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Le fonctionnement d’un objectif en 3D
4:46 · Sans audio
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Suivez en 3D la réfraction de la lumière réfléchie et la formation de l’image : mise au point sur l’arbre et la montagne, diaphragme, focale, cercle image et capteur, puis comparaison avec la projection solaire par sténopé.
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La lumière atteint un point de la surface de l’arbre et se réfléchit dans de nombreuses directions. La part qui atteint la lentille est réfractée et converge. Chaque point donne un petit point image ; leur ensemble forme un arbre inversé sur le capteur.
Lorsque la mise au point est faite sur l’arbre, la lumière d’un de ses points converge sur le capteur. Celle de la montagne lointaine se croise avant le capteur, puis s’étale à nouveau : la montagne est floue. Le schéma distingue les positions des images de l’arbre et de la montagne du plan du capteur.
La lentille se déplace tandis que le capteur reste fixe, jusqu’à faire coïncider l’image de la montagne avec lui. La montagne devient nette. La lumière de l’arbre atteint désormais le capteur avant de converger et un point y forme un grand cercle. La mise au point change la distance à laquelle les sujets sont nets.
L’animation sépare les rayons de l’arbre de ceux de la montagne et ferme le diaphragme. Un faisceau transmis plus étroit réduit le cercle flou formé sur le capteur par un point hors foyer. Le diaphragme modifie les rayons admis, sans déplacer la position idéale de l’image.
La courbure d’une lentille schématique change pour montrer les relations entre déviation de la lumière, distance focale, taille de l’image et champ de vision. Une courbure moins prononcée dévie moins la lumière et donne une focale plus longue. Cela ne signifie pas que le verre d’un véritable zoom change de forme.
Un point de vue mobile en trois dimensions montre que seule la lumière dirigée vers l’ouverture entre dans la lentille. La zone circulaire où peut se former l’image de toute la scène est le cercle image ; l’image ne s’étend pas de la même façon au-delà. Cette zone globale est distincte du cercle de confusion, qui décrit le flou d’un seul point.
Un cadre rectangulaire représentant le capteur se superpose au cercle image ; seul son intérieur est enregistré. Lorsque le rectangle dépasse le cercle, ses coins s’assombrissent. Trajets lumineux, déplacement de la lentille, positions d’image et flou sont des représentations schématiques rendues plus lisibles, et non les dimensions ou la construction exacte d’un appareil réel.
La dernière scène revient de la lentille au sténopé. La lumière solaire traverse un petit trou en ligne droite et éclaire l’intérieur d’une boîte. Quand la direction du soleil change, la position et la surface éclairées changent aussi. Observez la lumière projetée dans la boîte ; ne regardez jamais le soleil directement ni à travers le trou.