiques ou de simuler une faible profondeur de champ (effet bokeh). Il existe également une alternative analogique bien connue à ce type de « Photoshop » : l'optique artistique, l'optique vintage. En raison d'une conception optique imparfaite, de nombreux objectifs anciens présentent un bokeh caractéristique, des défauts de netteté de l'image et un rendu des couleurs déformé - qui sont remplacés par des techniques de post-traitement artificielles.
L’aberration sphérique, ou plus précisément les aberrations sphériques, est peut-être l’un des principaux facteurs influençant la nature de l’image formée par la lentille. L'essence de cette distorsion optique est que l'objectif transforme chaque point infinitésimal de l'objet en une tache symétrique sous la forme d'un point de taille finie avec un halo. Si une aberration apparaît sur l'axe optique, c'est-à-dire au point central de l'image, alors une telle aberration est dite longitudinale. Mais dans les objectifs rapides (un exemple frappant est Hélios-44 и Hélios-40) L'aberration hors axe joue également un rôle important - ce qu'on appelle l'aberration sphérique des poutres inclinées.
L'aberration sphérique longitudinale est l'une des principales raisons de la réduction des détails et du contraste de l'image formée. Par conséquent, dans l'optique moderne, sa présence est généralement minime. Dans le même temps, l'image des objectifs vintage - en particulier ceux à ouverture modérée (
Cet article analyse les types d'aberration sphérique longitudinale, les profils typiques pour sa correction, et démontre l'effet de la distorsion sur la qualité de l'image et le bokeh de différents objectifs - à partir d'un double objectif "périscope» à un télescope apochromatique de qualité diffraction.
En bref sur la théorie des aberrations
D'après la théorie des aberrations géométriques développée par le mathématicien allemand Philipp von Seidel au 19ème siècle, l'ampleur de la déviation du trajet du faisceau de lumière monochromatique par rapport à l'idéal peut être associée aux paramètres du système optique (rayons de courbure, épaisseur, propriétés des matériaux réfractifs). Seidel a proposé d'étendre la dépendance résultante en une série afin que les coefficients devant chaque membre de la série soient déterminés uniquement par la conception optique, et que le reste reflète la dépendance de l'aberration sur l'angle du champ de vision et la taille de la pupille du cristallin.
L'expansion de Seidel incluait des membres de la série avec un ordre total maximum de dépendance à l'angle et à la pupille de la lentille égal à 3, c'est pourquoi la théorie qu'il a développée s'appelait la théorie des aberrations du troisième ordre : S1 (aberration sphérique, ~R^3 ), S2 (coma, ~R^2 •W), S3 (astigmatisme, R•W^2), S4 (courbure de champ, R•W^2), S5 (distorsion, ~W^3), où R est la taille de la pupille de l'objectif et W est l'angle du champ de vision.
La théorie de Seidel décrit de manière satisfaisante uniquement les systèmes optiques avec de petits champs angulaires et de faibles luminosité, ce que ne sont pas la plupart des objectifs photographiques. Ainsi, la série d'aberrations de Seidel est généralement complétée par des termes d'ordres supérieurs - 5, 7, 9 - notamment lorsqu'il s'agit d'optiques à grande ouverture.
Il convient de noter que l'expansion proposée par Seidel s'est avérée peu pratique pour les calculs effectués à l'aide d'ordinateurs et qu'ils utilisent donc désormais principalement une représentation un peu moins visuelle sous la forme d'une expansion dans une série de formes orthogonales. Polynômes de Zernike, jusqu'à la douleur rappelant vue des fonctions d’onde des orbitales électroniques dans un atome. Heureusement, les aberrations spécifiquement sphériques d'ordres différents dans les concepts de Seidel et Zernike sont proches.

Présentation des membres de la série Zernike. 1 – « piston » (image sans aberration), 4 – défocalisation, 9 – aberration sphérique primaire (alias 3ème ordre), 16 – aberration sphérique secondaire (alias 5ème ordre), 25 – aberration sphérique tertiaire (alias 7ème ordre).
