Résumé des réflexions

1. Capteur

Pour un angle de champs données, il faut calculer un couple focale / taille de capteur.

Caractéristiques d'un capteur de caméra

• Rapport de forme ou proportion Hauteur / Largeur 3/2 (reflex) VS 4/3 (compact)
  • Remarque : si on parle de full HD 1920 / 1080 (on est sur du 16/9) ? (on utilise pas une partie du capteur ? )
• La taille du capteur est importante mais ne fait pas tout : c'est la densité de pixel qui est importante.
  • A résolution équivalente, un capteur plus grand est moins dense et potentiellement meilleur (la taille des pixels et plus grandes).
  • La taille donnée est souvent la diagonale du rectangle.
  • Sensibilité maximale (ISO)

2. Optique

• a. Focale
• La focale donne l'angle de prise de vue.
• Une focale courte correspond à un grand angle de prise de vue.
• Une focale longue correspond plutôt un téléobjectif.
• Méfiance : habituellement les fabricants donnent des focales équivalentes aux anciens appareils argentiques.

L'angle de prise de vue est donné par la formule ci-contre.

Exemple de calcul avec un capteur celui de la caméra Raspberry HQ de (type 1/2.3") et objectif 6mm.



Il semble que l'idéal serait d'avoir un angle de champs proche de 60° à l'horizontale. (6 secteurs de 60°).

b. Ouverture
Image d'après : https://apprendre-le-cinema.fr/louverture-en-photo/

• Attention : plus le nombre est petit plus l'ouverture est grande.
• L'ouverture a une influence sur la quantité de lumière captée et sur la profondeur de champs (partie de l'image nette).
• Grande ouverture ? beaucoup de lumière mais faible profondeur de champs.
• Petite ouverture ? moins de lumière mais plus grande profondeur de champs.

c. Mise au point
Le problème de l'autofocus ne se pose pas en vidéo sous-marine : celui-ci ferait la mise au point sur la moindre particule passant devant la caméra. La vidéo ne serait pas terrible et la caméra perdrait de l'énergie à faire tourner ce réglage.

• Il faut fixer la distance de mise au point avant la mise à l'eau.
• La distance mini de mise au point se trouve allongée (est-ce que cela a une importance dans le projet ?)

(https://www.photomasub.com/page24.html)
On aurait besoin d'une zone de « nettet? minimale entre 2 et 5m.

d. Complément d'optique
La caméra actuelle utilise un hublot plan ... et un complément d'objectif dit "grand angle" (grossissement 0.7 ?)
Une piste pour l'utilité du complément d'optique de la caméra : compenser le fait que le hublot plan rétrécisse l'angle de prise de vue.

• Le hublot :
  • Formes
    • On peut trouver des hublots plans ou sphériques. Les premiers sont plus adaptés à la macro et les seconds à la photo d'ambiance (grands angles).

Hublot plan

• Avec un hublot plan, la réfraction des rayons (entre air et eau) « diminue » l'angle de l'objectif.
• Avec un hublot plan l'objectif ne peut avoir un angle de prise de vue > environ 97° (les rayons sont réfléchis)

Hublot sphérique

• Moins de déformation en grand angle
• Plus fragile (exposé)
• Idéalement, il faut placer le point nodal de l'objectif sur le centre d'un hublot sphérique.

• Calculer / anticiper l'effet « zoom » du hublot plan. Si on tient à utiliser un hublot plan on doit pouvoir anticiper la déformation pour avoir au final les 60° de champs.

3. Compléments d'informations

Sources https://www.photomasub.com/page10.html

4. Prototype version 1

1 Capteur
piCAM : https://www.kubii.fr/raspberry-pi-microbit/2950-camera-hq-officielle-3272496301474.html
le capteur sony de caméra Raspberry HQ :
https://www.sony-semicon.co.jp/products/common/pdf/IMX477-AACK_Flyer.pdf
Taille :  1/2.3" (~ 6.16 x 4.62 mm)
12 Méga pixels
2 objectifs candidats :
8mm focale fixe / ouverture à 1.4 / mise au point mini à 20cm (27 dans l'eau ?)
https://www.uctronics.com/arducam-50-degree-2-3-cs-mount-8mm-for-raspberry-pi-high-quality-camera.html

obj 6mm : https://www.kubii.fr/raspberry-pi-microbit/2952-lentille-grand-angle-officielle-6mm-3272496301498.html
obj 4mm monture CS : https://aico-lens.com/product/manual-iris-4-0mm-2mp-f2-c-mount-industrial-lens-ach0420mm/

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