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 Synthèses des archives - 16 : Format et résolution
Auteur: Marc Genevrier 
Date:   05-11-2002 17:42

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Toutes les opinions sont dans la nature :-) --- Marc Genevrier --- date : 05 mars 2002 17:58:21
Je livre à votre sagacité la citation suivante, trouvée sur le site du photographe John Davies, que l'on ne peut pas soupçonner d'ignorance en la matière :
The size of the negative can make a big difference to the quality of the image. However, the biggest is not always the best. Size for size and all things being equal, the 120 roll film can give much finer grain and sharper image detail than 35mm or 5x4in. sheet film. This is true of both colour and B&W 120 film. The 120 film has a much thinner gelatin base which minimises refraction - the scattering of light between the layers of the film.
On pourrait aussi parler de la planéité - nous l'avons déjà fait. Disons que ça me "console" de mon choix du 120.
Et surtout, n'allez pas vous déchirer pour savoir qui a raison !!! :-)
Marc


Re: Toutes les opinions sont dans la nature :-) --- Vincent Ziegler --- date : 05 mars 2002 20:58:32
Je me souviens d'un cours de mon prof d'optique à ce sujet. Mais, comme le dit John Davies, il s'agit d'une comparaison "taille pour taille". Ce qui veut dire qu'une fleur (c'est un exemple) occupant 4 cm sur 5 cm sur un film 120 aura une meilleure résolution que la même fleur occupant le même espace sur un film 4x5 inches et pour des objectifs de performances équivalentes. Cela dit, si vous comparez la même image de 4cm sur 5cm obtenue avec un film 120 avec l'image de la fleur occupant cette fois-ci la totalité du plan-film, il n'y a pas photo (pardon pour l'humour à deux balles). N'oublions pas que les reproductions des toiles du musée du Louvre sont réalisées avec une 20x25 !
En fait, tout est une affaire de contexte de travail et votre choix est très bon mais peut-être le serait-il moins pour un autre contexte. Pour vous conforter, je vous invite à relire les conclusions de mon interview. A ce sujet, on m'a commandé un portrait de famille pour la fin de l'année : quelque chose de très scénarisé, vous voyez ? Une sorte de cliché un peu romantique montrant une veillée de Noël en famille. Il s'agira d'obtenir une image avec beaucoup de profondeur, en clair-obscur bien entendu : des enfants au premier plan assis sur le sol pour déballer leur cadeaux et, en deuxième plan, les parents. Il me faut donc assurer une profondeur de champ de 4 mètres minimum ! Considérant de surcroît le temps de pose nécessaire à la capture de l'ambiance du feu dans l'âtre de la cheminée et autres petites sources tungstène en plus de l'éclairage de studio... im-pos-sible à la chambre ! Ce serait du délire ! f:45 pour 120 secondes de pose, pas bouger ! Voilà pourquoi je vais louer un moyen format, probablement un Fuji GX 680.
En revanche, pour du paysage ou de l'archi, j'utilise la chambre. La lourdeur du matériel ne m'incommode pas puisque je travaille sur repérage et ne réalise la prise de vue que lorsque je juge l'éclairage "artistique", ce qui veut dire être sur le site, préparer son matériel et ne pas avoir peur d'attendre plusieurs heures avant de déclencher. Petite exception à la règle : j'utilise le moyen format pour photographier la tempête sur la mer (bon compromis profondeur de champ / temps de pose).
Voilà Marc, nos choix sont les meilleurs pour nos contextes et votre choix du moyen format est sans aucun doute le meilleur pour votre contexte de travail. En revanche, n'hésitez pas à "casser la tirelire" pour les "cailloux".
Amicalement,
Vincent


Re: Toutes les opinions sont dans la nature :-) --- Marc Genevrier --- date : 06 mars 2002 06:26:06
Vous avez tout à fait raison, c'est une affaire de contexte d'une part, de compromis entre les avantages/inconvénients des diverses solutions d'autre part. Pour ma part, le fait que mon film préféré n'existe pas en 4x5 a également joué dans la balance. Mais dès que le fabricant se décide, je charge mes châssis !
Ce qui m'a un peu amusé dans cette citation, c'est qu'on peut trouver plein d'arguments pour ou contre un système ou un autre, y compris les plus inattendus. Personne ne m'avait encore parlé de la réfraction à l'intérieur de la gélatine ! Je veux bien croire John Davies, mais ça me paraît tout de même un peu fragmentaire quand on pense à tous les paramètres qui interviennent tout au long de la chaîne.
Marc


