Quand on parle d’Aberrations Chromatiques

Il faut commencer par parler (un peu) de physique. Rassurez-vous, un peu seulement.

La lumière se propage en ligne droite dans un milieu transparent (il vaut mieux) et homogène (généralement) comme l’air ou le verre. Lorsqu’elle passe d’un milieu à un autre, la lumière est déviée. C’est la réfraction. Chaque passage crée cette réfraction.

Décomposition de la lumière par le passage du milieu air au milieu verre (ici un prisme)

Décomposition de la lumière par le passage du milieu air au milieu verre (ici un prisme)

 

Cette déviation est déterminée par un angle dont la valeur se détermine en utilisant une formule trouvée par 2 personnages connus Schnell et Descartes (pour faire rapide nous dirons que le second est plus connu des francophones que le premier). Cette formule (n1 x sin1 = n2 x sin i2) montre que les indices de réfraction dépendent de la longueur d’onde de cette lumière.

Or la lumière blanche est un mélange de lumières colorées, dont la longueur d’onde est différente pour chaque couleur. Le résultat est qu’en passant à travers un objectif, chaque couleur sort suivant un angle légèrement différent. C’est cela qui créée les aberrations chromatiques.

Schéma de la décomposition d'un faisceau lumineux par un élément optique (une lentille)

Schéma de la décomposition d’un faisceau lumineux par un élément optique (une lentille)

 

Les conséquences négatives, les aberrations chromatiques, sont apparues très tôt dans l’histoire de la physique optique, avant l’arrivée de la photographie. Elles ont d’abord intéressé les astronomes. Elles ont eu pour conséquence des améliorations apportées aux objectifs. Par la modification des formules optiques, plus précisément par l’ajout de lentilles.

Ainsi la formule optique achromatique apparaît en 1760, trouvée par Euler, d’Alembert…, concrétisée en 1814-17 par l’allemand Fraunhofer, fabriquée par l’opticien parisien Chevalier en 1839 (à prix d’or). Puis apparaît la formule apochromatique, trouvée par l’anglais Taylor en 1893.

Doublet achromatique

Doublet achromatique

 

Triplet apochromatique de Taylor

Triplet apochromatique de Taylor-Cooke

 

Comparaison des corrections apportées par l'évolution chronologique des optiques: simples-achromatiques-apochromatiques

Comparaison des corrections apportées par l’évolution chronologique des optiques : simples-achromatiques-apochromatiques

 

 

Continuons par (un peu) d’histoire récente

Rassurez-vous un petit peu seulement.

  1. Pourquoi parlait-on aussi peu d’AC autrefois ? D’abord parce que quand la photographie était plus N&B que couleur, les AC n’affectaient que la netteté des photos. Ensuite parce que les tirages de négatifs (N&B) plus grands (6×9 pour ne parler que d’eux) étaient souvent des tirages contacts. Donc on ne voyait pas souvent les AC. Ensuite encore parce que la plupart des objectifs ouvraient au mieux à f:3,5, le plus souvent moins que ça. Ce qui n’avait pas d’importance, les appareils n’étant pas reflex. A cette ouverture les AC sont beaucoup moins visibles, voire inexistantes, même en couleur. Enfin parce que les pellicules de l’époque avaient une définition qui équivalait à celle d’un capteur de ~6 Mpx. Et à l’époque des capteurs de 6 Mpx, on ne parlait pas beaucoup des AC, pas encore !
  2. Pourquoi parle-t-on autant des AC aujourd’hui ? D’abord parce que les capteurs sont devenus de plus en plus riches en pixels. Et donc de plus en plus précis. Et qu’ils montrent de mieux en mieux les AC. Ensuite parce que, parallèlement à la course aux pixels, s’est engagée une course aux grandes ouvertures (*1). Or les AC sont d’autant plus visibles que le diaphragme est ouvert. On a statistiquement plus l’occasion de voir des AC avec un objectif ouvrant à 1,4 qu’avec un objectif ouvrant à 2,8, parce qu’il y a 2 IL de plus, tout simplement. Enfin parce que tous les commentaires portant sur les AC les mettent en avant, négativement bien sûr. Ce qui pousse objectivement (!) les photographes lecteurs de ces commentaires à changer leurs objectifs. En leur indiquant à quel point ils sont imparfaits, on ne les pousse pas à les garder, ils ne sont pas stupides. Les commentateurs font ça volontairement ou non, probablement involontairement le plus souvent. Mais ce faisant ils se transforment en agents du marketing des fabricants.

