Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
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Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.

Envoyé par Toai 
Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mardi 10 janvier 2023 16:09:18
Bonjour

Je cherche à construire une boite avec une lampe opaline et un condenseur 6x9 (2 lentilles)
dans le cadre de la numérisation avec mon DSLR.
J'ai déjà fait le test avec une tête Durst M700, il y a une monté interessante du micro-contraste comme sous l'agrandisseur. (Effet Callier)
On lit pas mal de choses sur internet. mais bon...
A travers le condenseur, la lampe opaline est la source objet. Le film est postionné juste derrière le condenseur.
Ce que j'essaye de comprendre :
- Comment doivent être les rayons issus du condenseur ? (*)
- Comment doit être positionnée la lampe opaline vis à vis du condenseur ?
Tout cela pour pour se rapprocher le plus possible de cet effet callier.
Merci à vous !

(*) Probablement pas dans tous les sens, sinon on aurait l'effet de diffusion.



Modifié 1 fois. Dernière modification le 10/01/23 16:18 par Toai.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mardi 10 janvier 2023 16:20:27
L'effet callier dépend de la dimention de la source,
Le placement de la source dépend de la focale des condenseurs.
Il me semble que le condenseur doit placer l'image du filament de la source dans le plan du diapragme de l'optique de PdV.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mardi 10 janvier 2023 23:57:12
Ah oui. merci. je viens de comprendre : Qui peut le plus peut le moins.
Effectivement, si on arrive à positionner l'image de la source dans le plan fixé du diaphragme (*), les rayons issus du condenseur "convergeront" vers le film.
(*) La position du plan de mon diaphragme est déjà fixée par mon installation de pdv.

Je peux moyennant un petit rail faire bouger la source semi-ponctuelle (petit un filament halogène).

Pour mouliner qq calculs afin d'avoir des ordres de grandeur :
Mon condenseur est composé deux lentilles plan convexe, leurs faces bombées sont à l'intérieur
La déterminattion de la focale Fc du système peut se faire empiriquement. il faut que je relise le cours du prof (QJSaP, ahaha)

[www.galerie-photo.com]



Modifié 2 fois. Dernière modification le 11/01/23 00:07 par Toai.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mercredi 11 janvier 2023 07:24:12
Pour du 6x9, la focale des condenseurs est généralement de l'ordre de 120mm environ
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mercredi 11 janvier 2023 11:06:45
Dans Wikipedia une illustration présente le trajet des rayons lumineux concentrés par un seul condenseur.
[en.wikipedia.org]

Pourquoi utilise-t-on les doubles condenseurs dans les agrandisseurs ?
Le résultat est-il pareil ?
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mercredi 11 janvier 2023 12:53:36
de Toai:
... si on arrive à positionner l'image de la source dans le plan fixé du diaphragme (*), les rayons issus du condenseur "convergeront" vers le film.

Euh .. non, ce n'est pas la bonne raison.
La conjugaison entre l'objet photographié et son image sur le film ou le détecteur ne dépend que de l'objectif de prise de vue et des distances. Cette conjugaison serait exactement la même avec une source plane diffuse.
La conjugaison entre la source et la pupille d'entrée de l'objectif de prise de vue, réalisée par le condenseur, assure qu'un maximum de lumière, émise par la source et captée par le condenseur (car le condenseur ne peut pas intercepter tous les rayons émis par une source classique omni-directionnelle), passe dans la pupille d'entrée de l'objectif de prise de vue.

Il suffit pour se convaincre de ces deux points, de placer un dépoli ou un opalin sur la face plane du condenseur, sous l'objet. La mise au point de prise de vue ne change pas, mais la luminosité dans l'image baisse considérablement.
C'est le réglage de base des projecteurs de diapositives et des agrandisseurs.

de M. Peiffer :
Pourquoi utilise-t-on les doubles condenseurs dans les agrandisseurs ?
Le résultat est-il pareil ?