Aberration sphérique longitudinale : ordres, chromatisme et zones
Ainsi, l'aberration sphérique longitudinale se présente dans différents ordres (selon Seidel) : 3, 5, 7, etc. Les aberrations sphériques d'ordres supérieurs doivent être prises en compte lors du calcul des systèmes à grande ouverture, car leur ampleur (par puissances 5, 7, 9) dépend extrêmement fortement de la taille de la pupille de l'objectif. La correction de l'aberration sphérique longitudinale est obtenue grâce à une compensation mutuelle des distorsions de tous les ordres observés. Autrement dit, dans un objectif qui présente des aberrations sphériques du 3ème et du 5ème ordre, il est inutile de niveler uniquement les aberrations du 3ème ordre, mais il est efficace de sélectionner l'ampleur des distorsions pour que leur somme soit minime.
Il y a des difficultés importantes à cela. Premièrement, en raison du phénomène diffusion de la lumière L'ampleur de l'aberration sphérique pour la lumière de différentes longueurs d'onde diffère, ce qui donne lieu à la distorsion la plus malveillante pour l'optique à grande ouverture - le sphérochromatisme, c'est-à-dire le chromatisme de l'aberration sphérique. Ces bordures floues violet/vert ou bleu/orange que tout le monde déteste. Pour les éviter, l'objectif doit avoir des valeurs d'aberration sphérique similaires pour toutes les longueurs d'onde de la plage de fonctionnement.

Le sphérochromatisme est une aberration chromatique d'aberration sphérique. Je pense que vous avez compris : il ne reste plus qu'à fixer le moniteur.
De plus, la réfraction des rayons latéraux et centraux du faisceau lumineux incident dans la lentille se produit différemment - sinon il n'y aurait aucune aberration. Une seule lentille ou pupille d'objectif peut être divisée en un système d'anneaux concentriques semblable à une cible de tir, et dans chaque anneau sélectionné, le rapport des aberrations de différents ordres sera différent. Par conséquent, il est possible d'identifier ce qu'on appelle les zones de la pupille de la lentille dans lesquelles domine l'une ou l'autre aberration.
En quoi cela peut-il être utile ? Tout d'abord, la prise en compte de la répartition des aberrations dans les zones de la pupille permet d'évaluer le changement de l'image avec l'ouverture de l'objectif, lorsque les zones les plus extérieures, en règle générale, les plus « problématiques », sont « éteintes » de opération. L'ajustement de la distribution zonale de l'aberration sphérique est la clé du contrôle du bokeh de l'objectif dans les calculs et constitue le moyen le plus important d'équilibrer la qualité de l'image à pleine ouverture et à ouverture limitée.
Aberration longitudinale d'un objectif réel : boîtier classique - Triplet F/2.8
L'aberration longitudinale d'une lentille réelle peut être représentée sous la forme d'un graphique de la dépendance de la position du foyer des rayons d'une longueur d'onde donnée sur la zone pupillaire. Vous trouverez ci-dessous un tel schéma avec quelques explications supplémentaires sur l'objectif Triplet 78/2.8. Regardons cela en détail.
Comme vous pouvez le constater, les courbes d'aberration longitudinales sont un faisceau qui peut être divisé en deux sections : 1) une section de déviation vers la gauche du diagramme - zone pupillaire D de 0 à ~20 mm (F/4), 2 ) une section de déviation vers la droite du graphique – zone pupillaire de ~20 (F/4) à ~30 mm (F/2.8). La déviation de la position focale vers des valeurs négatives est associée à une sous-correction de la distorsion, et vers des valeurs positives – une surcorrection. Il est très pratique de distinguer ces aberrations par la forme des points de défocalisation : un flou de l'arrière-plan en forme de disque bordé est le signe d'une aberration sphérique surcorrigée, et la présence d'un centre lumineux dans le disque bokeh en est la preuve. de sous-correction de l'aberration sphérique.
