Œil et objectif

Œil et objectif
La lumière émise et réfléchie par les objets traverse la cornée, le cristallin, l'humeur vitreuse
pour atteindre la rétine et former «l’image mentale», qui est la vue de l’objet.
Le cristallin est assez semblable à une lentille (objectif) mais il a la particularité de se
déformer et changer de courbure pour s’adapter et réaliser une mise au point automatique qui
permet de voir nets des objets situés à des distances variables.
La rétine est assez semblable au CCD mais, à la différence de celui-ci, la densité de cellules
visuelles varie du centre vers la périphérie. Ces cellules visuelles sont les bâtonnets, sensibles
aux faibles lumières, et les cônes, sensibles aux couleurs.
Au centre de la rétine il y a une tache jaune d'environ 2 mm² fortement peuplée en cônes et
en bâtonnets : au milieu de cette tache les cônes (couleurs) sont extrêmement serrés et les
bâtonnets (faible lumière) sont moins nombreux. A la périphérie de cette tache notre acuité
visuelle diminue rapidement jusqu'à devenir très médiocre, mais l'œil compense cette
suffisance par sa grande mobilité grâce à laquelle il explore les diverses parties du sujet qui se
trouve devant lui.
Le cerveau, dont la rétine n'est qu'un prolongement, mémorise les résultats et s'adapte aux
diverses situations pour constituer, avec les informations qu'il reçoit, une «image mentale»
utilisable.
En conditions de bonne luminosité notre acuité visuelle est maximale mais en basse
luminosité nous utilisons la partie périphérique plus riche de bâtonnets pour capter les images.
Pour compenser ce manque d’information, le cerveau recourt à la vision stéréoscopique des
deux yeux (2 caméras) et au processus cérébral (dans une certaine mesure la «digitalisation»).
L'objectif d’une caméra est un système optique convergent formé de plusieurs lentilles, qui
donne des images réelles sur la surface sensible (CCD). Il est caractérisé par :
 la distance focale (numéro de juin 2006),
 un angle de champ (numéro de octobre 2006), qui définit le format maximum avec lequel
il est utilisable,
 une ouverture relative ou diaphragme (numéro de février 2007),
 un coefficient de transmission lumineuse, rapport entre la quantité de lumière qui sort de
l'objectif et celle qui entre. Ce rapport devrait être toujours le plus proche de 100 %.
Tous ces paramètres déterminent la qualité d’un objectif et influencent la reproduction des
couleurs (aberration chromatique) et la géométrie des objets (aberration géométrique) sur le
sur le plan focal (CCD). En un mot, l’objectif a une influence extrêmement importante sur la
définition et le contraste de l’image reproduite sur le CCD.
Il existe une immense variété d'objectifs, du pinhole (trou minuscule) jusqu'à l'objectif
motorisé pour une mise au point automatique.
Les différences fondamentales entre œil et objectif sont toutefois extrêmement nombreuses
pour inciter à la prudence lorsque l'on les compare.
 L’œil reste ouvert en permanence alors que l’objectif a un obturateur qui permet de régler
les temps de pose,
 L'œil voit net seulement dans un tout petit angle alors que l’objectif peut enregistrer toute
une scène (la notion de profondeur de champ ne s'applique pas vraiment à la vision
humaine)
 L'œil dispose de deux systèmes photosensibles qui se substituent l'un à l'autre pour lui
permettre de passer en douceur de la vision photopique (de jour) à la vision scotopique (de
nuit).
Mais la différence fondamentale entre l’œil et l’objectif se trouve au niveau de l’iris, une sorte
de «diaphragme automatique» qui non seulement protège la rétine de l’éblouissement, mais
adapte aussi la luminosité des images formées par le cristallin à la sensibilité variable des
cellules visuelles.
Quand la luminosité baisse mais reste suffisante pour permettre la perception des couleurs,
l’iris s'ouvre de plus en plus jusqu'à son diamètre maximum.
Si la lumière continue de baisser, l’iris «passe la main» aux bâtonnets qui produisent plus de
rhodopsine, pigment protéique photosensible qui augmente la sensibilité de l'œil à la lumière.
Si l’œil est affectée par un trouble non corrigé (myopie, presbytie, ...) l'image devient floue.
Dans un objectif approprié, la meilleure répartition de la netteté d’une image s’obtient avec
une «ouverture de diaphragme idéale».
Si l’objectif est mal choisi, l’environnement mal cerné ou il y a des circonstances inattendues,
l’ouverture du diaphragme s’éloigne de cette valeur optimale sans compensation «naturelle»
au niveau du CCD : il y a donc sur-exposition ou sous-exposition qui dégradent la qualité de
l'image.
Dans un appareil photographique, c’est la sensibilité de la pellicule qui joue le rôle des
bâtonnets : une fois choisi le point de vue et la focale de l’objectif, le photographe joue sur la
sensibilité de la pellicule et le temps de pose pour tenir compte des luminances du sujet.
L'iris de l'œil et le diaphragme de l’objectif présentent des similitudes «mécaniques», mais ont
des fonctions très différentes :
 L'iris règle la lumière lors de la seule vision diurne et n'a normalement aucun effet notable
sur la netteté,
 Le diaphragme règle la profondeur de champ et, sauf obligation absolue, ne doit jamais
être utilisé pour compenser la lumière.
C’est une des causes principales des dysfonctionnements constatés sur les caméras.