La montée de la diffraction

Le
Charles Vassallo
Bonjour à tous

Après une discussion un peu chaude sur l'intangibilité des lois de
l'optique et de la diffraction, je propose une petite approche
expérimentale. Toujours croire ce qu'on a vu, n'est-ce pas ? Enfin, si
on a bien vu ce qu'on croit avoir vu, ce qui n'est pas toujours si clair
que ça.

On trouve des mires toutes faites prêtes sur le web pour des études de
résolution (chez imatest par exemple), mais quasi impossibles à imprimer
à la maison quand on veut chatouiller le pixel. Bref, je m'en suis
fabriqué une beaucoup plus rustique
http://cjoint.com/11au/AHClvPYaPbm_mire_reduit.jpg
c.à.d. des secteurs de 5° alternativement noirs et blancs, avec une
graduation de 1 à 4, le "1" et le "4" correspondant à des largeurs
allant de 5 mm à 2 cm sur la feuille imprimée.

Yapuka photographier, en diaphragmant de f/2 à f/22 pour observer ce que
fait la diffraction. Simplement, petit détail pratique, pour que la
graduation 1 corresponde à 1 pixel sur le capteur, il faut se mettre à
environ 50 mètres on n'a pas un studio assez grand pour opérer avec
tout le confort.

Bref, j'ai fait ça en plein air, sans doute un peu vite, mais voici les
premiers résultats
http://cjoint.com/11au/AHClNygz7lA_synthese3.jpg
Ça correspond à des fichiers RAW tous développés de la même façon, avec
une courbe linéaire qui n'écrase ni les noirs ni les blancs. Les
graduations rouges indiquent la largeur en pixels des secteurs. Sur
chaque imagette, j'ai indiqué le diaphragme et le rapport ai/px du
diamètre de la tache d'Airy au pixel, tel que donné par la calculateur de
http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm

A f/2, le résultat est très voisin de l'image idéale, c.à.d comme le
remplissage en noir d'une sélection sur les secteurs noirs, avec lissage
mais sans progressivité. Les bizarreries autour de 1 px de largeur pour
les pixels sont probablement des résidus de moirage (le filtre passe-bas
du capteur du E-5 a été spécialement aminci, dixit Olympus, et il faut
bien que ça se paie quelque part)

A f/4, le diamètre d'Airy est quasiment celui du pixel et on voit
s'installer un début de progressivité dans les bords des secteurs, au
détriment des parties noires : cela ira en s'accentuant quand on fermera
davantage : ces bords sont de plus en plus flous et rongent les parties
noires comme si on avait de plus en plus de lumière parasite sur le
noir, l'effet colatéral étant de faire chuter le contraste noir/blanc.

Finalement, en (première) conclusion, la diffraction se fait sentir dès
ai/px = 1 (si on a l'oeil), mais on ne ressent fortement l'effet de
rongement des secteurs noirs qu'au delà de ai/px > 2 comme indiqué
dans le site cambridgecolor.

Toutefois, cette dégradation de l'image n'a rien à voir avec qu'on
aurait en multipliant la taille des pixels par 2
http://cjoint.com/11au/AHCmeCXBsfI_resolution_moitie.jpg
qui, elle, conserverait la dynamique entre les secteurs noirs et blancs.
La diffraction se traduit plutôt par un voilage général des images à
l'échelle de quelques pixels

charles
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Jean-Pierre Roche
Le #23694321
Le 28/08/2011 12:24, Charles Vassallo a écrit :

Bref, j'ai fait ça en plein air, sans doute un peu vite,
mais voici les premiers résultats
http://cjoint.com/11au/AHClNygz7lA_synthese3.jpg
Ça correspond à des fichiers RAW tous développés de la même
façon, avec une courbe linéaire qui n'écrase ni les noirs ni
les blancs. Les graduations rouges indiquent la largeur en
pixels des secteurs. Sur chaque imagette, j'ai indiqué le
diaphragme et le rapport ai/px du diamètre de la tache
d'Airy au pixel, tel que donné par la calculateur de
http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm



Comme promis, des images pour voir la chose en pratique. En
précisant que les extraits de l'image sont environ au tiers
de la largeur comme de la hauteur de l'image. La résolution
varie évidemment si on va au centre ou dans les coins...
Appareil Panasonic GF3 (12 Mpixels), jpeg par défaut,
optique 2,5/14 mm.

http://www.cijoint.fr/cjlink.php?file=cj201108/cijToMr1kr.jpg


--
Jean-Pierre Roche

enlever sanspub pour m'écrire...
Bour-Brown
Le #23694651
Charles Vassallo a écrit
( 4e5a176a$0$30751$ )

Après une discussion un peu chaude sur l'intangibilité des lois de
l'optique et de la diffraction, je propose une petite approche
expérimentale.