(*1) Aux alentours de f:1,4 – f:1,2. Les ouvertures plus grandes sont aux photographes ce que les superbombes sont aux militaires ; les uns comme les autres sont fiers de les avoir, mais personne ne s’en sert réellement.

 

 

Quelques réflexions lucides et désabusées

Dans quelles conditions a-t-on des AC ?

Dans les cas de fort contraste entre une surface claire, le fond, généralement le ciel, et des parties sombres. Ces dernières se voient bordées de violet et de vert. C’est-à-dire les cas de contre-jour massifs ou même brouillés. Et ce particulièrement à la PO, et à grande ouverture. On a le même phénomène avec les lumières intenses reflétées dans des vitres et sur des surfaces métalliques (chromées plus précisément). Ce phénomène se produit facilement avec les pare-brise et les toitures de voitures comportant des joncs ou des galeries de toit chromés.

Par la force des choses, le premier cas est courant avec les focales courtes. Plus la focale est courte, plus il est facile d’avoir du ciel dans le cadre. Et donc d’y avoir des AC. Ces AC ne se voient généralement pas à la visée. Au-dessous de 35 mm, sauf à se mettre dos au soleil, ou à photographier ses pieds, on est souvent dans ce cas.

 

 

Il n’y a pratiquement pas d’objectif qui ne produise pas d’AC

Dans les conditions que l’on vient de citer en tous cas. A la PO, un cadrage à contre-jour, en légère contre-plongée, permet de gagner ses AC à tout coup. Surtout si l’on a des arbres aux branches nues. Ce qui multiplie les zones à AC.  Sauf par mauvais temps couvert, avec un beau ciel gris anthracite.

La grande différence entre les objectifs (rares) très bien corrigés et les autres, c’est l’ouverture à partir de laquelle les AC disparaissent. Dans la condition indiquée ci-dessus, quand un objectif produit encore des AC « au-dessus » de f:8, c’est handicapant. Quand il produit encore des AC au-dessus de f:5,6, c’est dommage. S’il ne produit plus d’AC au-dessus de f:4, c’est un très bon objectif. Mais quand il ne produit plus d’AC au-dessus de f:2,8, c’est un objectif exceptionnel. Son prix l’est aussi.

K-1 avec DA 16-50 (mode APS-C) - 1/40s à f/6.3, ISO 100, 16mmK-1 avec DA 16-50 (mode APS-C) - 1/40s à f/6.3, ISO 100, 16mm

K-1 avec DA 16-50 (mode APS-C) – 1/40s à f/6.3, ISO 100, 16mm

 

Ceci étant dit, cette qualité n’est pas automatiquement liée au prix de l’objectif. Des objectifs, par ailleurs excellents -sur le plan piqué, microcontraste…- peuvent être affublés d’AC, très proches de ceux d’un autre objectif, deux fois moins cher. La quantité d’AC n’est pas inversement proportionnelle au prix. Malheureusement.

 

 

Quelques précisions par l’exemple d’objectifs récents :

Canon :

  • EF 2,8/16-35mm L – à 16 mm : AC, distorsion et bords moyens à 16 mm à 2,8 devient très bon à f : 5,6 – 8 – 790 g 2650 €

 

Nikon

  • Nikon AF-S 1,4/105mm E ED – pas d’AC signalées, vignetage élevé -> 2,8. Image « sèche », chirurgicale après 5,6, AF assez lent 985g 2300 €
  • Nikon Dx 4,5-6,3/70-300mm – AC présentes, bords en retrait dès qu’on zoome. 415 g 400 €

 

Sigma (les deux premiers produisent des images « sèches »)

  • Art 1,4/85 mm – pratiquement pas d’AC – 1130 g 1250 €
  • Art 1,8/135 mm – pratiquement pas d’AC – 1130 g 1480 €
  • Art 4/12-24 mm DG -AC bien limitées (par rapport au modèle précédent qui en avait pas mal…) – 1150 g 1750 €

 

