Pour une scène de théâtre comme pour une salle de concert ou un musée, le choix de la bonne optique contribue en grande partie à la qualité de la projection lumineuse. Dans cette deuxième partie de notre série d’articles, nous plongeons en profondeur dans l’univers des technologies de tubes : quels sont les avantages et les inconvénients des tubes interchangeables par rapport aux tubes à zoom ? Quand un zoom universel est-il le meilleur choix ? Et comment les aberrations optiques influencent-elles la qualité de la lumière ? Cet article s’adresse aux éclairagistes, aux concepteurs et aux opérateurs qui souhaitent approfondir leurs connaissances sur les systèmes de lentilles et utiliser leurs projecteurs de manière encore plus ciblée pour créer des images lumineuses impressionnantes sur leur scène. Nous mettons en lumière des conseils d’utilisation pratiques et fournissons de précieuses aides à la décision pour un usage optimal des projecteurs à découpe, que ce soit dans les théâtres, dans les salles municipales ou sur les grandes scènes.

Tube

Comme nous l’avons déjà mentionné dans l’article précédent, un tube contenant une lentille avec un réglage donné est nécessaire pour reproduire le plan image. En règle générale, on procède en déplaçant celui-ci dans un support prévu à cet effet. On peut alors facilement s’imaginer remplacer rapidement un tube donné par un modèle présentant une autre distance focale ou un angle de dispersion différent. En d’autres termes, un système interchangeable, comme celui du projecteur à découpe Cameo P2 à LED, dont les différents tubes ont des angles de dispersion respectifs de 19°, 26°, 36° et 50°.

Tubes interchangeables classiques, ici, ceux de la série P2 de Cameo

Conseil de sélection :

Les tubes interchangeables sont les plus économiques et sont privilégiés lorsque l’application est connue. Par exemple, pour la projection d’une image de nuage à une certaine distance à une taille donnée. Ou lorsque d’autres angles de dispersion ne sont pas nécessaires en raison du positionnement (projecteurs de balcon, rampe lumineuse) et de la surface de scène à atteindre. Applications types : comédies musicales, théâtres, musées, églises, parcs à thème.

Tube à zoom

Le tube à lentille que nous venons de décrire permet uniquement de faire la mise au point en déplaçant la lentille. Cependant, il est aussi souvent nécessaire de pouvoir disposer d’une certaine taille d’image à une distance donnée. Il est possible de faire varier la distance focale f à l’aide d’une deuxième lentille mince selon la formule f = f1 × f2 / (f1 + f2 – r). On parle alors de zoom. Les lentilles doivent être proches l’une de l’autre pour que le plan image puisse encore se trouver entre le point focal et le double de la distance focale de la combinaison de lentilles. Le meilleur moyen de régler la netteté, donc de faire la mise au point, consiste à déplacer la lentille la plus proche du plan image. La lentille située vers l’orifice de sortie de la lumière assure le réglage de la taille de la projection (zoom).

Très pragmatique : pour fixer les lentilles dans la position correspondante, les tubes à zoom interchangeables du projecteur Cameo P2 présentent une commande à une main pour régler et bloquer la mise au point et le zoom en même temps avec un seul bouton.

Le zoom correspond à une distance focale réglable de l’optique qui reproduit l’image.

Tubes interchangeables à zoom classiques, ici, ceux de la série P2 de Cameo, avec la commande ergonomique à une main pour les deux lentilles.

Conseil de sélection :

Les tubes interchangeables à zoom sont privilégiés lorsque la taille et la distance de la projection varient. En général, il existe deux plages de zoom. Comme pour la P2, une plage de longue portée avec un angle de dispersion de 15° à 30°, et une plage de courte portée avec un angle de 25° à 50°. Applications types : location, théâtres, salles municipales.

Zoom universel

Le zoom universel a été développé pour les projecteurs à découpe asservis, afin de pouvoir les utiliser dans toutes les positions possibles, c’est-à-dire de manière « universelle ». En raison de l’espace restreint dans une lyre asservie, des combinaisons complexes de lentilles sont ici nécessaires pour permettre une large plage de zoom. Mais cette dernière se paie par une surface de projection plus petite. Ainsi, sur le projecteur ellipsoïdal à spectre complet P6 avec zoom universel, les gobos présentent une taille E, tandis que le P2 peut reproduire les gobos de taille B, répandus dans le monde du théâtre.

Conseil de sélection :

Un zoom universel, allant par exemple de 5° à 50° comme sur le P6, peut être positionné n’importe où et projeter à n’importe quelle taille. Grâce à sa grande puissance, le P6 peut être utilisé efficacement sur de longues distances. Applications types : location, théâtres, salles municipales.

Aberrations optiques

Les notions d’optique présentées jusqu’à présent reposent sur la théorie dans des conditions idéales. Dans la réalité, la projection rencontre beaucoup plus de problèmes, de sorte qu’une lentille simple ne suffit pas. La qualité de l’optique, le meulage, le traitement et la combinaison de systèmes de lentilles ont des répercussions. Il est donc possible d’observer à des degrés variables les problèmes de reproduction suivants.

