Différences entre les versions de « Discussion:Photographie/Photométrie/Notion d'étendue géométrique »

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: On peut toujours délayer à l'intention des mal-comprenants mais avec la figure et les calculs les choses sont claires. [[Utilisateur:Jean-Jacques MILAN|Jean-Jacques MILAN]] 27 janvier 2009 à 21:22 (CET)
 
== Applications à la photographie ? ==
 
Bonjour !
 
Dans l'article je lis « La notion d'étendue géométrique est extrêmement
féconde dans l'étude de nombreux systèmes optiques. », ce qui me semble
être une conclusion un peu frustrante. Je trouve qu'il est en effet très
intéressant de considérer l'optique photographique sous l'éclairage
qu'apporte cette notion. Pourtant, l'article ne présente la notion que
sous son aspect le plus général, et je suis certain que très peu de
lecteurs verront le rapport avec la photographie.
 
Je propose d'ajouter une section « Application à l'appareil
photographique » où l'étendue de l'appareil serait définie comme celle
de l'ensemble des rayons qui contribuent à la formation de l'image.
Cette caractéristique est intéressante car le flux lumineux enregistré
par la surface sensible est :
 
<math>F = G L</math>
 
où <math>G</math> est cette étendue et <math>L</math> la luminance
moyenne du sujet (en négligeant les pertes dans l'optique).
<math>G</math> exprime donc la capacité de l'appareil à collecter de la
lumière, ce qu'on appelle parfois en anglais « light gathering power ».
 
Ma petite digression sur le numérique :
Je suis d'avis que cette notion est encore plus pertinente aujourd'hui,
avec la photo numérique, qu'elle ne l'était hier, en argentique. En
effet, en argentique les films sont disponibles en plusieurs formats,
mais leur microstructure est indépendante du format. Pour leur
exposition, le paramètre pertinent à considérer est donc la quantité de
lumière reçue ''par unité de surface'' (lumination), d'où la définition
de la sensibilité comme l'inverse d'une lumination. En numérique, les
petits capteurs sont beaucoup plus denses en pixels que les gros, de
sorte que le nombre total de pixels d'un capteur est très peu corrélé
avec le format de celui-ci. Aussi, à lumination égale, les petits pixels
des petits capteurs recevront moins de photons et produiront un bruit
intrinsèque (de comptage) plus élevé que les pixels d'un gros capteur.
En fait, si en numérique on continue à raisonner en termes de
lumination, c'est par pure tradition. La quantité totale de lumière
collectée (en lm·s) serait un paramètre plus pertinent quand on compare
des capteurs de format différent. Et l'étendue géométrique devient donc
plus pertinente que le nombre d'ouverture.
 
Retour de digression...
Il faudrait préciser que l'étendue se conserve à travers un sytème
optique non diffusant. Cette conservation à travers l'objectif permet de
la calculer à la fois dans l'espace objet et dans l'espace image. Dans
l'espace objet :
 
<math>G = S_p \Omega_c \qquad\qquad (1)</math>
 
où <math>S_p</math> est la surface de la pupille d'entrée et
<math>\Omega_c</math> l'angle (solide) de champ (avec l'approximation
des petits angles). Dans l'espace image on peut l'écrire :
 
<math>G = S_i \frac{\pi}{4 n^2} \qquad\qquad (2)</math>
 
où <math>S_i</math> est la surface de l'image (le capteur numérique ou
le film) et <math>n</math> le nombre d'ouverture (en négligeant le
vignettage et l'effet du grandissement).
 
Je reprends ma digression sur le numérique :
Le numérique nous rend une grande variété de tailles de capteurs qui en
argentique s'était presque perdue à cause de l'écrasante domination du
format 24x36. Quand on raisonne à format unique, la « luminosité » d'une
optique est donnée simplement par son nombre d'ouverture. Avec la
diversité de formats de capteurs qu'on a en numérique, si on veut
comparer les capacités de différents appareils à collecter de la
lumière, il faut plutôt comparer leurs étendues. La formule (2) montre
que le format du capteur est aussi important que le nombre d'ouverture.
Exemple : un appareil à capteur APS-C avec une optique à f/2.8 a à peu
près la même étendue qu'un « plein format » à f/4. La formule (1) est
intéressante car elle est très intuitive pour celui qui n'est pas
familier avec les notions de photographie : elle dit simplement que
l'appareil collecte d'autant plus de lumière que son « œil » est gros
(facteur <math>S_p</math>) et qu'il voit large (<math>\Omega_c</math>).
Les photographes étant conditionnés à penser en termes de nombre
d'ouverture, ils préféreront sans doute (2).
 
Je ne pense pas que mes digressions aient leur place dans l'article,
sauf peut-être pour alimenter quelques exemples.
 
Il faudrait peut-être aussi ajouter une section « Application à
l'éclairage photographique » qui formalise la notion intuitive qu'on a
du fait qu'une source de grande étendue (boîte à lumière, éclairage
indirect par réflexion...) donne un éclairage plus « doux » qu'une
source quasi-ponctuelle (ampoule nue). Sur ce point, par contre, je n'ai
pas trop d'idées...
 
--[[Utilisateur:Edgar.bonet|Edgar.bonet]] 21 avril 2011 à 13:45 (CEST)
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