Pour meubler mon temps libre de retraité, je me suis livré à un peu de
physique amusante avec mon Olympus E-30 et le Nikon D-3 d'un copain :
j'ai fait des relevés de dynamique. Ma curiosité est partie de la
lecture de dpreview qui crédite tous les boitiers récents (Nikon, Canon,
Olympus,etc...) de la même dynamique autour de 8,5 EV.
[In petto : La définition de la dynamique selon dpreview n'étant pas des
plus limpides, ça permet d'accumuler une foultitude de courbes
ésotériques dans les reviews. Ça fait sérieux, mais quand on arrive
finalement à dire que tous les boitiers arrivent à la même performance,
on ne vexe personne]
Bref, j'ai mis mon nez dans la marmite et j'ai relevé la chose moi-même
avec la méthode du pauvre, c.à.d prendre une série de photos d'une
feuille blanche en faisant varier le temps de pose sur une dizaine d'EV
(cf http://www.pixelvalley.com/dossiers/plage-dynamique.php). Ma seule
originalité est que je suis allé relever le signal brut enregistré dans
le fichier raw, grâce au logiciel RawAnalyser
(http://www.cryptobola.com/PhotoBola/RawnalyzeDownload.shtm ). Ça permet
de relever à la fois le signal détecté et le bruit.
La figure http://cjoint.com/data/jhmbDOtvla.htm permet de comparer le
D3 à 200 ISO et le E30 à 100 ISO ; les courbes de signal sont en haut,
celles du bruit en bas. On voit que pour créditer le E30 d'une
dynamique de 9 EV, il faut démarrer d'un rapport signal/bruit d'à peine
1 EV. Bon, c'est acceptable ; ça correspond à ce que Imatest
(http://www.imatest.com/guides/modules/stepchart#dynamic ) appelle
dynamique totale. Si on préfère démarre de S/B = 2 EV (dynamique de
qualité moyenne pour Imatest), on n'a plus que 8 EV pour le E-30. De
son côté, le D3 peut prétendre à 9,5 EV en qualité moyenne et à
quasiment 10 en dynamique totale.
Je me doutais bien que le D3 était très performant et le E-30 pas tant
que ça, et je me ferai une raison : c'est avec un E30 que je travaille
et le D3 est décidément trop lourd pour mes articulations défraichies.
Sans compter l'embonpoint réduit de mon cochonnet...
Mais la figure montre d'autres points curieux. Quand je parlais de
physique amusante...
(i) D'abord, du côté des hautes lumières, les deux boitiers arrivent
quasiment au même rapport S/B. Bon, pourquoi pas ? En principe, le bruit
devrait alors être un pur bruit de photons, et, si le capteur du D3 est
4 fois plus grand, il contient 2 fois plus de pixels et on le fait
bosser à 200 ISO au lieu de 100 : que tout ça s'égalise, ça paraît normal.
(ii) Ce qui est beaucoup plus curieux est que le bruit du D3 va
descendre beaucoup plus vite que le bruit de photons, et qu'ainsi le D3
va prendre un avantage de plus en plus marqué au fur et à mesure qu'on
diminuera la lumière.
Ça me conduit à lancer deux questions, pour lesquelles je serais ravi
d'avoir des explications, si possible pas trop fatigantes à suivre
— pourquoi le bruit de fond des gros capteurs (en lumière très faible)
est-il si faible (ici, 2 EV de mieux que le capteur 4/3) ?
— comment le bruit peut-il varier plus vite avec l'éclairement que le
bruit de photons ? Ce comportement bizarre est encore plus marqué avec
le D3 à 100 ISO (cf http://cjoint.com/data/jhmcn3ziRC.htm )
Charles VASSALLO a écrit ( news:4aa91dfc$0$12636$ )
Je mesure ainsi le signal (entaché de bruit), et le bruit lui-même.
Tu mesures quelque chose, ça c'est sûr. Maintenant savoir précisément quoi...
Si je fais la moyenne d'un raw au millième exposé bien clair, en pratique le bruit y est sans doute très faible, mais j'ai hélas très peu de pixels qui vont être précisément calés sur cette moyenne : en mesurant la distribution des écarts je vais retrouver ici le vignetage, les pixels chauds, les défaut de capteur et je ne sais quoi d'autre.
