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Photo

Condenseur de Heine


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20 réponses à ce sujet

#1 jmaffert

jmaffert

    Batracien

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Posté 12 juin 2016 - 11:41

En réponse à une suggestion de Tryphon, voici une petite explication sur le condenseur de Heine.

C’est un condenseur très particulier, prévu pour le contraste de phase, mais pas seulement. Hermann Heine a travaillé chez Leitz dans la première moitié du XXè siècle.

Description

Heine 2.jpg

Il a une forme cylindrique. A sa base, il y a une lentille convergente. A l’intérieur, au milieu un bloc de verre taillé d’une façon très particulière. Ce bloc monte et descend dans le tube par action sur la grosse molette. Sur le dessus une lentille amovible.
Il y a également, comme sur presque tous les condenseurs, deux vis de centrage.

Fonctionnement

Le but de ce condenseur est de générer une source lumineuse annulaire, comme sur un condenseur pour contraste de phase classique, mais de dimension variable selon la position du bloc mobile. Et ce sans changement de la focalisation. L’anneau lumineux est toujours à la même distance de la préparation et sera toujours focalisé au niveau de l’anneau de phase dans l’objectif (plan focal intermédiaire).

Sans titre.jpg

Le bloc de verre de forme spéciale est l’objet gris en face de la légende « Condenseur ». L’anneau lumineux qu’il génère va toujours être focalisé au niveau de l’anneau de phase (rayons lumineux blancs sur le dessin). C’est la forme très particulière de ce morceau de verre qui réalise cet effet, assez spectaculaire.
L’action sur la molette va changer le diamètre de l’anneau, c’est dire l’ouverture numérique de l’éclairage, dont les rayons arriveront plus ou moins inclinés sur la préparation. Le débattement du bloc mobile va permettre de balayer une plage d’ouvertures numériques. La lentille supérieure amovible va permettre des grandes ouvertures numériques (très grandes en mettant de l’huile à immersion entre elle et la préparation) quand elle est en place. On aura une autre gamme d’ouvertures numériques, plus faibles, en retirant cette lentille.
Dans tous les cas cet éclairage convergera dans le même plan, à l’intérieur de l’objectif.

Utilisation

Dans tous les cas ce condenseur réalise un éclairage oblique, symétrique, avec un mince cône de rayons lumineux arrivant obliquement sur la préparation.
Nota : ne pas confondre un éclairage oblique (rayons inclinés sur l’axe) avec un éclairage latéral où il y a une dissymétrie crée par un déplacement latéral du condenseur ou un masquage d’une partie du faisceau.

Le dessin suivant représente les différents cas de figures selon le réglage du condenseur :

Eclairage.jpg

Les dessins du bas représentent le trajet des rayons lumineux de l’éclairage. Les dessins du haut sont l’image de la source lumineuse telle qu’on la voit en utilisant un viseur à la place d’un oculaire ou une lentille de Bertrand. Les personnes qui font du contraste de phase sont habitués à ces images, qu’il faut de toutes façons utiliser pour centrer l’anneau lumineux sur l’anneau de phase.
Position I, on a un éclairage peu oblique, qui donne un effet voisin d’un fond clair.
Position II, le cercle d’éclairage converge sur l’anneau de phase si on a un objectif équipé. On est dans une situation de contraste de phase typique.
Position III, on a un éclairage oblique, avec des rayons assez inclinés, ce qui donne une image différente du fond clair.
Position IV, on est à la limite du fond noir.
Position V, c’est du fond noir typique où les rayons de l’éclairage ne pénètrent plus dans l’objectif.

Exemple

faiblr ON2.jpg
cp1.jpg
grande ON3.jpg
ON max4.jpg
FN5.jpg

On voit ici, à la même échelle, l’anneau d’éclairage que l’on voit grâce à une lentille de Bertrand, dans les modes d’éclairage de I à V ci-dessus. On retrouve bien ce qu’il y a dans la doc Leitz ! Les quatre premières photos ont la même exposition. Pour la cinquième, le temps de pose est allongé ; on discerne l’anneau de phase qui est d’un noir un plus profond.

 objet petite ON10.jpg
 objet CP9.jpg
 objet grande ON8.jpg
 objet limite ON7.jpg


 objet FN6.jpg
 objet FC diaphr11.jpg

Correspondant à ces cinq éclairages, vue de l’extrémité de la frustule d’une diatomée. Ce n’est pas forcément le meilleur exemple ; c’est une illustration de l’impact de l’éclairage sur la vision de l’objet. A ces cinq vues, j’ai rajouté une vue en fond clair traditionnelle, diaphragme partiellement fermé pour donner du contraste. Objectif Pv Apo 63x de Leitz. Caméra Motic 3 Mpixels.