Re: Toutes les opinions sont dans la nature :-) --- Matthieu (lstrauss@infobiogen.fr) --- date : 06 mars 2002 10:12:21
En effet, de nombreux facteurs font que, dans la réalité, l'image ne s'améliore pas proportionnellement à la taille du négatif. Une des façons de s'en convaincre est d'admirer la résolution obtenue avec les appareils miniatures "MINOX" (voir par exemple http://www.slonet.org/~dkrehbie/minox/mnlens.htm ) dont le négatif ne mesure que 8x11mm et qui, heureusement pour leurs utilisateurs, ne donnent pas des images 142 fois (rapport des surfaces entre 8x11mm et 100x125 mm) moins bonnes que celles qu'on obtient avec une chambre 4x5. Dans le cas du "MINOX" la très bonne qualité est due à un combat très âpre contre les pertes de résolution: objectif à ouverture fixe, donc corrigé de façon optimale, presse-film cylindrique pour tenir compte de la courbure de champ, planéité maximale du film du à sa petite taille, film à grain très fin.


Re: Toutes les opinions sont dans la nature :-) --- Jimmy Péguet --- le 06 mars 2002 11:19:45
Ca me semble aussi. Il faudrait tenir compte de tous les éléments. Dans le même genre de remarques, Barry Thornton, qui est plutôt sur la pente "fine art" de la photo), explique - en gros ! - dans son bouquin "Edge of darkness" que contrairement à une idée courante, un tirage issu d'un film noir et blanc fin donne souvent une impression de netteté moindre qu'un autre tiré d'après un film de sensibilité plus élevée.
Il y a des moments où le choix n'est pas rationnel : il y a des choses que j'ai envie de faire en 4x5", d'autres en 120, d'autres en numérique grand public, la finesse extrême n'est pas forcément un critère primordial.


Re: Toutes les opinions sont dans la nature résolution linaire --- tin --- date : 06 mars 2002 12:29:28
Peut être la relation de qualité entre les formats devrait tenir compte de la grandeur linéaire seulement, ainsi un 56*(72)mm sera 2fois plus défini que un 24*(36) avec une optique de même qualité, mais aura 4 fois plus d'information. Trouvez vous valable cette approche?


Re: Toutes les opinions sont dans la nature résolution linaire --- Matthieu (lstrauss@infobiogen.fr) --- date : 06 mars 2002 15:53:46
Je suis en effet d'accord avec vous, les rapports linéaires entre les formats de négatifs me semblent être une estimation acceptable du degré d'amélioration de l'image correspondante. Théoriquement, l'amélioration devrait, bien sûr, être proportionnelle au rapport des surfaces mais, dans la réalité, pour une multitude de raisons (discutées en détail sur ce lien http://people.smu.edu/rmonagha/mf/mfbest.html), l'amélioration est, en fait, bien inférieure.


Re: Toutes les opinions sont dans la nature résolution linaire --- Henri Gaud --- date : 07 mars 2002 10:48:39
Bonjour,
Il faut bien distinguer les familles de format.
Si je prends mon Super Angulon 120/f8 en 4x5 à f/32 sur de la Velvia et que je reprends la même optique et le même film en 8x10, cette image aura 4 fois plus d'informations qu'en 4x5.
Mais si je prends le même angle de vue en 6x8 (35mm) sur du film 220, je ne suis pas sûr de savoir qui (du 4x5 65mm ou 6x8 35mm) comporte le plus d'informations en tout cas le delta est faible.
Bien à vous


Re: Toutes les opinions sont dans la nature résolution linaire --- Matthieu (lstrauss@infobiogen.fr) --- date : 07 mars 2002 13:06:55
L'image donnée par votre Super Angulon 120/f8 contiendra effectivement théoriquement quatre fois plus d'informations en 8x10 qu'en 4x5. Pour le plaisir de la discussion, il me semble qu'en pratique, elle en contiendra probablement un peu moins car la résolution de l'objectif est moins bonne dans la périphérie de l'image que dans sa partie centrale (qui est celle que vous utilisez en 4x5).de plus la planéité d'un plan film 8x10 est moins bonne que celle d'un plan film 4x5 ce qui va également avoir tendance à diminuer cette valeur théorique de quatre.


Re: Toutes les opinions sont dans la nature résolution linaire --- Henrigaud@éditionsgaud.com --- date : 07 mars 2002 14:34:54
Bonjour,
Pour la définition centre et bord, pas de problème, (avec le 120 il ya une différence, sur un apo de 600 mm est sans doute moindre) pour la planéité elle est pour des sujets infinis relativement comparable, mais pour des sujets proxiphotos, c'est une vrai catastrophe (d'ou l'utilisation d'adhésif double face dans le fond du châssis pour réduire le problème.
La notion de solution idéale est impossible il faut raisonner cas pas cas.
Bien à vous.


