Etude de flou au sténopé
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Etude de flou au sténopé

Envoyé par didier d 
Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 17:08:31
Bonjour,

Alors que certains s'efforcent d'obtenir "le trou parfait" pour leur sténopé, mon esprit sans doute tordu m'a poussé à tester les dégradations de l'image en fonction de l'augmentation du diamètre du trou (dans des proportions bien au delà du raisonnable).
J'ai été très surpris de voir jusqu'où on pouvait obtenir une image "lisible".
Je vous fais part de ces tests ici: [didierderien.com]

Focale d'environ 120mm sur format 4x5" (scan de négatifs, images recadrées)
Diamètres des trous, de gauche à droite: 1 - 2 - 3 - 5 - 8 -12 -16 -24 - 32mm
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 17:34:19
Merci de partager cette expérience !

Il y a quelques temps je m'étais amusé à synthétiser une image de la pleine Lune en 32x32 pixels ré-interpolés, on reconnaîtrait la Lune si l'image était ronde et non pas carrée ;-).

Et JeanBa nous avait passé une image-numérique mystère en 10 par 15 (pixels, pas centimètres ;-) ) qui devenait également lisible dès qu'on la ré-interpolait.

Rappelons que pour une distance de projection de 120 mm, le diamètre optimum du sténopé, celui qui donne l'image la moins floue est d'environ (1/28)x(120)1/2 = (11)/(28) = 0,4 mm.

Avec le trou de 1mm de diamètre ou encore plus large, on est donc dans la situation où le flou de projection géométrique, qui donne une tache de 1mm pour un point-source lointain, est l'effet prépondérant devant l'effet de diffraction. Et pour ce qui est de la luminosité on est à f/120 avec 1mm, et à f/60 avec 2 mm. Temps de pose 4 fois plus court chaque fois qu'on double le diamètre, c'est appréciable !

Une conclusion qu'on peut tirer de ces tests, c'est qu'il ne faut pas hésiter à travailler avec un trou un peu plus large que l'optimum, sans illusion sur la résolution obtenue : elle sera de l'ordre du diamètre du trou, tout simplement.
C'est à dire qu'en remplissant un format 94x120 mm avec une projection derrière un trou de 2 mm, le nombre de pixels équivalent sera de l'ordre de 47 x 60 ~= 3000 pixels équivalents (c'est sans doute un peu plus, allons : disons 5000 à 10000 à tout casser ...), quelle que soit la distance de projection du moment qu'on reste avec une ouverture plus grande que le diamètre de sténopé optimal (1/28)x(distance de projection en mm)1/2.

Et surtout ne jamais utiliser un trou plus petit que l'optimum car on perdrait sur les deux tableaux : moins de lumière et moins de netteté (à cause de la diffraction qui l'emporte, aux très petits trous plus fins que l'optimum).

E.B.
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 17:53:07
merci Emmanuel, je précise (mais est-ce bien utile ?) que mon but était bien d'explorer les dégradations susceptibles d'être intéressantes d'un point de vue plastique, et sur ce plan, je ne suis pas mécontent de mes trouvailles, elles me resserviront très certainement.

Deux questions subsidiaires:
Ces "effets" sont-ils transposables dans tous les formats si l'on garde les proportions (focale par rapport au format, et même diaphragme) ?

Si j'agrandis mon négatif au tirage, vais-je garder le même flou ?



Modifié 1 fois. Dernière modification le 10/04/15 17:53 par didier d.
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 18:10:15
Un Lune ronde, en 32x32 pixels, c'est plus reconnaissable qu'une Lune carrée !

Ces "effets" sont-ils transposables dans tous les formats si l'on garde les proportions (focale par rapport au format, et même diaphragme) ?

Euh ... je ne sais pas si je réponds à la question, mais dans ce régime de projection sans diffraction, la distance de projection n'intervient plus sur le diamètre de tache-image d'un point-objet qui reste constant, égal à peu près au diamètre du trou du sténopé.
Donc plus l'image est grande pour le même cadrage du sujet, plus elle a de pixels, donc plus elle est nette.
En d'autres termes, si on garde la même proportion entre le cadre de l'image projetée et la distance de projection, l'image devient de plus en plus nette au fur et à mesure qu'on augmente la distance de projection et le format d'image, parce que la tache élémentaire ne change pas : avec le trou de 1 mm elle fait toujours 1mm quelle que soit la distance de projection.
Du moins dans la limite où diffraction reste négligeable ; la distance max de projection « sans diffraction » c'est, en millimètres = 800 a2, où "a" est le diamètre du trou du sténopé, exprimé en millimètres.

Le nombre de pixels équivalent peut être estimé à un facteur 2 près et en étant très conservateur dans l'estimation, en divisant la surface de l'image projetée par la surface du trou.

Par exemple avec un trou de 1 mm de diamètre, la distance de projection maximale pour laquelle la diffraction n'intervient pas est environ 800 mm. Facile de couvrir avec une chambre à sténopé une surface de 1 m par 1 m avec une distance de projection de 800 mm.
Le nombre de pixels équivalents dans ces conditions, est en gros de 1000x1000 = 1 million. C'est à dire la résolution des appareils numériques d'amateur de 2e génération (j'ai connu les 1ères générations à 500 k-pixels, les gens en étaient très contents, c'était si nouveau et si pratique). Déjà bien trop net pour les amateurs de flou !

Et ajoutons bien entendu que le rendu de perspective, par exemple la variation de grandissement entre le plan du nez et le plan des oreilles du sujet, ne dépend que de la position du sténopé par rapport au sujet, et absolument pas de ce qu'il y a derrière le sténopé ; toutes les projections, quelle que soit la distance ou le cadrage, auront le même rendu de perspective, du moment que le point de vue de change pas.