Compte tenu d’une réduction nécessaire de la dimension des photos, on ne perçoit pas bien la visibilité des trous de la frustule. Pour cet objet, le meilleur contraste est obtenu en contraste de phase et en fond noir. L’avantage est qu’on peut passer en revue tous ces éclairages en tournant simplement la molette, ce qui permet de sélectionner rapidement le meilleur.

On peut utiliser ce condenseur avec un objectif normal : on aura alors un éclairage oblique variable jusqu’au fond noir, sauf bien sûr le contraste de phase.


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#2 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 12 juin 2016 - 12:51

Bonjour Jérôme,

 

Merci pour ce complément.

 

 


C’est la forme très particulière de ce morceau de verre qui réalise cet effet, assez spectaculaire

.C'est justement cette forme que j'aimerais connaitre, et la marche des rayons...

 

J'ai trouvé ceci sur Micscape 

 

heine.JPG

 

Ce n'est pas évident à en comprendre le fonctionnement...

 

C'est à cause de ce genre de montage et d'autres que j'avais posé la question sur le condensateur idéal .

En tout cas, celui-ci fait bien son boulot.

 

Amicalement.

 

 

 

 


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#3 jmaffert

jmaffert

    Batracien

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Posté 12 juin 2016 - 01:05

Oui, j'avais vu ces dessins, mais on ne voit pas d'où vient le faisceau du bas qui a l'air conique alors qu'il y a une simple lentille à la base et je ne comprends pas non plus où est le cercle lumineux objet qui vient toujours focaliser à la même place...d'une façon continue, alors que le dessin suggère deux trajets complètement différents selon la position de l'optique.

 

C'est très mystérieux pour moi. Bravo Heine, sans ordinateur !

 

Amicalement


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#4 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 12 juin 2016 - 01:06

Oui, il faudra bien trouver la réponse...

 

Il me semble comprendre que, comme le faisceau de la première lentille est conique, plus on s'éloigne de cette lentille et plus le cercle lumineux est grand ...

C'est tout simplement un condensateur  cardioïde, utilisé en éclairage divergent... 

 

Siedentopf-2.jpg

 

Pour dessiner une optique (marche des rayons) de ce genre, il n'y a pas besoin d'ordinateur.

On calcule la marche des rayons dioptre par dioptre , il faut à un opticien (un vrai) une journée. Un ordinateur moderne mettrait 1/1000 de sec, avec le plaisir en moins.

Là où les ordinateurs ont une utilité, c'est quand on fait de la simulation et que l'on cherche par itérations le meilleur résultat. C'est la force brute, très efficace, mais ce n'est pas de l'intelligence.


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#5 jmaffert

jmaffert

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Posté 12 juin 2016 - 02:54

Dans la conception des optiques, le problème n'est pas tellement de calculer le trajet des rayons lumineux, que d'imaginer la forme qui donnera le résultat cherché...

 

Amicalement


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#6 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 12 juin 2016 - 08:41

Un site intéressant

 

 

http://dioptrique.in...re/sommaire.HTM

 

En particulier :

Comment naissent les objectifs 

Introduction : de la généalogie optique

Je teste, tu testes, on a testé...

 

 

 


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#7 jmaffert

jmaffert

    Batracien

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Posté 13 juin 2016 - 08:46

Très intéressant, merci.

 

Quel travail pour retrouver et calculer tous ces objectifs !

 

Effectivement, il n'y a pas qu'un objectif idéal. Ca dépend de l'utilisation qu'on veut en faire, des performances les plus critiques, de l'encombrement, du prix...

 

C'est peut-être pareil pour les condenseurs de microscope... ;)

 

Les mesures donnent des résultats objectifs. C'est à l'utilisateur ensuite de savoir ce qu'il veut. La comparaison qui est faite avec l'acoustique a ses limites : c'est pire pour l'acoustique car l'environnement a plus d'interaction avec le fonctionnement que pour de l'optique.