Aberration sphérique (caustique)

Seuls les rayons incidents parallèles proches de l’axe se croisent exactement au point focal. Plus les rayons lumineux parallèles atteignent la lentille à distance de l’axe optique, plus ils coupent ensuite ce dernier en avant du point focal. Il se forme alors un cercle de confusion ou une tache de lumière autour de l’image projetée.

Conseil d’utilisation :

Un diaphragme perforé inséré dans le compartiment des filtres colorés occulte les rayons lumineux provenant des bords de la lentille.

Aberration sphérique – défaut des bords de la lentille,
Utilisation d’un diaphragme perforé pour améliorer la qualité de l’image

Aberration chromatique longitudinale

Outre l’aberration sphérique, on observe souvent une aberration chromatique longitudinale. Le bleu et le rouge sont les couleurs aux extrémités du spectre visible. Le rouge à grande longueur d’onde n’étant pas aussi fortement réfracté que le bleu à haute énergie, une irisation bleue ou rouge se forme sur les bords de l’image, en fonction du point focal.

Irisation colorée d’origine physique (aberration chromatique) apparaissant lors d’une projection nette.

Conseil d’utilisation :

Ces irisations colorées sont très gênantes, surtout lorsqu’un acteur passe son visage à travers. Souvent, on floute donc volontairement le projecteur pour obtenir des transitions plus douces d’un projecteur à l’autre. En outre, on utilise les bords doux sur les projecteurs à découpe lorsque l’on souhaite éclairer une surface ou le parcours d’un artiste sans discontinuité avec plusieurs projecteurs. Souvent, on utilise pour ce faire un filtre de Frost, notamment le classique « Hamburg Frost ». Le projecteur Cameo P6 intègre par exemple un filtre de Frost qui peut être appliqué progressivement et de manière uniforme sur la surface lumineuse, répondant ainsi à toutes les exigences en la matière.

Le filtre de Frost intégré à application progressive est très facile à régler grâce à un bouton rotatif.

Astigmatisme

L’astigmatisme s’observe dans les images qui ne sont pas projetées à partir du centre de la lentille. Le point de l’image présente une déformation ovale et floue. Pour la correction, on utilise des combinaisons de lentilles de différentes formes, appelées anastigmates. L’aberration de coma ou d’asymétrie se produit lorsque les images ne sont pas projetées à partir du centre de l’axe optique. On l’observe en outre lorsque les faisceaux de rayons parallèles limités par un diaphragme atteignent la lentille en biais par rapport à l’axe optique. L’image est ovale avec une déformation en forme de queue de comète.

Bien que A1 et A2 présentent la même distance rA par rapport à la lentille, ils seront nets à des distances de projection différentes.

Le centre est encore net, mais les bords sont plus flous.

Réflexions

Lorsqu’il rencontre la lentille, un faisceau lumineux doit traverser deux surfaces. Or, chaque surface réfléchit environ 4 % de la lumière incidente. En additionnant les deux interfaces, cela représente tout de même 8 % de la lumière totale, soit une quantité perceptible. Outre la perte de lumière, ce phénomène produit des réflexions désagréables. En effet, celles-ci peuvent causer d’autres imperfections sur la forme projetée, en fonction des autres optiques utilisées. En déposant de fines couches d’un produit approprié à la surface du verre, il est possible de réduire les réflexions gênantes et donc d’augmenter efficacement la transparence de la lentille. On appelle ce procédé réduction des réflexions, traitement antireflet ou traitement de surface. Le traitement antireflet classique consiste en une couche de fluorure de magnésium. La réduction de la réflexion dépend aussi de la longueur d’onde de la lumière. Si la couche déposée réduit la réflexion de 4,2 % à 2,5 % à 400 nm, il n’y a déjà plus que 1,5 % de réflexion à 450 nm et même seulement 1,2 % à 550 nm. Cette solution permet non seulement de gagner énormément de lumière, mais aussi d’utiliser deux lentilles minces dont les propriétés optiques sont meilleures qu’une plus épaisse produisant d’importantes aberrations. Ainsi, au lieu d’une seule lentille, on peut trouver une paire de lentilles très proches l’une de l’autre et dont l’écartement n’est pas modifiable.

Lorsqu’elles se produisent sur un gobo argenté, les réflexions sur la lentille peuvent refléter tellement de lumière qu’elle en devient visible dans la projection.

Lorsqu’elles se produisent sur un gobo argenté, les réflexions sur la lentille peuvent refléter tellement de lumière qu’elle en devient visible dans la projection.

Vous avez manqué la première partie ? Voici l’article précédent :
Un éclairage parfait pour chaque scène – Partie 1 : à la découverte des projecteurs à découpe

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