Questionnement sur l'ouverture de l'objectif

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Guillaume Leguen
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Questionnement sur l'ouverture de l'objectif

Message par Guillaume Leguen »

D'après un mail d'Henri Clément en date du 23/06/20

"Bonjour Guillaume,

Malheureusement je ne serai pas disponible cet après-midi.

Je profite de ce courrier pour te faire part d’une réflexion qui m’est venue mais qui a son importnace : c’est une erreur de se focaliser sur la recherche d’une optique à grande ouverture.

En effet, l’un des propos recherché dans le projet est d’obtenir des clichés nets, de façon à pouvoir reconnaître de quels poissons il s’agit, et pouvoir observer des détails. Une autre propriété recherchée est de la profondeur de champ, de façon à pouvoir observer correctement, et des poissons passant près ( ~50 cm) et des poissons passant loin (~1m50 -2 m ) Dans ces conditions, on ne va à priori pas travailler “à pleine ouverture” de l’objectif, mais au contraire avec une fermeture de l’ordre de f/8 - f/5,6 au moins, de façon à améliorer la netteté avec davantage de profondeur de champ.
Dans ces conditions, il est inutile de se focaliser à acheter une optique lumineuse qui ouvre beaucoup, pour travailler après à f/5,6 ou 8.

En effet, pourquoi fabrique-t-on des optiques lumineuses qui ouvrent à 1,8 ou moins ? Si on shoot à pleine ouverture, la photo est nette strictement à la distance de mise au point précise, et après cela part très vite au flou. C’est un effet artistique recherché, mais ce n’est pas le notre, surtout si la mise au point n’est pas automatique. C’est essentiellement pour le confort du photographe que cela est recherché : si la photo est effectivement prise à f/8 ou 11 par exemple, le viseur lui regarde la photo à pleine ouverture, et donc pour le photographe, viser à pleine ouverture procure un viseur lumineux et confortable. Et au moment de la prise de vue, le diaphragme se referme en un instant et la photo est bien prise à f/8 ou 11.

Dans notre cas, il n’y a pas de photographe derrière le viseur à bénéficier de la pleine ouverture. Au contraire, on va rechercher une photo nette avec plutôt une grande profondeur de champ. Donc une optique avec une ouverture classique - même f/2,8 ou 4 - conviendrait parfaitement. De toutes façons, bien entendu il faudra procéder à des essais, mais je ne serais pas surpris qu’il faille être à au moins f/5,6 pour avoir suffisament de profondeur de champ. Pour pallier l’obscurité des profondeurs, c’est plutôt sur la sensibilité du capteur qu’il faudra compter - quitte à avoir un peu de bruit - de l’ordre de 3200 ASA, ou davantage si possible.

Henri"

Guillaume Leguen
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Re: Questionnement sur l'ouverture de l'objectif

Message par Guillaume Leguen »

Une réflexion Ifremer :

"Bonjour à tous,

D'abord merci aux divers contributeurs de la réflexion sur l'optique de KOSMOS. Nous n'avons pas été forcément très efficace à la réunion de mercredi mais ça a eu le mérite de clarifier beaucoup de choses pour nous les opticiens de l'ifremer. Nous avons passé l'après-midi à confronter notre approche d'opticiens avec celle des photographes (Henri et David notamment) et nous pensons un peu avoir fait progressé le schmilblick :

Pour avoir une image qui ressemble peu ou prou à ce qui est perçu par l’œil humain (c’est-à-dire sans zoom, ni grand angle) l’association d’un capteur dit « Full Frame 35mm » et d’un objectif d’une focale 50mm est l'approche historique. Pour le projet KOSMOS, au lieu d’un capteur Full Frame est envisagé un capteur dit « 1/ 2.3’’ » (de taille plus petit que le FF donc). Pour avoir une image qui a l’apparence de ce que verrait l’œil humain, il faut déterminer la nouvelle focale de l’objectif (qui n’est plus de 50 mm à cause du capteur « 1/ 2.3’’ ») . Il existe des tables pour convertir ces focales entre les différents types de capteur. En l’occurrence pour passer du FF au 1/ 2.3’’, ce coefficient est de 5.6. Autrement dit il faut un objectif de focale 50mm/5.6 = 8.9 mm. Le champ de vue obtenu est alors d'environ 50°. Si l’on veut élargir ce dernier, il suffit de diminuer la focale. Pour 100°, on doit descendre à 8.9mm/2 càd 4.45mm. Mais attention, l’image se trouvera déformée. De notre point de vue, un objectif de 6 à 9mm de focale fera l’affaire. (Il faudra réfléchir au fait que l’on observe sous l’eau, avec un dioptre de verre - plan ou convexe ? bonne question en effet David - entre l’intérieur du caisson (air) et l’extérieur (eau). Mais on pourra réfléchir à cela dans un second temps.)

En ce qui concerne l’ouverture de cet objectif. On fait face à un compromis. Ouvrir pour récupérer un max de lumière et fermer pour avoir une bonne profondeur de champ. Les réflexions d’Henri incite à viser entre f/2 et f/5.

Pour le capteur, celui-ci https://www.raspberrypi.org/products/ra ... ty-camera/ semble en effet faire le job. D’une part, il permet le 4K mais peut également être « binné » c’est-à-dire voir ses pixels regroupés pour améliorer le rapport signal à bruit et le cas échéant augmenter les fps ou récupérer plus de lumière. On pourra ainsi descendre vers le 2K si il fait trop sombre ou vers le 1080p (càd à peu près du Full HD).