 

Amicalement


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#8 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 13 juin 2016 - 09:24

Bonjour Jérôme,

 

Quand je parlais du condensateur idéal, je pensais à tous ceux-i et à bien d'autres.

Parmi les plus remarquables celui pancratique de Richter. 

 

Il y avait à l'époque, quelques "grands" calculateurs capables de "pondre" des objectifs (ou des condensateurs) assez facilement. (Sans ordinateur) 

On a l'impression maintenant qu'il faut des ordinateurs pour tout ! 

Mais que valent vraiment toutes les optiques  qui sortent ? Quelle valeur à  accorder aux tests des revues ?

Quel est le rôle des commerciaux (donc de l'argent) dans le développement de nouveaux produits ?

Ce site d'un vieil autodidacte, nous éclaire sur toutes ces questions.

 

Amicalement.


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#9 Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

Jean-Luc Bethmont (Picroformol)

    Reptile

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Posté 13 juin 2016 - 04:29

Bonjour Jérôme,

 

Ta description est instructive;

Pourquoi ne retrouve-t-on pas un tel condenseur sur les microscopes actuels vu ses avantages ?

J' en ai vu un sur ebay à 400 $

Autre question: en position II (contraste de phase) peut-t-on l' utiliser avec des objectifs de grossissement différent en contraste de phase ?

Cordialement,

JL

 


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#10 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 13 juin 2016 - 05:52

Bonjour Jean-Luc,

 

Pourquoi ne retrouve-t-on pas un tel condenseur sur les microscopes actuels vu ses avantages ?

Ce qui est intéressant, c'est de faire varier l'éclairage progressivement, jusqu'au FN

(Pour ce qui est du CP,  rien de sensationnel, a la limite on n'a pas besoin de condensateur du tout.)

Le prix à la fabrication serait actuellement assez dérisoire , donc ce serait possible de le proposer plus souvent , à moins qu'il y ait des brevets qui courent ce qui m'étonnerait.

 

 

Autre question: en position II (contraste de phase) peut-t-on l' utiliser avec des objectifs de grossissement différent en contraste de phase ?

 

 

C'est justement dans ce sens qu'il a été conçu: un seul anneau qui selon sa hauteur dans le faisceau , s'adapte à toutes les lames de phase. Donc, universel. Sauf que la largeur de l'anneau varie aussi avec l'objectif et je ne sais pas si ce critère est respecté.

 

amicalement.

 

 


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#11 jmaffert

jmaffert

    Batracien

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Posté 13 juin 2016 - 08:07

Si, il faut un condensateur pour le contraste de phase, car l'image de l'anneau d'éclairage doit se former sur l'anneau de phase (la combinaison optique totale est prévue pour) et il faut bien concentrer le peu de lumière qui passe par l'anneau d'éclairage sur la préparation pour qu'on y voie quelque chose.

 

Pour faire la photo fond clair que j'ai mise ci-dessus en comparaison des autres, j'ai baissé l'intensité de l'éclairage et réduit fortement le temps de pose, en comparaison avec les autres photos. Le CP demande un éclairage assez fort.

 

La monture de base à la fabrication est une monture circulaire de diamètre externe 39 mm, qui est montée sur la plaque standard à queues d'aronde. Si l'on achète un condensateur de Heine à queue d'aronde, c'est facile de le repasser en monture circulaire.

 

Comme le dit Tryphon, c'est un condensateur universel pour tous les objectifs CP. Le problème de la largeur (épaisseur) de l'anneau n'a pas d'impact sur l'observation. Comme il est assez mince, il faut pousser un peu l'éclairage.

 

Pourquoi n'en vend-on plus ? Mystère...

 

Amicalement


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#12 sciroccoblow

sciroccoblow

    Procaryote

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Posté 13 juin 2016 - 08:40

A l'époque de l'Orthoplan il y avait une multitude d'accessoires divers et variés proposés dont ce condenseur.

 

Au jour d'aujourd'hui, à type de microscope équivalent tout est motorisé, dont la tourelle de filtres du condenseur qui vient placer le bon filtre en fonction de la méthode de contraste choisie (Pol DIC Phase FN)


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#13 Tryphon T

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Posté 13 juin 2016 - 08:46



Si, il faut un condensateur pour le contraste de phase, car l'image de l'anneau d'éclairage doit se former sur l'anneau de phase (la combinaison optique totale est prévue pour) et il faut bien concentrer le peu de lumière qui passe par l'anneau d'éclairage sur la préparation pour qu'on y voie quelque chose.

