Auteur: Emmanuel Bigler
Date: 28-10-2008 08:34
La résolution d'une image est proportionnelle a une de ses dimension et non a sa surface.
Comment évaluez vous le nombre d'info sur le film
On a déjà évoqué cette question au tous débuts du forum.
L'argumentaire est assez simple.
S'il n'y avait que le film pour limiter la qualité d'image, sachant que le film est le même pour tous les formats (on coupe des grosses bobines pour faire des petites bobines ou des plan films) alors le nombre de grains d'argent ou de patates colorées par cm2 étant constant, le nombre de points serait proportionnel à la surface. Donc augmenterait comme le carré de la diagonale du format.
S'il n'y avait que l'objectif pour limiter la performance optique, là les choses sont un peu plus subtiles.
Pour simplifier et limiter le nombre de paramètres qui bougent d'un format à l'autre au strict nécessaire, nous ne considérerons pour commencer que les optiques de focale normale c'est à dire dont la focale est égale à la diagonale du format couvert. Plus d'un siècle d'expérience dans ce genre d'optiques ont à peu près stabilisé les choses, et on se rend compte que pour chaque format l'optique standard correspondante a un meilleure diaphragme qui donne la meilleure qualité d'image. Par exemple 5,6 pour le 50mm du 24x36, 8-11 pour le 75-80 du 6x6, 11 pour le 100mm du 6x9, 16 pour les dernières générations d'optiques de chambre de haut de gamme 150mm, etc... ce qu'on peut résumer en une formule approchée réunissant toutes les focales normales de tous les formats du 24x36 au 11x14 pouces, d'après les docs des constructeurs :
f-optimum = f(en mm) / (8 mm)
La raison de cet optimum est que la meilleure qualité d'image est obtenue lorsque diffraction et aberrations résiduelles contribuent à part égales dans la limitation de performance.
- la limite de diffraction est indépendant du formatou de la focale, elle ne dépend que du nombre d'ouverture
- les aberrations résiduelles et donc la dimension de tache correspondante croissent en proportion directe de la focale pour une combinaison optique donnée.
L'optimum est obtenu lorsque les deux taches correspondant aux deux phénomènes, idéalement séparés (c'est impossible bien entendu de séparer diffraction et aberrations) sont de même dimension, donc on a le droit de fermer le diaphragme nettement plus en grand format qu'en petit format pour atteindre cet optimum.
Çà n'a l'air de rien, mais la formule ci-dessus est désespérante, puisque qu'elle implique que le nombre total de points _optiquement_ résolus dans un format donné au meilleur diaph pour tous les très bons objectifs de focale normale est constant quel que soit le format !
Le mélange des deux effets entre l'optique au meilleur diaph et le film nous donne une loi d'augmentation dont la vitesse de croissance par rapport à la diagonale se situe entre : constant et proportionnel au carré de la diagonale, d'où l'affirmation raisonnable que le nombre de points résolus effectivement n'augmente pas comme la surface (ou le carré de la diagonale) mais plutôt comme la diagonale elle-même.
Ceci pour les optiques classiques et le film.
Qu'en est-il pour la capture directe sur silicium ? Rien de bien différent sauf que la loi du meilleur diaph s'applique de la même façon, avec une formule sans doute différente, et qu'elle est très défavorable aux très petits formats ; les optiques travaillant sur des surfaces de 1/2 cm2 devraient à 8 mm de focale ouvrir à f/1 pour tenir la route par rapport à une optique de format plus grand ! La raison en est la diffraction de la lumière qui est constante (période de coupure dans l'image = N. Lambda) pour un nombre d'ouverture donné quel que soit le format et la focale.
Au passage, d'une optique standard à l'autre en montant en format, le meilleur diamètre de diaphragme tous formats confondus c'est autour de 8mm !
Donc en fait en imagerie numérique professionnelle où, fort raisonnablement, on s'achemine vers des surfaces de silicium minimum du type 24x36mm, on retombe dans la même problématique sauf qu'il suffit de nettement moins de surface de silicium que de film pour obtenir une même qualité d'image. Mais si les pixels étaient tous fabriqués de même dimension, l'argument valable pour le film tiendrait de la même façon avec une loi d'augmentation similaire de la qualité en proportion de la diagonale.
Ce qui est un peu plus subtil c'est qu'on a le choix de prendre des pixels en silicium plus gros en sacrifiant la finesse des détails mais en gagnant sur le bruit et la sensibilité en zizos, une situation un peu différente de celle qu'on a connue avec le film.
Par exemple utilisée au meilleur diaph sur différents formats silicium, si on augment la taille des pixels en proportion exacte du format, la situation deviendrait a priori pire que sur film : le nombre de points résolus par le capteur resterait constant !!! Mais la qualité d'image se juge aussi au bruit, lorsque les photographes professionnels disent que les images numériques sont « propres » (celles obtenues par capture directe, pas les images numériques de film scannées sur un truc de bureau-d'amateur) ils traduisent en partie l'absence totale de bruit par rapport à ce dont ils avaient l'habitude sur film.
Très probablement une image peu bruitée et trafiquée dans tous les sens par les logiciels internes à l'appareil avant livraison au photographe qui pense encore avoir à faire à un vrai RAW (!! je n'y crois plus !!) a besoin de nettement moins de pixels qu'un bon vieux film scanné !!
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