D'autre part si je fais une succession de raw avec des vitesses variables en espérant aller du blanc au noir, le vrai noir je ne sais pas quand je vais l'obtenir puisque plus je vais m'en rapprocher, plus les poses seront longues et plus le « bruit » va m'empêcher de l'atteindre. Dynamique du capteur : infinie.
Bon, j'admets que je chipote, mais quand je lis qu'une dynamique serait de 8,3 EV exactement, honnêtement j'ai un doute.
Charles VASSALLO a écrit
( news:4aa91dfc$0$12636$ba4acef3@news.orange.fr )
Je mesure ainsi le signal (entaché de bruit), et le bruit lui-même.
Tu mesures quelque chose, ça c'est sûr. Maintenant savoir précisément
quoi...
Si je fais la moyenne d'un raw au millième exposé bien clair, en pratique le
bruit y est sans doute très faible, mais j'ai hélas très peu de pixels qui
vont être précisément calés sur cette moyenne : en mesurant la distribution
des écarts je vais retrouver ici le vignetage, les pixels chauds, les défaut
de capteur et je ne sais quoi d'autre.
D'autre part si je fais une succession de raw avec des vitesses variables en
espérant aller du blanc au noir, le vrai noir je ne sais pas quand je vais
l'obtenir puisque plus je vais m'en rapprocher, plus les poses seront
longues et plus le « bruit » va m'empêcher de l'atteindre. Dynamique du
capteur : infinie.
Bon, j'admets que je chipote, mais quand je lis qu'une dynamique serait de
8,3 EV exactement, honnêtement j'ai un doute.
Charles VASSALLO a écrit ( news:4aa91dfc$0$12636$ )
Je mesure ainsi le signal (entaché de bruit), et le bruit lui-même.
Tu mesures quelque chose, ça c'est sûr. Maintenant savoir précisément quoi...
Si je fais la moyenne d'un raw au millième exposé bien clair, en pratique le bruit y est sans doute très faible, mais j'ai hélas très peu de pixels qui vont être précisément calés sur cette moyenne : en mesurant la distribution des écarts je vais retrouver ici le vignetage, les pixels chauds, les défaut de capteur et je ne sais quoi d'autre.
D'autre part si je fais une succession de raw avec des vitesses variables en espérant aller du blanc au noir, le vrai noir je ne sais pas quand je vais l'obtenir puisque plus je vais m'en rapprocher, plus les poses seront longues et plus le « bruit » va m'empêcher de l'atteindre. Dynamique du capteur : infinie.
Bon, j'admets que je chipote, mais quand je lis qu'une dynamique serait de 8,3 EV exactement, honnêtement j'ai un doute.
Charles VASSALLO
Bour-Brown wrote:
Je mesure ainsi le signal (entaché de bruit), et le bruit lui-même.
Tu mesures quelque chose, ça c'est sûr. Maintenant savoir précisément quoi...
Aucun problème en ce qui me concerne !
Si je fais la moyenne d'un raw au millième exposé bien clair, en pratique le bruit y est sans doute très faible, mais j'ai hélas très peu de pixels qui vont être précisément calés sur cette moyenne : en mesurant la distribution des écarts je vais retrouver ici le vignetage, les pixels chauds, les défauts de capteur [etc.]
Tu confuses un peu. Je rappelle la manip que j'ai faite pour bien mettre les i sous les points. On photographie une feuille blanche ou grise (avec un point déréglé pour flouter et ne pas pas voir la texture éventuelle de ladite feuille), à diaphragme constant et pour des poses variant sur 10 à 12 EV, à cheval sur la pose nominale indiquée par l'appareil. Toutes les photos sont faites sur pied avec le même cadrage et le même éclairage artificiel (supposé bien stabilisé). La mesure consiste à choisir une petite sélection rectangulaire, 100x100 par exemple, toujours au même endroit et à faire des statistiques sur les RVB bruts de cette sélection. S'il y a des défauts de capteur ou d'uniformité de l'image, ça se contrôle en déplaçant la sélection, les statistiques ne doivent pas bouger de manière significative
Quel que soit le temps de pose, chaque pixel enregistre le signal entaché de bruit. Le nombre de pixels calés pile sur la moyenne (c.à.d. sur le signal théorique) n'a aucune importance. Et c'est pour les poses courtes que l'énergie reçue est la plus faible et donc le bruit le plus important.