Si l'on calcule l'aire des première et deuxième zones, il s'avère que dans cet objectif, la zone avec aberration sphérique sous-corrigée représente 44 % de la surface pupillaire, et celle surcorrigée représente 56 % de la surface pupillaire. En tenant compte de la prévalence de l'écart positif par rapport au négatif, cela signifie que la contribution des aberrations surcorrigées à ouverture ouverte sera nettement plus élevée que celles sous-corrigées, c'est-à-dire que nous pouvons nous attendre à ce que le disque bokeh d'un objectif à ouverture ouverte ait une bordure lumineuse et un centre lumineux, mais dans une bien moindre mesure. Et en effet : à F/2.8 et à F/3, le disque bokeh sur l'axe optique en flou a l'aspect prévu. Lorsque l'ouverture est descendue à F/4, lorsque l'influence de la zone pupillaire avec aberration sphérique surcorrigée est neutralisée, seul le centre lumineux reste dans le point bokeh, tandis que la bordure disparaît. Des changements similaires se produisent avec les spots hors axe, bien que dans ce cas d'autres distorsions optiques aient également une grande influence.
Les diagrammes de points bokeh obtenus par simulation (F/2.8-F/3) correspondent bien à ceux observés lors de la prise de vue avec cet objectif.
Comme il ressort des images ci-dessus, l'objectif en question souffre d'un sphérochromatisme prononcé : la largeur du faisceau des courbes d'aberration longitudinale dans les zones paraxiales et les plus externes diffère d'un facteur 4. Cela ne rend pas la qualité d'image sur une caméra conventionnelle catastrophiquement mauvaise, uniquement en raison de la sensibilité spectrale relativement faible des matrices dans la plage la plus problématique de 400 à 440 nm. Une sphérochromaticité prononcée conduit à l'apparition d'une coloration inégale de la bordure lumineuse du disque bokeh.
Il est important de noter que la zone pupillaire avec une contribution prédominante d’aberrations sous-corrigées couvre une plus grande plage d’ouvertures par rapport à la zone pupillaire avec une contribution prédominante d’aberrations surcorrigées. Cela signifie qu'une légère restriction de l'ouverture suffit à améliorer considérablement la qualité de l'image. En effet : même lorsque l'ouverture est réglée sur 1/3 EV, la taille des taches d'aberration de l'objectif diminue fortement, et l'ouverture par un point fournit une qualité d'image dans la zone centrale proche de l'optimale pour cet objectif.
La diminution de la taille du halo autour des spots lors de l'arrêt est associée à l'élimination de la zone pupillaire de 20-30 mm, responsable de la manifestation d'aberrations sphériques surcorrigées prononcées. Ainsi, limiter l'ouverture contribue à une augmentation du contraste de l'image aux fréquences moyennes de 10 et 30 lignes/mm et à une augmentation de la résolution de l'objectif.

Diagramme des caractéristiques de contraste de fréquence de l'objectif Triplet 78/2.8 à différentes valeurs d'ouverture.
Notez qu'à D = 0 mm, la coordonnée horizontale sur le graphique d'aberration longitudinale n'est pas nulle, c'est-à-dire que la défocalisation est utilisée pour compenser la distorsion. Dans ce cas, lors de l'ouverture de l'objectif, on observe un déplacement du plan focal (plus précisément, le plan de meilleur réglage), que l'on appelle habituellement « focus shift ». Les objectifs qui souffrent d'un décalage de mise au point sont d'une utilité limitée lors de la prise de vue avec des appareils photo télémétriques et lors de l'utilisation d'une ouverture sautante ou prédéfinie. Le problème est particulièrement aigu lorsqu'il s'agit d'appareils photo dotés de capteurs haute résolution ou d'appareils photo de moyen et grand format. C'est donc précisément à cause du changement de focalisation que, dans les années 1950, la RDA a complètement abandonné l'équipement des appareils photo Pentacon Six avec des objectifs. Tessaire 80/2.8 en faveur de lentilles plus complexes Biomètre 80/2.8.
Quelles sont exactement les aberrations sphériques qui jouent un rôle décisif dans la formation du motif de l’objectif Triplet F/2.8 ? Pour répondre à cette question, il faut calculer les valeurs des termes de la série de Zernike correspondant à l'aberration longitudinale pour différentes ouvertures d'objectif : Z4 (défocalisation), Z9 (aberration sphérique primaire), Z16 (aberration sphérique secondaire) et Z25 (aberration sphérique tertiaire). La prise en compte des termes d'un certain nombre d'ordres supérieurs n'est pas requise pour cette lentille : leurs valeurs sont proches de zéro. La somme des valeurs calculées correspond à l'aberration longitudinale totale. Les résultats sont présentés dans le diagramme ci-dessous.