Le site https://www.kubii.fr/137-cameras-accessoires semble offrir tout ce qu’il faut.

piCAM : https://www.kubii.fr/raspberry-pi-micro ... 01474.html

obj 6mm : https://www.kubii.fr/raspberry-pi-micro ... 01498.html

obj 8mm : https://www.kubii.fr/cameras-accessoire ... 01870.html

Ces trois éléments devraient permettre de commencer à travailler, quoique l’ouverture ne soit pas optimale. Si la profondeur de champ n’est pas satisfaisante, il sera possible de trouver d’autres objectifs sur des sites « un peu plus professionnels ». Du type thorlab ou edmund optics. Le prix bondira en conséquence. Nous tacherons la semaine prochaine d’essayer de faire cette version moins "Do it yourself" mais plus performante.

Je vous souhaite un bon we à tous et je mets ces réflexions sur le PAD !

N’hésitez pas si vous avez des questions !


Olivier, Justin et Morgan (le troisième opticien de l'Ifremer)"

Guillaume Leguen
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Re: Questionnement sur l'ouverture de l'objectif

Message par Guillaume Leguen »

Une autre réflexion de Henri

"Bonsoir à tous,

Je vois avec intérêt que dans la proposition rasppberry-raspbian, ils proposent trois choix de caméras. Si on laisse tomber la première V1, la deuxième version V2.x(IMX219) permet du 3280 x 2464 = 8 Mp si on accepte une capture à 15 i/s, ce qui commence à être pas mal du tout.
Et la version <HQ> permet 4056x3040 = 12 Mp, (pour 10 i/s), ce qui me paraît carrément bien.

De toutes façons, l’utilisation qu’envisage Dominique de pratiquer six captures successives à 60° d’écart de façon à développer un panoramique de 360° concerne bien de la photographie, pas de la vidéo., donc la fréquence de prises en i/s a moins d’importance. Il faudra trouver le moyen d’asservir les prises de vues successives à la rotation du tube, ce qui ne devrait pas être un problème je pense.
L’écart de prix entre la V2 et la HQ ne doit pas faire hésiter, 12Mp est évidemment meilleur que 8.
Dans ces conditions, tout-à-fait d’accord pour utiliser un capteur 1/2.3” avec une optique dite “normale” autour de f=8 mm, pour couvrir ~50°. Dans ces conditions, il faudra huit captures pour une rotation de 45° x 8 = 360° de façon à ce que les bords des prises se recouvrent un peu - 5° -. J’ai peur que si on ajuste l’optique à un angle de vision stricte de 60° (f ~7mm), on risque facilement des problèmes d’ajustage au remontage des vues pour obtenir la continuité du panoramique. (Et il faudrait que l’optique exacte soit à disposition au catalogue)
L'objectif 8 mm à 18,95 € conviendrait je pense très bien pour un prix sans concurrence… L’ouverture f/1,4 est tout-à-fait satisfaisante, il faudra voir l’ensemble sensibilité du capteur/profondeur de champ pour voir de combiien on pourrait fermer le diaph.

Voilà mon grain de sel du jour.
Bonne nuit …

Henri"

Guillaume Leguen
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Re: Questionnement sur l'ouverture de l'objectif

Message par Guillaume Leguen »

Guillaume Leguen a écrit :
30 juin 2020, 09:34
De toutes façons, l’utilisation qu’envisage Dominique de pratiquer six captures successives à 60° d’écart de façon à développer un panoramique de 360° concerne bien de la photographie, pas de la vidéo., donc la fréquence de prises en i/s a moins d’importance. Il faudra trouver le moyen d’asservir les prises de vues successives à la rotation du tube, ce qui ne devrait pas être un problème je pense.
Salut Henri,

Le protocole ne demande que des plans vidéos, nous n'avons pas de photos à prendre. Peut-être le mot "capture" enduit-il en erreur ? Est-ce un mot spécifique à la photographie ?

Cordialement

Guillaume

Henri
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Re: Le format RAW

Message par Henri »

Il faudrait tirer au clair la disponibilité du format RAW. Jusqu'à ce soir, j'étais convaincu que le format RAW ne concernait que la prise de vue PHOTO. Je viens de découvrir qu'il y avait maintenant également un format RAW pour la vidéo. Mais cela a l'air tout récent.
êtes-vous sûr que le capteur HQ permet d'enregistrer au format RAW vidéo ? Voir :
https://www.missnumerique.com/blog/les- ... es-de-raw/
Et êtes-vous sûr que l'on peut enregistrer en vidéo et au format RAW et en 12 Mp ??

Henri
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Re: Focale

Message par Henri »

j'aimerais apporter une rectification à ce qui a été écrit précédemment à propos des focales des objectifs. Vous avez écrit :
< Si l’on veut élargir ce dernier (50°), il suffit de diminuer la focale. > OUI.
< Pour 100°, on doit descendre à 8.9mm/2 càd 4.45mm > NON !

La focale n'est pas arithmétiquement proportionnelle à l'angle d'ouverture . Elle est proportionnelle à la tangeante du demi-angle d'ouverture de l'optique. Donc pour passer de la focale d'un 50° d'ouverture à la focale d'un 100°, il faut appliquer le rapport tg 25°/tg 50°, soit 8,9 mm x 0,466 ÷ 1,1917 = 3,48 mm (et non 4,45 mm).

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