Re: résolution "linéaire" en fonction du format, modèle simple --- E. Bigler --- date : 07 mars 2002 11:38:37
Difficile en effet d'être plus complet que cette discussion sur le site de Bob Monaghan à ce sujet ! http://people.smu.edu/rmonagha/mf/mfbest.html. Pour ne pas en dire plus, on peut en dire moins en résumant sans calcul un argument d'optique qui indique que l'amélioration du nombre total de pixels dans une image photographique lorsque le format augmente n'est pas proportionnel à la surface, et très raisonnablement qu'il varie plutôt linéairement par rapport à la diagonale ou au côté du format.
Ne tenons pas compte, juste pour commencer, de la limitation par le film. Si l'optique était limitée uniquement par la diffraction, le nombre de pixels (Nx * Ny) équivalent dans l'image serait obtenu à un facteur numérique près du genre (1,2 x 1,2) en comptant le nombre de taches de diffraction adjacentes dans un format donné, comme en comptant le nombre de carreaux de faïence de 10x10cm qui couvrent une surface de cuisine donnée.
Or la dimension d'une tache de diffraction est indépendante de la focale et du format, elle ne dépend que de l'ouverture numérique, valeur sans dimension, et de la longueur d'onde, valeur indépendante du format. Il est meilleur de raisonner en termes de fréquence de coupure car dans le cas académique de l'optique limitée par la diffraction on écrit facilement f_lim=1/(N*lambda), ce qui donne en pl/mm pour une valeur très conventionnelle pour lambda=0,8 microns (le cas le plus défavorable) une valeur de f_lim égale à 1250/N en pl/mm. Donc pour N=20, entre N=16 et N=22, cas typique des optiques de chambres grand format, ceci donne f_lim = 60 pl/mm, une valeur finalement assez réaliste en grand format, pas très bonne en petit format mais cela on le sait, dépasser f/16 en 24x36 est pénalisant. 60pl/mm, quel que soit le format, c'est une valeur pour laquelle la FTM du film n'intervient pas encore "trop" (~80pl/mm ou mieux en noir et blanc grain fin), ce qui valide l'hypothèse de départ d'avoir dans un premier temps négligé l'"effet du film.
Mais peu importe : dans ce cas académique limité par la diffraction, avec une fréquence de coupure typique de 60pl/mm ou une période de coupure 0,8 N en microns, quel que soit le format, le nombre total de pixels, qu'on raisonne en termes de tache ou en considérant qu'il faut deux pixels pour passer une période dans le cas limite, est proportionnel à la surface ou au carré de la diagonale (ou d'un des côtés, à rapport des côtés du format semblable).
Maintenant prenons l'autre extrême d'une optique de formule donnée, par exemple un bon vieux Tessar(TM) qui a existé et qui existe encore dans toutes les focales pour tous les formats, travaillant à ouverture numérique donnée par exemple f/8, et qui serait limitée uniquement par les aberrations géométriques, en négligeant la diffraction. Regardons ce qui se passe si on veut couvrir un format de côté double en multipliant la focale par deux pour une même formule optique et la même ouverture f/8. On aura une bonne idée de la tache d'aberration géométrique en faisant à partir d'un point source un lancer de rayons par ordinateur et en regardant comment ils se concentrent sur une tache dans le plan image. Multiplions toutes les dimensions du système par 2. La focale double, on reste à f/8 car le diamètre du diaphragme double aussi, la diagonale du format couvert double, mais la tache de diffusion géométrique double également puisque toutes les coordonnées définissant le trajet des rayons auront été multipliées par 2. Autrement dit, le 'spot-diagram' d'un modèle à l'échelle 2 est le double de celui du modèle à l'échelle 1. On est dans la situation d'un carreleur qui doit couvrir une surface quadruple (2x2) avec des carreaux de dimension linéaire doublée : il y aura le même nombre de carreaux, donc a priori, dans ces conditions, aucun avantage au grand format en nombre total Ntot=(Nx * Ny) !!! Horreur !! vite je censure le paragraphe avant qu'il n'atteigne www.galerie-photo.org !! Où est l'erreur ? C'est qu'il faut tout de même tenir compte du film ou du détecteur ! or même dans ce cas limite a priori peu flatteur pour le grand format, la résolution du film, à de subtils effets de gélatine près, reste constante quel que soit le format, et désavantage donc le petit format; quantitativement il faut multiplier les courbes FTM (optique * film) pour avoir la FTM finale.
Ouf pour le grand format !! mais ce n'est que partie remise car la granularité des films ou le nombre et la finesse des pixels du numérique s'améliorent avec le temps et le travail concurrent des ingénieurs et des techniciens de l'argentique et du numérique. D'un autre côté, les optiques de chambre s'améliorent d'année en année, et moyennant de relâcher une contrainte (comme dans les optiques "digitales", qui couvrent moins qu'une optique classique de chambre pour film), on peut avoir des améliorations de la FTM de l'optique. La réalité est donc quelque part entre les deux extrêmes, entre le cas où "Ntot" n'augmentera pas du tout, si seules les aberrations géométriques interviennent en comparant une même formule optique mise à l'échelle, et le cas où "Ntot" augmentera comme le carré du côté (diffraction seule), on placera donc raisonnablement une loi de croissance linéaire du nombre de pixels équivalent en fonction de la diagonale du format.