Représentation visuelle de l'expansion de l'aberration longitudinale dans une série de polynômes de Zernike.
Cet objectif utilise la compensation de l'aberration sphérique primaire aux ouvertures inférieures à F/4 (D~20 mm). Z9 en utilisant la défocalisation Z4. À de grandes valeurs d'ouverture relative jusqu'à ~F/3 (D~25 mm), l'aberration sphérique primaire est corrigée en raison de l'aberration secondaire. De plus, cependant, aucune compensation mutuelle des aberrations primaires et secondaires n'est observée. De plus, des distorsions tertiaires commencent déjà à se manifester. Passant à la terminologie des aberrations de Seidel, on peut dire que l'image caractéristique de cet objectif dans la zone centrale de l'image est formée d'aberrations sphériques de 3, 5 et, dans une bien moindre mesure, de 7 ordres ; De plus, leur correction n’est pas obtenue pour la zone pupillaire dans la plage d’ouverture de ~F/3.5 à F/2.8.
Examinons maintenant brièvement quelques exemples plus frappants.
Objectif à aberration sphérique non corrigée - F/4.5 « périscope »
L'objectif périscope le plus simple, composé de deux lentilles positives et utilisé comme objectif standard pour les appareils photo les moins chers au début du 20e siècle, se caractérise par des aberrations sphériques et chromatiques non corrigées. Comme "monocle", les objectifs de cette conception sont souvent utilisés comme dessin doux.
Les diagrammes d'aberration longitudinale, de points d'aberration et de disques de bokeh pour l'objectif que j'ai calculé avec les paramètres 50/4.5 sont présentés ci-dessous.
Comme le montre le graphique de distorsion longitudinale, la lentille présente une aberration sphérique sous-corrigée dans n'importe quelle zone de la pupille, ainsi qu'un chromatisme totalement non corrigé, ce qui n'est pas surprenant : il n'y a même pas une seule lentille négative dans la conception. La seule façon de contrôler la distorsion dans cet objectif est de l'arrêter. Ainsi, limiter l'ouverture d'un diaphragme entraîne une double réduction de la taille des taches d'aberration, ce qui signifie une augmentation de la résolution et du contraste. L'objectif offre une qualité de diffraction à une ouverture relative de ~F/1 : dans ce cas, une résolution de ~22 lignes/mm est réalisable, déterminée par la longueur du spectre chromatique.
Les taches de flou d'arrière-plan d'un tel objectif n'ont pas de bord net, mais un centre lumineux. La situation inverse est observée dans les points de défocalisation au premier plan, où les disques ont une bordure lumineuse prononcée. L'apparence calculée des taches bokeh de l'objectif périscope correspond entièrement à celle observée pour un objectif de projection produit dans le commerce. "Glavoutkhprom" 77/2. Des exemples de photographies prises avec cet objectif sont donnés ci-dessous.
Objectif avec aberration sphérique non corrigée des faisceaux obliques - Helios-40 85/1.5
Objectif rapide Hélios-40 85/1.5 très célèbre pour son flou d'arrière-plan distinctif et expressif. Sur Internet, vous trouverez de nombreuses discussions sur les raisons de l'origine du « même » bokeh Helios-40, et cette fois, une explication complète sera donnée.
Les diagrammes d'aberration longitudinale, de points d'aberration et de disques bokeh pour l'objectif Helios-40 sont présentés ci-dessous.
Tout d'abord, il convient de noter que sur l'axe optique, les distorsions longitudinales de l'Helios-40 85/1.5 sont encore mieux corrigées que celles du Triplet 78/2.8 : l'objectif a très bien compensé (bien que légèrement sous-corrigé) les distorsions dans la zone pupillaire. jusqu'à ~F/2, ainsi qu'un chromatisme assez faible pour la zone paraxiale. Dans la zone pupillaire F/2-F/1.5, les aberrations longitudinales sont surcorrigées et un sphérochromatisme prononcé est présent. Par conséquent, une ouverture jusqu'à F/2 devrait faire de l'Helios-40 un objectif très net dans la zone centrale de l'image - ce que confirment les points d'aberration calculés.