Pour les agrandisseurs, on utilise deux grosses lentilles convergentes plan-convexes mises bosse contre bosse.
Le condenseur doit avoir la focale la plus courte possible pour prendre les rayons les plus inclinés possibles émis par la source pour capter le plus de lumière émise.
Il se trouve que pour une lentille simple plan-convexe, la meilleure focalisation a lieu lorsque la source est du côté plat de la lentille. On utilise donc une première focalisation foyer -> infini (rayons parallèles), la deuxième lentille tournée dans l'autre sens effectue une 2e focalisation infini -> foyer.
Le focale du condenseur à 2 lentilles est, en gros, égale à la moitié de celle d'une seule lentille, pour le système double, on est donc en position symétrique 2f-2f. On peut dire également que le système étant symétrique c'est en position symétrique objet-image 2f-2f que la focalisation est la meilleure. Mais le montage bosse contre bonne donne une bien meilleure focalisation que plat contre plat, ce qui est équivalent à une lentille biconvexe très épaisse.
On essaie d'éviter que les rayons les plus inclinés tombent sur une face bombée sous un angle trop rasant, l'aberration de sphéricité devient énorme. Faire tomber les rayons les plus inclinés issus de la source sur la face plane, côté foyer, et sortir des rayons parallèles (infini) côté bombé, c'est un compromis évitant que les rayons ne soient trop rasants en arrivant sur la lentille ou en en sortant.

Ajoutons enfin que si on place l'objet près de la face plane du condenseur, on est assuré d'avoir un éclairage le plus uniforme possible. On ne colle jamais l'objet directement sur la face plane du condenseur pour ne pas voir les poussières nettes. Un petit écart est donc nécessaire mais pas trop pour ne pas perdre trop de champ éclairé.

Voilà pour les condenseurs classiques bosse contre bosse.

Dans certains projecteurs de diapos depuis au moins 1/2 siècle on utilise un condenseur à lentilles asphériques qui travaille de façon dissymétrique, donc pas 2f-2f comme dans le condenseur classique. Mais la règle de focalisation reste la même : image de la source dans la pupille d'entrée de l'objectif formant l'image.
On peut bien entendu s'écarter un peu de la position 2f-2f avec un condenseur classique, c'est ce qu'on fait en bougeant la lampe dans la tête d'agrandisseur pour que l'éclairage sur le plateau soit le plus uniforme possible.

Inutile d'ajouter qu'avec une source diffuse, on oublie ces soucis de focalisation, mais la question posée ici concerne l'éclairage dirigé ou semi-dirigé ;-)

On peut également utiliser une lentille de Fresnel en plastique comme lentille de condenseur, c'est le cas classique des rétroprojecteurs. Avec une source genre diode qui n'émet pas de chaleur, il n'y a pas besoin du ventilateur efficace indispensable au rétro-projecteur avec sa lampe quartz-iode.
Les lentilles de Fresnel n'ont pas toutes la même optimisation de focalisation, la plupart se comportent comme une lentille plan-convexe. Mais la focale est tellement courte par rapport à la diagonale utilisable qu'on n'empile en général pas deux lentilles de Fresnel comme avec les lentilles en verre.
Dans les rétroprojecteurs, li y a une seule lentille de Fresnel optimisée foyer-infini, la source est côté foyer (distance courte), la focalisation s'effectue assez loin mais toujours dans l'objectif de projection.

L'inconvénient des lentilles de Fresnel est que l'écart entre la lentille et l'objet éclairé doit être vraiment très grand pour ne pas voir les cernes dans l'image.

E.B.



Modifié 2 fois. Dernière modification le 11/01/23 13:08 par Emmanuel Bigler.
[digression] lentilles de condenseur bosse contre bosse ou plat contre plat
mercredi 11 janvier 2023 13:26:44
Une petite simulation avec oslo-edu(MD) vaut mieux qu'un long discours.

Tracé de rayons comparatif, source idéale ponctuelle monochromatique, bosse contre bosse ou plat contre plat pour la même paire de lentilles plan-convexes.
En prime, la disposition bosse contre bosse a une focale à peine plus courte.