Présenté ici est un contraste de phase illumination schéma généralisé dans lequel l'optique du condenseur sont entièrement abrogées, ce qui donne une méthode mais très efficace d'obtenir contraste de phase en microscopie à lumière transmise sans condenseur.

 

Amicalement.


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#14 jmaffert

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    Batracien

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Posté 14 juin 2016 - 06:13

D'accord, l'article est intéressant, mais les solutions proposées pas très pratiques : la majorité de la lumière émise par les diodes est perdue. A ce compte, il n'est pas strictement besoin d'utiliser un condenseur sur un microscope normal : il suffit d'éclairer beaucoup, par exemple avec le soleil et un héliostat :D.

 

Il faut que je me méfie de ce que j'écris, en rajoutant des précautions oratoires...


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#15 Tryphon T

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Posté 14 juin 2016 - 08:54

Bonjour Jérôme,

 

Je ne pense pas que l'usage d'une source intense soit la solution au contraste de phase sans condensateur.

Le dispositif  décrit marche aussi pour le Fond Noir et le Rheinberg .

 

​En poussant l'expérimentation un peu plus loin on aboutit à un synthème encore plus universel , c'est ce que j'ai fait avec ma "Boite à filtres" déjà décrite ici. A l'origine j'avais pensé à un faisceau de fibres optiques, mais en simplifiant l'équation, j'en suis arrivé à la BaF. 

 

Je crois que c'est l'ensemble du microscope qui est à repenser en commençant par un point aussi capital que l'éclairage.

Je crois que la philosophie qui consiste à remettre en cause tous les jours ce qu'on a appris est payante.C'est elle que je pratique en permanence.

Rester figé dans ses habitudes mentales conduit à une paralysie qui empêche de voir l'essentiel.

Il faut arrêter de croire que tout a été dit, écrit sur le microscope, qu'il ne reste qu'à apporter de légères améliorations techniques (grâce à l'ordinateur) dans le détail, l'ergonomie ou le design . 

 

Le principe du Heine est intéressant , mais sans plus.

Quand je vois les importantes aberrations sphériques , je me pose des questions .

Il me semble aussi que les anneaux ne sont pas tellement adaptés aux lames que çà.

C'est peut-être pour çà qu'en n'en voit plus beaucoup.

Entre la théorie expliquée dans une notice publicitaire et la réalité, il y a parfois un grosse différence.

Alors payer 400$ pour çà, tient de la psychose.

 

Amicalement.


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#16 jmaffert

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Posté 14 juin 2016 - 11:28

Bonjour Jérôme,

 

Je ne pense pas que l'usage d'une source intense soit la solution au contraste de phase sans condensateur.

Je plaisantais  :)

 

Quand je vois les importantes aberrations sphériques , je me pose des questions .

Il me semble aussi que les anneaux ne sont pas tellement adaptés aux lames que çà.

Quelles aberrations sphériques ? Si tu te réfères à ma quatrième photo (et la cinquième car par erreur j'ai mis deux fois la même photo), c'est tout simplement qu'on est à la transition du fond noir, d'où un aspect un peu particulier et un éclairage inhomogène.

 

Si, les anneaux sont tout à fait adaptés : il ne faut pas que l'anneau d'éclairage soit plus large que l'anneau de phase, ce qui est bien le cas ici, mais ce n'est pas grave s'ils sont plus étroit (à part la perte de lumière évoquée ci-dessus).

 

Quant à la qualité d'ensemble de l'image, brute sans aucun traitement, il faudrait faire des prises de vues de l'ensemble du champ à haute résolution pour commencer à avoir une bonne idée de ce qu'on a à l'oculaire (très belle image). Et puis je ne suis pas aussi doué que d'autres en photographie :(

 

Amicalement


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#17 Tryphon T

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Posté 14 juin 2016 - 08:43

Je t'ai supprimé la photo en double.

 

Quelles aberrations sphériques ? 

 

C'est cela .

Et c'est dû non pas à l'objectif, mais au condenseur qui est dans une configuration qu'aucun constructeur de condensateur fixe n'aurait tolérée.