En examinant les taches de défocalisation d'arrière-plan, on constate que pour un point sur l'axe à une ouverture de F/1.5, la tache présente une petite frange dont l'apparence est due aux aberrations de la zone pupillaire F/2-F/1.5. . Lorsque l'objectif ouvre jusqu'à F/2, le bord du disque disparaît. Cependant, pour les spots hors axe, cette frange de spots est présente à la fois à F/1.5 et F/2, et devient d'autant plus prononcée que le spot s'éloigne du centre de l'image. Malgré le fait qu'en raison du vignettage (coupure de la pupille devant et derrière le diaphragme d'ouverture de l'objectif par les montures de l'objectif) les taches hors axe ont la forme de citrons, il est évident que la bordure observée est complètement symétrique, et donc est également associée à la manifestation d’aberration sphérique. En effet, les taches d'aberration de l'objectif à F/1.5 présentent également un halo presque symétrique, d'autant plus grand que les taches sont éloignées de l'axe.
Cette distorsion optique est une aberration sphérique de faisceaux inclinés - absente sur l'axe optique, mais augmentant rapidement avec la distance. Si cette aberration n'était pas présente dans des objectifs tels que Hélios-40 85/1.5, Biotar 75/1.5, Hélios-44 58/2, ОКС1-75-1 75/2, OKS4-75-1 75/2.8, OF-233 210/2.5, LOMO P-5, alors leur bokeh ne serait pas « tourbillonné » et expressif de la même manière. D'autres distorsions (telles que le coma) peuvent provoquer un tourbillon de l'arrière-plan, mais en raison de l'asymétrie, elles donne au bokeh l'apparence d'écailles, ce qui est inhabituel pour Helios-40. L'aberration sphérique des faisceaux obliques a un impact significatif sur l'image formée par l'objectif Helios-40 aux ouvertures F/1.5 - F/2.8, ce qui signifie qu'à F/2.8 l'objectif ne fera plus tourbillonner l'arrière-plan.
Vous trouverez ci-dessous des exemples de photographies prises avec l'objectif Hélios-40 à différentes ouvertures.
Aberrations sphériques dans un apochromate à longue focale de type APO Tair de qualité de diffraction
Dans les instruments optiques tels que les télescopes à grande ouverture et qualité de diffraction, la présence d'aberrations sphériques, notamment pour les zones extérieures de la pupille, est inacceptable, car elle entraîne une détérioration significative de la qualité de l'image. Considérons un objectif astrographe à cinq éléments 800/8, conçu par moi, réalisé selon le schéma de type « APO Tair ».
Les propriétés caractéristiques de la lentille graphique sont indiquées ci-dessous.
Comme prévu, à la fois sphérique et aberration chromatique. On peut dire que le sphérochromatisme est absent et que l'étendue de la distorsion longitudinale dans la plage de 400 à 700 nm à pleine ouverture est de 115 microns, soit 7 fois moins que pour l'Helios-40 mentionné ci-dessus à F/1.5. De ce fait, le point d'aberration de l'objectif dans la zone centrale de l'image s'adapte à la taille du disque d'Airy, ce qui signifie que la qualité correspond à la diffraction. La résolution de l’objectif est d’environ 130 lignes/mm.
La correction presque complète des aberrations sphériques se traduit par l'apparition de taches de défocalisation presque identiques pour le premier plan et l'arrière-plan. Mais cela peut-il être réalisé avec des optiques à grande ouverture ?
Correction des aberrations sphérochromatiques dans un téléobjectif 150/1.4 particulièrement rapide
Ainsi, contrôler la distorsion longitudinale dans les objectifs à grande ouverture, comme on peut le voir dans l'exemple de l'Helios-40 85/1.5, est une tâche qui nécessite l'utilisation de circuits optiques plus complexes et matériaux optiques modernes. La correction de l'aberration sphérique monochromatique est obtenue grâce à l'utilisation de verres à haute réfraction, et la différence chromatique ne peut être réduite que grâce à l'utilisation de matériaux à dispersion anormale : couronnes de fluorophosphate, de phosphate et de phosphate lourd, silex lourds en niobium et tantale, silex spéciaux.