Yé !

Si je peux me permettre, là t'es en train d'analyser la dégradation du
pouvoir séparateur d'une optique quand on la ferme, rien ne me dit que c'est
dû à une chose plutôt qu'à une autre.


Les bizarreries autour de 1 px de largeur pour les pixels sont
probablement des résidus de moirage



Si je peux me permettre encore, traiter certaines observations comme étant
des artefacts et pas d'autres, ça me paraît arbitraire. Je pense que
taquiner le pouvoir séparateur d'une optique dans la zone précise du pouvoir
séparateur d'un capteur, c'est le meilleur moyen de partir en sucette.

Tu disais un peu avant :

A f/2, le résultat est très voisin de l'image idéale



Ah, l'image idéale, on y arrive enfin.

Pour moi un boîtier devrait toujours permettre la meilleure résolution avec
son meilleur objectif.

Si j'y mets un F4, je me fiche de savoir que la diffraction dégrade l'image
dès qu'on ferme le diaphragme à F8, je veux qu'il respecte le pouvoir
résolvant de mon optique à F4. Votre raisonnement à toujours été l'inverse,
à savoir que si une optique monte à F16, un capteur qui permettrait une
pleine résolution à cette ouverture serait largement suffisant.

Prenons donc le problème tel qu'il se pose. J'ai un boîtier APS-C sur lequel
je veux mettre un Leica ou un Samyang F1.4 et je veux savoir la résolution
maxi sans de problème de diffraction à cette ouverture.

Je fais le calcul sur :
http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm

Je peux monter jusqu'à 180 Mpx selon les critères de Charles Vassallo, à
savoir une tache d'Airy égale à la *moitié* du cercle de confusion, et je
peux monter jusqu'à 760 Mpx selon les critères du site.

(comme quoi à 24 Mpx on est vraiment loin de limites physiques)
Stephane Legras-Decussy
Le #23694751
Le 28/08/2011 15:29, Jean-Pierre Roche a écrit :

http://www.cijoint.fr/cjlink.php?file=cj201108/cijToMr1kr.jpg



sans oublier que si l'image se dégrade en fermant, on améliore
aussi le piqué aux coins en fermant...

on retrouve donc le classique "optimum global"
à f5.6 environ.
Bour-Brown
Le #23694791
Jean-Pierre Roche a écrit
( j3dft0$1kb2$ )

Comme promis, des images pour voir la chose en pratique.
[...]
http://www.cijoint.fr/cjlink.php?file=cj201108/cijToMr1kr.jpg



Ah oui, très bien.

C'est un peu ce que je pensais : avec les apn actuels et plus les
résolutions augmentent, plus les résultats sont meilleurs à grande
ouverture.

(cela change de nos ancêtres qui se plaignaient souvent d'avoir des grandes
ouvertures sans piqué, là c'est carrément l'inverse !)
Joël Hautois
Le #23694781
says...
avec les apn actuels et plus les
résolutions augmentent, plus les résultats sont meilleurs à grande
ouverture.



Avec les compact évolués que j'ai pratiqué[DLux3 (= pana LX2), Canon
G3], les meilleures photos, et de loin, c'était ouvert à fond. Sur les
m43, c'est à peu près la même chose, sauf que parfois le 20mm à 1.7 ça
peut quand même être juste en pdc.
Bour-Brown
Le #23695531
Joël Hautois a écrit
( )

Avec les compact évolués que j'ai pratiqué[DLux3 (= pana LX2), Canon
G3], les meilleures photos, et de loin, c'était ouvert à fond.



Si ça se trouve on gratte un petit quelque chose en fermant un peu, pourquoi
pas, mais dans l'ensemble la netteté va se chercher bas.

Quand je regarde les mesures qui se font, je suis scié par l'homogénéité des
optiques actuelles même bon marché.

Alors que dans le temps fallait toujours aller chercher les meilleurs
réglages, j'ai l'impression qu'aujourd'hui y a vraiment plus besoin de se
casser la tête avec ça.

(en plus quand tout est corrigé en interne, c'est d'un confort
extraordinaire)
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