C'est donc logique (ou normal).

 

Si, les anneaux sont tout à fait adaptés : il ne faut pas que l'anneau d'éclairage soit plus large que l'anneau de phase, ce qui est bien le cas ici, mais ce n'est pas grave s'ils sont plus étroit (à part la perte de lumière évoquée ci-dessus).

On préfère quand même que les anneaux soient rigoureusement superposables. C'est d’ailleurs en se basant sur ce critère que l'on règle les CP , avec la lunette auxiliaire ou la lentille de Bertrand.

 

de ce qu'on a à l'oculaire (très belle image)

 

Je te crois.  Et je n'ai malheureusement pas bénéficié de cette expérience.

 

Amicalement.


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#18 jmaffert

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Posté 17 juin 2016 - 04:31

Autre exemple de contraste de phase : une cellule de la cuticule de Pluteus leoninus (Plutée couleur de lion, à cause de sa coloration d'un beau jaune). Les plutées sont des champignons lignicoles, à spores elliptiques roses.

 

Pluteus_leoninus 3.jpg

 

Les plutées sont intéressants à regarder au microscope. En particulier l'observation de leur cuticule (revêtement du chapeau) est nécessaire pour s'y retrouver. Celui-ci a une cuticule formée de grosses (dans les 100 µm) cellules allongées. Une observation rapide avec un objectif à faible grossissement (16x) permet des les voir.

 

Pluteus 161.jpg

 

Si on veut grossir plus, pour regarder par exemple des incrustations de la paroi, une coloration est nécessaire sinon observe ça :

 

Pluteus2.jpg

Objectiz Zeiss Neofluar Phaco 40x, diaphragme grand ouvert

 

ou ça :

 

Pluteus3.jpg

Même objectif diaphragme d'ouverture très fermé. Ces cellules de champignon ont des parois minces et un contenu très transparent.

 

Sans coloration, le contraste de phase permet d'observer des incrustations de membrane et/ou des éléments internes à la cellule :

 

Pluteus1.jpg

Même objectif, condenseur à contraste de phase, position 2.

Là, on voit quelque chose. On distingue les éléments internes à la cellule par le fait qu'ils gigotent en tous sens (effet brownien).

 

Puisqu'on parlait du Heine, même photo avec ce condenseur :

 

Pluteus heine4.jpg

Pas de différence de qualité visible à l'oeil (sur les photos, mise au point légèrement différente), sauf qu'il y a moins de lumière (l'anneau lumineux du Heine est plus étroit que l'anneau de phase, alors que celui du condenseur pour CP recouvre pratiquement l'anneau de phase).

 

Enfin comparaison avec un autre objectif (40x phaco simple de leitz), peut-être un peu moins piqué et surtout ayant une forte courbure de champ, impossible à voir sur cette photo qui ne couvre qu'une toute partie du champ.

 

Pluteus heine leitz5.jpg

 

Toutes les photos sont à l'échelle 1 du capteur (simple rognage), aucun traitement d'image.

 

Cordialement

 


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#19 pablito

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Posté 17 juin 2016 - 07:22

C'est quoi, Jérome, une photo à l'échelle 1 du capteur ?

 

Pierre


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#20 jmaffert

jmaffert

    Batracien

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Posté 18 juin 2016 - 08:08

Désolé, je m'exprime très mal. Je voulais dire qu'à un point de l'image présentée correspondait un photosite du capteur, autrement dit l'image présentée n'est pas une réduction de l'image prise, mais un simple ajustement en coupant ce qui n'est pas nécessaire.

 

Il n'y a aucune échelle dans cette histoire...

 

Cordialement


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#21 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 18 juin 2016 - 08:56

Oui, Echelle UN est bien le terme consacré !

L'idée que j'ai lancée de donner à chaque fois qu'on veut une expertise ou un jugement du forum, sur un test d’appareil de prise de vue ou de microscope, était de présenter au moins une image à l' Echelle UN, C'est à dire sans aucune réduction d'image !
En effet, je ne sais pas si c'est volontaire ou inconscient, mais sous le faux prétexte que l'image est trop lourde pour le forum, on présente systématiquement des images redimensionnées et donc automatiquement plus flatteuses ! (Interdisant tout jugement objectif)

Merci à ceux qui lors de tests nous donnent des images à la fameuse Echelle UN !


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