Les objectifs sophistiqués, rapides et de haute qualité sont extrêmement utiles dans les applications où le contenu informatif de l'image est d'une valeur primordiale et où toute distorsion optique qui dégrade la qualité est inacceptable. L'astrophotographie est un excellent exemple de l'application d'une telle optique : haute luminosité utile pour les expositions rapides, et les aberrations doivent être bien corrigées pour que les étoiles dans le cadre apparaissent sous forme de points. Ainsi, les téléobjectifs rapides modernes sont bien adaptés aux champs d'étoiles filantes : Samyang 135/2, Canon 200/2.
Fort de cette expérience bien connue, j'ai eu en 2022 l'idée de créer un objectif d'astrographe ultra-rapide avec des paramètres 150/1.4 dont le calcul a été mis en œuvre Vladimir Bogdankov (à cette époque, je ne savais pas compter l'optique), et la conception mécanique a été conçue par Artyom Timirev - en tenant compte de tous les concepts et exigences que j'y avais mis. La conception optique de l'objectif a été brevetée par nos soins en 2024 (RU 2822998 C1).
L'objectif a une conception à neuf éléments utilisant 4 lentilles en verre à faible dispersion (type fluorite). Considérons certaines de ses caractéristiques dans le contexte du sujet de cet article.
Sur la base du graphique de la caractéristique de contraste de fréquence (MTF), il est clair que l'objectif a une haute résolution à ouverture ouverte - plus de 100 lignes/mm, ce qui, par exemple, est inaccessible pour l'Helios-40 à F. /1.5. Les taches d'aberration à pleine ouverture présentent un halo sphérochromatique indistinct au centre de l'image et une petite queue comatique en bord de champ. Lorsque l'ouverture descend à F/2, la qualité d'image devient excellente aussi bien dans la zone centrale que sur l'ensemble du champ : le sphérochromatisme et le coma disparaissent.
En effet : le diagramme d'aberration longitudinale de la lentille indique que dans la zone pupillaire ~F/2-F/1.4 on peut observer une aberration sphérique non compensée, qui est différente pour la lumière de différentes longueurs d'onde. De plus, il convient de noter que même dans la zone F/1.4, l'étendue de l'aberration chromatique n'est que de 300 microns. A titre de comparaison : spectre secondaire Tair-3 300/4.5 à F/4.5, c'est 1500 microns. Déjà à F/1.6-F/1.8, le sphérochromatisme devient insignifiant. Dans la zone pupillaire de l'objectif jusqu'à ~F/1.8, une excellente compensation de l'aberration sphérique a été obtenue : l'ensemble des courbes sur le graphique de distorsion longitudinale ne va pas sur les côtés et ne se plie nulle part. Ceci est également important car, grâce à cette correction, l'objectif n'a pas de décalage de mise au point, ce qui est utile en astrophotographie.
Un degré élevé de correction de la distorsion longitudinale conduit au fait que le bokeh de l'objectif dans la zone centrale est complètement neutre : les points de défocalisation de l'arrière-plan et du premier plan semblent identiques - comme ceux du Tair APO évoqué ci-dessus. Sur le terrain, le même effet est obtenu à F/1.6-F/1.8, ce qui témoigne de l'élimination du coma résiduel.
Conclusion
Ainsi, la distorsion longitudinale - une combinaison d'aberration sphérique et de chromatisme - a une influence décisive sur la qualité d'image de l'objectif et son motif (bokeh). La correction de l'aberration sphérique s'effectue par compensation mutuelle de ses composantes d'ordres différents, ce qui conduit à plusieurs types de correction dans l'objectif - leurs courbes sont présentées dans la figure ci-dessous.

Vue de quelques courbes d'aberration sphérique probables : 1) aberration sphérique non corrigée, 2) sous-correction de l'aberration pour les petites ouvertures et surcorrection pour les grandes ouvertures, 3) surcorrection pour une ouverture ouverte et compensation presque complète pour les ouvertures plus petites, 4) compensation pour toutes les ouvertures , 5) surcorrection pour les petites ouvertures et sous-correction pour les grandes.
Des diagrammes de points de défocalisation pour la courbe de chacun des types considérés, indiqués par des chiffres, sont donnés ci-dessous pour une ouverture ouverte et lorsque l'ouverture est arrêtée d'un cran.