Re: résolution "linéaire" en fonction du format, modèle simple --- Matthieu (lstrauss@infobiogen.fr) --- date : 07 mars 2002 12:53:39
Merci beaucoup pour vos explications qui rationalisent très clairement la proposition intuitive de Tin (que l'image s'améliore proportionnellement au côté du négatif et non à sa surface). Je n'avais jamais réalisé (bien que cela paraisse fort logique) que la diffusion géométrique (les aberrations) était constante pour chaque type d'objectif et que la taille de la tache de diffusion augmentait donc proportionnellement à la focale. Il s'agit donc (si j'ai bien compris) d'une raison supplémentaire (en plus de la profondeur de champ et de la profondeur de foyer) d'utiliser des valeurs de diaphragme plus élevées en grand format qu'en petit format puisqu'on doit ainsi diminuer la diffusion géométrique (moins d'aberrations). La perte de qualité due à la diffraction (qui dépend seulement de l'ouverture numérique) étant, elle, compensée par la plus grande taille du négatif.


Re: résolution "linéaire" : grain du film et diffraction,mî. . --- E. Bigler --- date : 07 mars 2002 14:38:21
J'ai oublié de préciser que grain du film, la période de la grille de pixels numériques (pour des pixels qui couvrent à peu près, allez, disons 80% de la surface utile du détecteur) et taches de diffraction
sont logés à la même enseigne d'être indépendants du format.
Techniquement on sait faire des films de grandes dimensions. On ne sait pas encore faire des rétines silicium bi-dimensionnelles qui dépassent le 6x6 en photographie courante, cela viendra peut-être. Nous ne savons pas ce qui équipe en 2002 les satellites militaires d'observation. la légende veut que du temps de la guerre froide des capsules de film étaient larguées et récupérées discrètement car entre la résolution, le champ, et le temps de transmission des données (interceptables par l'ennemi en transmission radio, donc dangereuses) le film était la solution de choix, laissant aux civils de médiocres "scanners" électroniques. Cette situation a certainement dû changer.
Donc de façon plus générale un mélange d'effets de diffraction "pur" et de grain de film ou de pixels donne quelque chose qui est également indépendant de la dimension du détecteur et de la focale de l'optique.
Parmi les nombreuses raisons qui font perdre par rapport à ce facteur d'échelle idéal = carré du côté, la dimension de la tache d'aberration géométrique résiduelle est l'effet qui vient le plus facilement à l'esprit pour limiter la croissance du nombre de pixels utiles
en fonction du format lorsque la focale augmente. Il y a d'autres raisons qui semblent se liguer, par exemple le problème de la planéité sans doute moins bon dans un châssis classique que dans un châssis à dépression
comme on peut en avoir en 220 ou sur la Linhof aéro-technika et son rollfilm de 5" de large (le rêve ! du moins en apesanteur, il faut penser aux biceps si on travaille à main levée ;-);-))
Le problème de planéité est résolu ab initio avec une rétine silicium, un avantage qui se révélera certainement à long terme lorsque les rétines deviendront 2-D, en 4"x5", avec du pixel au pas de 10 microns.


Re: résolution "linéaire" en fonction du format, modèle simple --- Henri Gaud --- date : 07 mars 2002 18:55:45
Bonjour,
J'ai pratiquement oublié mes cours d'optique, pour vous résumer, la valeur relative du diaf est responsable de la diffraction, Mon souvenir correspond plutôt à la valeur absolue de ce même diaf. Si votre propos est fondé comme expliquer l'existence d'apochromas de longue focale (600 mm) qui ferment à 256 voir plus encore (Rodenstock) qui forme des images très correctes, moins fin qu'à f/45 mais correct.
Et comment justifier l'existence du groupe f/64.
Merci pour les explications
A bientôt
Bien à vous.
Henri Gaud


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