En fait l'erreur méthodologique dans ma manip est d'opérer en faisant varier le temps de pose (l'avantage étant qu'on explore ainsi bien plus de EV), car le capteur peut s'échauffer pendant une pose longue et donc générer plus de bruit. Il serait plus sain d'opérer à temps de pose constant et en faisant varier le disphragme. Manifestement ça n'a pas d'importance avec le E30, mais c'est peut être une explication pour ce que j'ai relevé avec le D3 ; je suis un peu sceptique, mais comme Saint Thomas, je vais revoir ça de mes yeux à moi.
D'autre part si je fais une succession de raw avec des vitesses variables en espérant aller du blanc au noir, le vrai noir je ne sais pas quand je vais l'obtenir puisque plus je vais m'en rapprocher, plus les poses seront longues et plus le « bruit » va m'empêcher de l'atteindre. Dynamique du capteur : infinie.
On ne cherche pas "le vrai noir". A chaque fois, on mesure une moyenne et un bruit. Si le bruit se répartit bien de part et d'autre du signal théorique, cette moyenne redonne bien le signal. Maintenant, il y a un point délicat du côté des signaux très faibles, pour lequel je donne mon interprétation du moment : pour que cette répartition du bruit soit bien symétrique, on remonte la lecture des pixels d'un offset correspondant à ce que le capteur estime être du noir, sinon on fausse la répartition du bruit (en écrétant à zéro les niveaux trop faibles) et la moyenne statistique donne alors un mélange du signal théorique et du bruit. Cet offset existe pour le E30 (et aussi, d'après Buil, pour les Canon), mais pas pour le D3, et je ne crois pas que le prolongement des courbes jusqu'à S/B=1 ait grand sens. On évite cette interrogation existentielle en faisant démarrer la dynamique un peu plus haut à S/B=2 (cf Imatest)
Bon, j'admets que je chipote, mais quand je lis qu'une dynamique serait de 8,3 EV exactement, honnêtement j'ai un doute.
Je crois surtout que tu n'as pas bien réfléchi à la question. Quand aux résultats numériques, ils sont toujours entachés d'une incertitude de mesure ; ainsi va le monde. Pour ma part, donner des résultats à 1/3 EV me paraîtrait bien beau, c.à.d. que ton 8,3 EV signifie peut-être 8 EV < dynamique < 8,5 EV EN général, on évite de donner plus de décimales que nécessaire, mais ça ne signifie pas que la dernière décimale affichée soit certaine.
charles
Bour-Brown wrote:
Je mesure ainsi le signal (entaché de bruit), et le bruit lui-même.
Tu mesures quelque chose, ça c'est sûr. Maintenant savoir précisément
quoi...
Aucun problème en ce qui me concerne !
Si je fais la moyenne d'un raw au millième exposé bien clair, en
pratique le bruit y est sans doute très faible, mais j'ai hélas
très peu de pixels qui vont être précisément calés sur cette
moyenne : en mesurant la distribution des écarts je vais retrouver
ici le vignetage, les pixels chauds, les défauts de capteur [etc.]
Tu confuses un peu. Je rappelle la manip que j'ai faite pour bien mettre
les i sous les points. On photographie une feuille blanche ou grise
(avec un point déréglé pour flouter et ne pas pas voir la texture
éventuelle de ladite feuille), à diaphragme constant et pour des poses
variant sur 10 à 12 EV, à cheval sur la pose nominale indiquée par
l'appareil. Toutes les photos sont faites sur pied avec le même cadrage
et le même éclairage artificiel (supposé bien stabilisé). La mesure
consiste à choisir une petite sélection rectangulaire, 100x100 par
exemple, toujours au même endroit et à faire des statistiques sur les
RVB bruts de cette sélection. S'il y a des défauts de capteur ou
d'uniformité de l'image, ça se contrôle en déplaçant la sélection, les
statistiques ne doivent pas bouger de manière significative
Quel que soit le temps de pose, chaque pixel enregistre le signal
entaché de bruit. Le nombre de pixels calés pile sur la moyenne (c.à.d.
sur le signal théorique) n'a aucune importance. Et c'est pour les poses
courtes que l'énergie reçue est la plus faible et donc le bruit le plus
important.