Ces graphiques ne prennent en compte que l'aberration sphérique monochromatique. Dans le cas où le sphérochromatisme est fortement exprimé, il est judicieux de considérer séparément les courbes des longueurs d'onde significatives, sachant que l'aspect final du bokeh sera déterminé par la superposition de toutes les courbes d'aberration.
Il ne faut pas oublier que beaucoup moderne и le vieux les lentilles ont une forme de courbes encore plus complexe avec un grand nombre de zones de différents types de correction de l'aberration longitudinale, ce qui n'empêche cependant pas d'utiliser l'approche décrite dans cet article pour leur étude.
Il résulte également de l'analyse que dans un système optique complexe, en équilibrant des aberrations d'ordres différents, il est possible de contrôler de manière assez flexible les distorsions longitudinales dans chaque zone de la pupille de la lentille. Cela signifie que lors de l'exécution d'un calcul, s'il existe un nombre suffisant de paramètres de conception variables, vous pouvez littéralement définir le motif d'objectif requis et contrôler son bokeh, sans compromettre grandement la qualité de l'image dans son ensemble. Ainsi, le calcul du motif optique est une autre tâche, en plus d'assurer le niveau de qualité requis, qui doit être effectuée par un ingénieur optique lors de la création d'un objectif photographique.
Difficile à comprendre)
Autrement dit, le fameux effet de douceur est causé uniquement par l'aberration sphérique ?
Bien sûr, j'aimerais des explications plus simples. Les mathématiques et l'optique sont un domaine de connaissance trop spécialisé. 90% du public, même local, ne connaît même pas les bases de ces disciplines et pour eux/nous, ce n’est qu’un tas de mots.
L’effet doux dans la zone centrale de l’image est en réalité provoqué par SfA. Cet article explique comment les objectifs dotés d'un logiciel similaire en termes de degré de manifestation peuvent avoir différents modèles de bokeh, pour lesquels le concept d'aberration sphérique zonale est pris en compte.
Je suis sûr que vous pouvez facilement trouver des « explications plus simples » sur Internet presque partout. Mais vous ne trouverez même rien dans les manuels d’optique sur la relation entre les aberrations et la conception des lentilles, puisque les manuels d’optique considèrent les aberrations uniquement dans le contexte de la qualité de l’image, rien de plus. Pour rendre ce texte compréhensible, quelques connaissances de base sont certainement nécessaires. Une demi-heure ou une heure de navigation sur Wikipédia vous aidera.
C'est comme un spermophile dans la toundra... Personne ne l'a vu, mais il existe...
Rodion, merci beaucoup pour l'article. Même si beaucoup de choses ne sont pas claires, c'est très intéressant.
Il me semble que ce serait formidable si un jour il était possible de faire un examen similaire en général sur la conception des objectifs modernes les plus populaires, avec des exemples et des explications. Pour de nombreux photographes débutants, le terme « conception d’objectifs » reste quelque peu incompréhensible. Vous parvenez à décrire « l’image » en langage technique.
Merci pour vos commentaires. J'ai un peu de mal avec les objectifs modernes, mais l'idée est bonne. En guise de compromis, j'essaierai probablement d'ajouter aux exemples analysés des analogues dans le profil de correction parmi des optiques plus ou moins modernes.
Je n'arrête pas d'esquisser des idées :-)
Classiquement, prenez des photos à partir d'un test d'un Canon RF 50/1.8 bon marché et d'un Olympus 25/1.2 coûteux et comparez les « images » du point de vue des circuits optiques. Canon donne moins de profondeur de champ, Olympus donne un flou « plus doux ». Pour la personne moyenne, c’est une raison de prendre une douche. Votre site de photos préféré voit son trafic augmenter.
Tirer de telles conclusions à partir des seules photos de quelqu'un d'autre est une activité qui ne convient qu'en tant qu'exercice mental, mais pas à la publication. Au minimum, il est nécessaire d'analyser les circuits optiques à l'aide de simulations pour que le matériel soit convaincant et que les conclusions soient fiables. Sinon, ce ne sera pas qualitativement différent des sujets sur la photo.
Et assurez-vous d’ajouter le mot « humiliation » au titre. Je plaisante (je ne plaisante pas)
Excellent article. Les exemples visuels sont tout simplement géniaux. Roman, merci pour ton travail et tes expériences ! Ils inspirent toujours.