E.B.
Re: [digression] lentilles de condenseur bosse contre bosse ou plat contre plat
mercredi 11 janvier 2023 18:34:30
Emmanuel Bigler écrivait:
-------------------------------------------------------
> [url=http://bigler.blog.free.fr/public/docs-en-pdf
> /2021-06-28-condenseur-2-L-plan-convexes-BK7-f100m
> m-bosse-bosse-ou-plat-plat.pdf] Une petite
> simulation avec oslo-edu(MD) vaut mieux qu'un long
> discours. [/url]
>
> Tracé de rayons comparatif, source idéale
> ponctuelle monochromatique, bosse contre bosse ou
> plat contre plat pour la même paire de lentilles
> plan-convexes.
> En prime, la disposition bosse contre bosse a une
> focale à peine plus courte.

Olala. Merci Emmanuel. Merci !!
En fait, j'ai toujours entendu parler de lumière dirigée,
jamais vu passé un agrandisseur de ce type,par conséquent jamais vu le résultat
Il me tarde de me donner temps à monter cette manip pour voir ce qu'on peut en faire.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mercredi 11 janvier 2023 18:47:01
D'apres le fig. 1, il va falloir porter une attention particulière à l'axe optique du condenseur et le placement de la source.
Lumière dirigée et cohérence spatiale partielle, strioscopie
jeudi 12 janvier 2023 13:11:58
de Toai :
D'apres le fig. 1, il va falloir porter une attention particulière à l'axe optique du condenseur et le placement de la source


Disons que ce centrage de la source ainsi que le renvoi de l'image de cette source sur la pupille d'entrée de l'objectif n'est pas forcément très critique.
Si la source est une ampoule dépolie d'un certain diamètre, on est en lumière semi-dirigée, et le placement de la source n'a pas à être très précis.
Dans un agrandisseur avec une source à condenseurs, on peut régler le centrage de la source sur l'axe optique du condenseur et sa distance au condenseur.
On fait ce réglage pour que la luminosité soit la plus homogène possible sur le plateau où se forme l'image.
Sur mon AHEL 6x7, la mécanique permettant ce réglage de la position de source est vraiment très rustique mais il suffit largement.

Avec une source ponctuelle comme une lampe à filament ou une petite diode nue (lumière dirigée), ce réglage de la position de la source est plus critique qu'avec une ampoule dépolie.
Je n'ai pas d'expérience avec un agrandisseur en lumière dirigée, ni avec un projecteur pour microfilms qui utilise ce type d'éclairage,
Tout au plus ai-je souvent utilisé des rétro-projecteurs, équipés d'une lampe à filament. On a un réglage de focalisation qui est important pour l'uniformité de l'éclairage et pour faire disparaître des couleurs rouge ou bleu dans le champ, qui proviennent des aberrations chromatiques de la lentille de Fresnel.
Là encore, ce réglage de focalisation s'effectue en observant le champ-image et en changeant la position de la source dans le sens longitudinal jusqu'à faire disparaître les couleurs. Sur ces appareils, je n'ai jamais vu de réglage de centrage de la lampe (latéralement), on va dire que c'est fait par construction.

Concernant la formation d'image dans l'objectif de prise de vue, avec un éclairage dirigé, on n'est pas dans le cas classique photographique dont le mode d'éclairage est spatialement incohérent.
Les courbes FTM que publient les constructeurs d'objectifs photographiques sont calculées suivant cette hypothèse.
En éclairage dirigé avec une source ponctuelle, la courbe FTM n'est pas la même, bien que l'objectif soit le même, parce qu'il y a un certain degré de cohérence spatiale dans le fond d'éclairage.
Bien entendu avec une lampe blanche à filament, ce n'est pas aussi cohérent qu'avec une source laser, mais néanmoins la courbe FTM n'est pas la même pour la formation de l'image à travers l'objectif de prise de vue.
Une source très ponctuelle, comme un arc à charbon ou une lampe à décharge xénon-mercure, associée à un condenseur, présente un certain degré de cohérence spatiale.
Avec une telle source ponctuelle, on peut réaliser des projections dites « strioscopie » qui font apparaître les fins détails de l'image. Ou de faibles différences d'indice de réfraction au niveau de l'objet.
L'idée est de placer un petit cache sur l'image de la source, ne passe plus alors que la lumière diffractée par l'objet. L'image qui se forme ne contient plus que les hautes fréquences spatiales de l'objet.
Voir la page wiki pour plus d'explications: https://fr.wikipedia.org/wiki/Strioscopie
Bien entendu, dans un éclairage dirigé pour prise de vue ou agrandissement, on ne va pas placer de cache sur l'axe optique pour bloquer l'image de la source comme avec une strioscopie, mais néanmoins l'image de l'objet qui se forme exactement au même endroit qu'en éclairage spatialement incohérent (source large diffuse), ne se forme pas avec la même courbe FTM qu'en éclairage spatialement cohérent.

