Discussion:Photographie/Photométrie/Notion d'étendue géométrique

"dΩ_Σ et dΩ_S les angles solides sous lesquels chaque élément de surface est vu depuis le centre de l'autre"

Non. dΩ_Σ est l'angle solide sous lequel dS est vu depuis le centre de dΣ, et dΩ_S est l'angle solide sous lequel dΣ est vu depuis le centre de dS. Vraiment?--76.160.195.90 27 janvier 2009 à 19:31 (CET) (Wikipedia:user:srleffler)

On peut toujours délayer à l'intention des mal-comprenants mais avec la figure et les calculs les choses sont claires. 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 :

$F=GL$

où $G$ est cette étendue et $L$ la luminance moyenne du sujet (en négligeant les pertes dans l'optique). $G$ 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 :

$G=S_{p}\Omega _{c}\qquad \qquad (1)$

où $S_{p}$ est la surface de la pupille d'entrée et $\Omega _{c}$ l'angle (solide) de champ (avec l'approximation des petits angles). Dans l'espace image on peut l'écrire :

$G=S_{i}{\frac {\pi }{4n^{2}}}\qquad \qquad (2)$

où $S_{i}$ est la surface de l'image (le capteur numérique ou le film) et $n$ 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 $S_{p}$) et qu'il voit large ($\Omega _{c}$). 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...

--Edgar.bonet 21 avril 2011 à 13:45 (CEST)

Bonjour Edgar,

Je suis entièrement d'accord pour que cette notion soit développée dans cet article et dans d'autres, je l'avais surtout introduite pour les applications à l'éclairage de studio mais elle a aussi des applications dans l'infographie.

Amitiés. Jean-Jacques MILAN 21 avril 2011 à 21:21 (CEST)

OK voilà qui est fait ! J'ai tout mis, sauf que j'ai limité les digressions. Je vous laisse si nécessaire modifier le style, les notations, etc. pour être cohérent avec le reste du livre. Cordialement --Edgar.bonet 21 avril 2011 à 22:49 (CEST)