Si j'agrandis mon négatif au tirage, vais-je garder le même flou ?

Oui, car l'image est tellement floue, que l'objectif d'agrandisseur ne va plus rien dégrader ; si l'image enregistrée fait 10000 pixels équivalents, l'image agrandie fera aussi 10000 pixels équivalents, mais des gros pixels agrandis selon le rapport d'agrandissement.

En revanche, la distance à laquelle on regarde l'image finale me semble avoir une grande influence sur la vision qu'on en a, et ce genre d'image floue me semble très désagréable à regarder de près ; on aurait plutôt tendance à reculer pour bien voir l'ensemble.
Du moins c'est ce que je ressens avec mon image de pleine Lune en 32x32 : vue de loin elle est très reconnaissable, mais vue de près, je ne vois plus que la célèbre « bouillie de pixels » dont on rend responsables et coupables certains scanners sur ce forum ;-)

E.B.



Modifié 4 fois. Dernière modification le 10/04/15 18:39 par Emmanuel Bigler.
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 18:18:16
Le flou qui me parle est celui de l'image 5 soit un trou de 8mm.

Merci Didier, cela donne envie d'essayer ;-)

Je comprend mieux ta recherche d'obturateur, en plus de la gestion des vitesses, le diaphragme te donne le trou de sténopé adéquat.
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 18:25:58
Pour les amateurs de flou, mais en grand format de film, le forum étazunien, en ce moment sous la plume de M. Mark Sawyer, nous propose des expérimentations en portrait avec la loupe achetée au supermarché du coin pour $.99.

http://www.largeformatphotography.info/forum/showthread.php?35097-A-new-line-of-Chinese-pictorial-lenses!

Et ajoutons qu'entre la loupe et le sténopé, la différence majeure, même si les parties les moins floues sont pareilles dans les deux cas, est que la loupe donne une profondeur de champ ajustable selon l'ouverture du diapĥragme, donc une zône de « moins flou »(** note 1) très restreinte à grande ouverture ; alors que le sténopé donne un flou parfaitement homogène entre les avant-plans et les arrière-plans. Le rendu esthétique est donc très différent.

** note 1 : impossible ici de parler de netteté, pour des images que ne satisfont pas les critères minimums des calculateurs de profondeur de champ de 1928 ; par exemple un sténopé de 1mm de diamètre, même utilisé sur un format de 20x25 cm, correspond à un cercle de netteté maximal de 1 mm de diamètre ; alors que pour un format de 300 mm de diagonale, le cercle de confusion les plus laxiste possible est de l'ordre de 0,3 mm ( (diagonale du format) / 1000, c'était le critère pour le calcul des graduations de profondeur de champ des appareils 6x9 d'avant guerre).
Autrement dit, comme il n'existe dans les images fournies par cet hypothétique sténopé au trou de 1mm et au film de format 20x25 cm, aucune zone de l'espace objet dont les points se projettent plus nettement que 1mm.
La limite du 0,3 n'étant jamais atteinte, le verdict est implacable : la profondeur de champ est donc rigoureusement nulle au sens des échelles de profondeur de champ de 1928.


E.B.



Modifié 1 fois. Dernière modification le 10/04/15 18:51 par Emmanuel Bigler.
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 18:47:08
Emmanuel, concernant ma première question, je la reformulais comme suit:

un trou de 1mm pour 150mm de focale sur du 4x5" aura-t-il un rendu équivalent à un trou de 2mm pour 300mm de focale sur du 8x10" ?

Daniel Elbaz écrivait:
-------------------------------------------------------
> Je comprend mieux ta recherche d'obturateur, en
> plus de la gestion des vitesses, le diaphragme te
> donne le trou de sténopé adéquat.

dans une certaine limite, oui (et le flou qui m'intéresse est bien dans ces limites... :)
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 18:56:47
un trou de 1mm pour 150mm de focale sur du 4x5" aura-t-il un rendu équivalent à un trou de 2mm pour 300mm de focale sur du 8x10" ?

Oui, très exactement.

La seule différence viendra probablement de ce que l'image en 20x25 cm devra être regardée de plus loin que l'image en 10x12,5 cm, mais la grande image sera une copie conforme en tous points de la petite, agrandie 2x.

Et le nombre d'ouverture sera exactement le même dans les deux cas, f/150 donc même temps de pose.
Je double le diamètre, il rentre 4 fois plus de lumière car 4 fois plus de surface de trou, mais je dois éclairer un film 4 fois plus grand en surface ; donc pendant un temps donné, chaque cm2 de film reçoit le même nombre de photons dans les deux cas.

E.B.
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 19:05:29
ok, merci (je pensais juste, cela me rassure :)

il faudrait maintenant que je fasse des essais de tirage agrandi et de tirage contact
Re: Etude de flou au sténopé
vendredi 10 avril 2015 21:55:32
Discussion passionante. C'est bien de lire ce genre de chose de temps en temps. Merci à tous les deux.
Re: Etude de flou au sténopé
lundi 13 avril 2015 11:36:54
Je tenterais bien la boule de Crystal en optique, comme l'expérimentation de la loupe de supermarché...
En plus j'en ai une.

Probable effet façon Escher.
Re: Etude de flou au sténopé
lundi 13 avril 2015 11:57:57
Je tenterais bien la boule ...

... idéalement, avec un tel système à symétrie centrale, pour exploiter tout le champ possible, il faudrait que le film soit bien appliqué sur une sphère ;-)
En tartinant une émulsion liquide sur un fond de bol bien rond ?

E.B.
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