Les questions de formation d'images en conditions de cohérence spatiale partielle sont parmi les plus difficiles de l'optique physique.
En principe, un photographe qui ne lit pas GP.info régulièrement n'entend jamais parler de ces questions délicates ,-)

E.B.
Lumière dirigée et effet Callier
jeudi 12 janvier 2023 15:51:36
Un mot en plus.
Sans aller chercher la FTM de l'optique de prise de vue en éclairage partiellement cohérent, on peut s'appuyer sur ce que l'on sait de l'effet Callier, qu'on peut résumer ainsi, pour les films noir et blanc où les densités proviennent de bon argent noir et non pas de colorants artificiels.
- les faibles densités du négatif (<0,2) sont transmises pareil en éclairage diffus et en éclairage dirigé ;
- pour les densités supérieures à 0,3, les densités en éclairage dirigé sont entre 1,4 et 1,6 fois plus grandes qu'en éclairage diffus.
Comme son nom l'indique l'éclairage semi-dirigé est intermédiaire entre le diffus et le dirigé.
Le tirage en éclairage dirigé augmente donc le contraste de l'image. Surtout avec un film N&B classique, nettement moins avec un film couleur.
L'effet Callier dépend aussi du nombre d'ouverture de l'objectif qui forme l'image, les valeurs ci-dessus sont donc simplement indicatives de ce qui se passe.
Mais en tirage à l'agrandisseur, selon les bons livres de chez Paul Montel du siècle dernier, l'éclairage dirigé accentue la visibilité des griffures et des poussières, détails d'image indésirables qu'on peut en principe atténuer par un coup de saucisson-dépoussiéreur-numérique, si l'image se forme sur un bout de silicium au lieu d'un bout de papier photosensible.

La page wiki de l'effet Callier existe en anglais mais pas en français.
https://en.wikipedia.org/wiki/Callier_effect

L'explication complète de l'effet Callier (publication originale de 1909) se trouve dans cet article qui n'est pas en libre accès (sauf à aller en bibliothèque, bien entendu).
P. Chavel, S. Lowenthal. 1978. "Noise and coherence in optical image processing. I. The Callier effect and its influence on image contrast." JOSA, Vol. 68, Issue 5, pp. 559–568

Cet article de 1978 est très difficile à comprendre, mais c'est l'état (ultime, probablement) de l'art dans l'interprétation de l'effet Callier. J'ai connu personnellement les auteurs deux ans après la publication de l'article, peu de temps après avoir commencé le tirage N&B avec mon AHEL 6x7, compagnon d'un Rolleiflex ,-)
Cet article de 1978 marque peut-être, symboliquement, la fin de ce qui était le travail de recherche sur le traitement analogique des images. Le « numérique » a pris le dessus très rapidement à partir des années 1980.

E.B.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
lundi 23 janvier 2023 14:34:36
Fort des ces lectures, je suis parti confiant : "Ah ça peut le faire !"
Comme tout étudiant glandeur, on bachote les articles du professeur sur GP.
on lance un petit calcul, confiant : "Ah oué ça le fait !"

