Solution complète aux défauts optiques des objectifs photographiques : causes d'aberration chromatique axiale/grossissement, aberration sphérique, coma et astigmatisme et amélioration de la réduction d'ouverture

1. Causes physiques des cinq principales aberrations optiques monochromatiques (Aberrations de Seidel)

En raison des limitations des propriétés physiques réfractives d'une lentille sphérique idéale, la lumière ne peut pas parfaitement converger vers un point pur, ce qui entraîne cinq aberrations monochromatiques classiques :

1. Aberration sphérique :
   -Cause : Le foyer de la lumière réfractée à travers le bord de la lentille est plus proche de la lentille que le foyer de la lumière réfractée à travers le centre de la lentille, ce qui entraîne un cercle flou avant et après la mise au point.

• Symptômes : Lorsque la grande ouverture est complètement ouverte, tout l'écran présente une couche de brume blanche (flou artistique à faible contraste).
• Amélioration : Réduisez l'ouverture de 1 à 2 valeurs et disparaissez de manière significative, ou utilisez des lentilles asphériques pour la corriger.

2. Coma :

• Cause : Le grossissement n'est pas égal lorsque le faisceau incident oblique hors axe traverse différentes zones de la lentille.
• Caractérisation : La source de lumière ponctuelle au bord de la photographie du ciel étoilé ou de la scène nocturne est allongée et déchirée en une queue radiale divergente semblable à une « comète » ou une « petite hirondelle volante », détruisant la forme de la pointe de l'étoile du bord.

3. Astigmatisme et courbure de champ :

• Astigmatisme : Les points focaux dans la direction sagittale (Sagittal) et dans la direction méridionale (Méridional) ne sont pas sur le même plan focal, ce qui fait que les lignes transversales sur le bord de l'image ne peuvent pas être mises au point en même temps.
• Courbure du champ : La meilleure surface de mise au point de l'objectif n'est pas une surface plane mais un fond sphérique incurvé en forme de bol, ce qui rend les bords flous lorsque le centre de l'image est net.

2. Deux branches d'aberration chromatique : aberration chromatique axiale vs aberration chromatique de grossissement

La lumière de différentes longueurs d'onde (rouge, vert, bleu) a un indice de réfraction différent dans le verre optique (phénomène de dispersion) :

1. Aberration chromatique axiale (CA longitudinale/axiale) - "Bord violet-vert flou" :

• Mécanisme physique : la lumière rouge a une longue longueur d'onde et un faible indice de réfraction et se situe derrière le capteur ; la lumière bleu-violet a un indice de réfraction élevé et tombe devant le capteur.
• Symptômes : Un bord diffus violet/magenta apparaît sur le bord très contrasté devant le plan focal, tandis qu'un bord vert apparaît sur le bord derrière le plan focal.
• Méthode d'élimination : L'ouverture doit être fermée (de f/1,4 à f/2,8 ou f/4, la convergence sera grande) ; la lentille achromatique avancée (APO - Apochromat) utilise de la fluorite (Fluorite) et une lentille à très faible dispersion (ED) pour faire converger les trois longueurs d'onde vers le même point.

2. CA latérale/transversale—« Bord rouge et bord bleu » :

• Mécanisme physique : En raison des différents grossissements sur le plan focal après réfraction des rayons hors axe, les tailles des images de lumière rouge et de lumière bleue sont différentes.
• Symptômes : uniquement sur les bords extrêmes et dans les quatre angles polaires de l'écran, des bords de couleur subtile rouge-cyan ou bleu-jaune vif apparaissent sur les bords des objets très brillants.
• Caractéristiques : Réduire l'ouverture n'améliore rien ! Cependant, comme il s'agit d'une erreur de mise à l'échelle purement géométrique, cocher « Supprimer l'aberration chromatique » dans l'appareil photo ou Lightroom peut obtenir une correction numérique sans perte presque parfaite à 100 %.

3. Tableau quantitatif de l'amplitude d'amélioration de la contraction de l'ouverture

Comprendre la sensibilité des différentes aberrations à la contraction de l'ouverture peut extraire la meilleure résolution avec l'ouverture la plus scientifique en prise de vue réelle :

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