Sony

  • FE 1,8/85 mm – peu d’AC – piqué moyen, très moyen sur les bords – très bon seulement à f : 2,8-5,6 – 371 g 650 €

 

Tamron

  • SP Di 5-6,3/150-600mm – AC quasi absentes – vignetage à toutes les focales. 2010 g 1600 €

 

Pentax n’échappe pas à cette tendance : les derniers DFA sont pratiquement sans AC, mais gros, lourds et plus chers que leurs aînés…

  • DFA  2,8/15-30mm 1040 g 1689 €
  • DFA 2,8/24-70mm 787 g 1289 €
  • DFA 2,8/70-200mm 1755 g 2299 €

 

En fait, quand on lit dans les tests de présentation (de tous les magazines quels qu’ils soient) : « AC bien maîtrisées », « AC quasi inexistantes »… Il faut comprendre qu’il y en a peu, mais qu’il y en a. Il faudra les enlever en PT. On constate également que les objectifs récents qui ne présentent que peu ou pas du tout d’AC sont très gros et très lourds et le plus souvent très chers. C’est d’ailleurs parfaitement normal. On a vu plus haut que la création de l’achromat s’obtient avec l’ajout d’une lentille, la création de l’apochromat, par l’ajout d’une autre lentille.

Le processus a continué. Avec succès d’ailleurs. Le Sonnar de 1930 est un 6 lentilles. C’est une évolution de triplet Taylor Cooke. Actuellement nous en sommes à 13 lentilles sur certains objectifs fixes ! Car les opticiens ne cherchent pas à éliminer que les seules AC, mais aussi le flare, les images fantômes, les aberrations géométriques. Le problème, c’est que les opticiens sont parvenus à éliminer le flare de façon pratiquement totale. Pour savoir ce qu’est le flare, il faut utiliser une optique des années 50-60.

 

Alors quelles solutions ?

Comme disait une pub de Citroën (contemporaine de la C4) : « Pour éviter les accidents, efforcez-vous de ne pas en avoir ! »

Évitez donc dans la mesure du possible les cadrages générateurs d’AC. C’est à dire principalement les contre-jour en contre-plongée. Et les reflets du soleil dans les surfaces métalliques polies qui se trouvent géométriquement en contre-jour. C’est à dire toujours la même position par rapport au soleil.

Ensuite, et nous l’avons déjà dit dans plusieurs articles traitant d’autres sujets : en numérique, le Post Traitement est obligatoire.

Les AC sont une des raisons de cette affirmation. La suppression des franges violettes ou/et vertes, dues aux AC, est facile avec les logiciels de PT. Ils ont quasiment tous une fonction de suppression des franges, et plus largement des défauts. Il est bien sûr possible (et souhaitable) de rentrer dans le logiciel les paramètres de correction de l’objectif, quand ils sont fournis. Ce qui change d’une photo à l’autre, c’est la force de correction, autrement dit l’ampleur du coup de curseur. C’est l’affaire de quelques secondes. Mais photo par photo, car chaque cas est différent du précédent.

K-1 avec DA 16-50 (mode APS-C) - 1/40s à f/6.3, ISO 100, 16mm

La suppression de la frange a été passée de 0 à 12 sous Lr afin de supprimer l’AC.

LR : Corrections de l'objectif > Manuel > Supprimer la frange

LR : Corrections de l’objectif > Manuel > Supprimer la frange

 

Cependant vous pouvez faire une observation statistique de votre traitement et enregistrer un préréglage AC. Il vous permettra de ne corriger, si besoin, que les modifications qui vous semblent trop ou pas assez poussées. Je ne suis pas sûr que le gain de temps soit substantiel. C’est en essayant que l’on avance.

 

 

 

Pour conclure, une chose est certaine : il est beaucoup plus raisonnable de donner aux AC une importance relative, de ne pas se battre contre les moulins (rouges, comme AC) et de s’en débarrasser, comme on se débarrasse d’un vignettage non rédhibitoire, plutôt que de courir après le serpent de mer qu’est l’objectif sans AC. Même si les traitements de surface ont fait des progrès extraordinaires, ce dont nous ne pouvons que nous réjouir.

Et puis l’argent ainsi économisé pourra être mis dans un autre objectif…