Mais au moment de passer à la pratique, ce qui a été prévu n'est plus prévisible
Mais comme tout étudiant glandeur, il a développé des capacités pour s'extirper des situations intellectuellement inconfortables :
"Au diable le calcul, on verra ça plus tard, on va bricoler pour que cela rentre !" (dit-il en lorgant sur la copie de son voisin)

Le négatif est pris en sandwich entre deux verres, dont un est anti-newton, le verre anti-newton juste au dessous du condenseur

Lumière diffuse avec table lumineuse :
[drive.google.com]


Lumière condensée, petite ampoule avec filament ~5mm :
[drive.google.com]

Comparatif :
[drive.google.com]

Je vois la surface du verre anti-newton (?). C'est pas gagné.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mardi 24 janvier 2023 11:57:12
Hello
oui, le verre anti-newton est à éviter selon moi car trop proche du plan de netteté. Personnellement, je regarderai sur Ebay des portes négatifs sans verres facilement disponibles en tous formats (genre besseler 4x5)...
Le condenseur focalise la lampe sur le diaph de l'objectif pour obtenir une lumière dirigée. La taille du filament/ampoule diffusante assurant une proportion de diffusion pour noyer les rayures des films (et le grain) dans un certain flou...
J.Ph.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
mardi 24 janvier 2023 16:10:11
Bonjour,

Vous pouvez aussi utiliser du verre dit "musée", il n'y a pas de structure et ça se comporte comme du verre anti-Newton.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
lundi 30 janvier 2023 15:12:01
Bonjour

Merci.
Pour l'instant je trouve que le verre est un bon compromis sur le plan pratique, financier, technique : découpe par soi-même, pas cher, réglage parrallélisme rapide, planeité, translation, sandwich etc...Un peu comme sous l'agrandisseur. S'en passer c'est la porte ouverte à beaucoup de pbs. L'idée est aussi de metre qu'un seul, comme sous l'agrandisseur ou utiliser le verre "musée". Work in progress.
Re: Lumière Semi-dirigée / numérisation avec APN.
lundi 6 février 2023 14:15:41
Bonjour

Je reviens aux calculs.
C'est plutôt une question à Emmanuel.
Dans ce cadre, est-ce qu'on peut dire que le condenseur est une lentille simple, donc le cas échéant appliquer les formules de Newton simplement. et l'origine de notre affaire se trouve au centre du condenseur ?
Bien entendu, c'est une approximation, mais si elle reste suffisante pour avoir un ordre de grandeur qui sera utilisé dans le bricolage...
PS : L'ampoule, dans le bricolage, peut bouger, elle sera sur un rail.
Écart HH" entre plans principaux pour un condenseur à 2 lentilles bosse contre bosse
lundi 6 février 2023 20:46:49
Bonsoir !

de Toai :
Dans ce cadre, est-ce qu'on peut dire que le condenseur est une lentille simple, donc le cas échéant appliquer les formules de Newton simplement. et l'origine de notre affaire se trouve au centre du condenseur ?

Euh ... évidemment non.
Un condenseur traditionnel à deux lentilles plan-convexes bosse contre bosse est un système épais avec un écart entre plans principaux HH' qui n'est pas négligeable du tout.
Les formules de Newton sont avec origines aux foyers, ce sont les formules de Descartes qui ont leur origine aux plans principaux (1/p + 1/p' = 1/f)
Pour utiliser les formules de Newton avec origines aux foyers (sig sig' = f2) il suffit de placer le foyer F à une fois la focale avant de H et le foyer F' à une fois la focale derrière H'.
FF '= 2f + HH'

Par exemple pour un condenseur en verre BK7 de 100 mm de focale (ensemble des 2 lentilles) avec des lentilles plan-convexes de 100 mm de rayon de courbure, de 39 mm d'épaisseur, placées bosse contre bosse, les plans principaux sont distants d'environ 26 mm (plus ou moins 13 mm) de part et d'autre du centre de symétrie du système.

Soit un interstice HH' égal à 26% de la focale du système et 2/3 de l'épaisseur d'une seule lentille.

Voir ce dessin.

Mais je ne sais pas si cela présente beaucoup d'importance pour un système d'éclairage.

E.B.



Modifié 2 fois. Dernière modification le 06/02/23 20:58 par Emmanuel Bigler.
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