En fait l'erreur méthodologique dans ma manip est d'opérer en faisant
varier le temps de pose (l'avantage étant qu'on explore ainsi bien plus
de EV), car le capteur peut s'échauffer pendant une pose longue et donc
générer plus de bruit. Il serait plus sain d'opérer à temps de pose
constant et en faisant varier le disphragme. Manifestement ça n'a pas
d'importance avec le E30, mais c'est peut être une explication pour ce
que j'ai relevé avec le D3 ; je suis un peu sceptique, mais comme Saint
Thomas, je vais revoir ça de mes yeux à moi.
D'autre part si je fais une succession de raw avec des vitesses
variables en
espérant aller du blanc au noir, le vrai noir je ne sais pas quand je vais
l'obtenir puisque plus je vais m'en rapprocher, plus les poses seront
longues et plus le « bruit » va m'empêcher de l'atteindre. Dynamique du
capteur : infinie.
On ne cherche pas "le vrai noir". A chaque fois, on mesure une moyenne
et un bruit. Si le bruit se répartit bien de part et d'autre du signal
théorique, cette moyenne redonne bien le signal. Maintenant, il y a un
point délicat du côté des signaux très faibles, pour lequel je donne mon
interprétation du moment : pour que cette répartition du bruit soit bien
symétrique, on remonte la lecture des pixels d'un offset correspondant à
ce que le capteur estime être du noir, sinon on fausse la répartition du
bruit (en écrétant à zéro les niveaux trop faibles) et la moyenne
statistique donne alors un mélange du signal théorique et du bruit. Cet
offset existe pour le E30 (et aussi, d'après Buil, pour les Canon), mais
pas pour le D3, et je ne crois pas que le prolongement des courbes
jusqu'à S/B=1 ait grand sens. On évite cette interrogation existentielle
en faisant démarrer la dynamique un peu plus haut à S/B=2 (cf Imatest)
Bon, j'admets que je chipote, mais quand je lis qu'une dynamique serait de
8,3 EV exactement, honnêtement j'ai un doute.
Je crois surtout que tu n'as pas bien réfléchi à la question.
Quand aux résultats numériques, ils sont toujours entachés d'une
incertitude de mesure ; ainsi va le monde. Pour ma part, donner des
résultats à 1/3 EV me paraîtrait bien beau, c.à.d. que ton 8,3 EV
signifie peut-être
8 EV < dynamique < 8,5 EV
EN général, on évite de donner plus de décimales que nécessaire, mais ça
ne signifie pas que la dernière décimale affichée soit certaine.
Je mesure ainsi le signal (entaché de bruit), et le bruit lui-même.
Tu mesures quelque chose, ça c'est sûr. Maintenant savoir précisément quoi...
Aucun problème en ce qui me concerne !
Si je fais la moyenne d'un raw au millième exposé bien clair, en pratique le bruit y est sans doute très faible, mais j'ai hélas très peu de pixels qui vont être précisément calés sur cette moyenne : en mesurant la distribution des écarts je vais retrouver ici le vignetage, les pixels chauds, les défauts de capteur [etc.]
Tu confuses un peu. Je rappelle la manip que j'ai faite pour bien mettre les i sous les points. On photographie une feuille blanche ou grise (avec un point déréglé pour flouter et ne pas pas voir la texture éventuelle de ladite feuille), à diaphragme constant et pour des poses variant sur 10 à 12 EV, à cheval sur la pose nominale indiquée par l'appareil. Toutes les photos sont faites sur pied avec le même cadrage et le même éclairage artificiel (supposé bien stabilisé). La mesure consiste à choisir une petite sélection rectangulaire, 100x100 par exemple, toujours au même endroit et à faire des statistiques sur les RVB bruts de cette sélection. S'il y a des défauts de capteur ou d'uniformité de l'image, ça se contrôle en déplaçant la sélection, les statistiques ne doivent pas bouger de manière significative
Quel que soit le temps de pose, chaque pixel enregistre le signal entaché de bruit. Le nombre de pixels calés pile sur la moyenne (c.à.d. sur le signal théorique) n'a aucune importance. Et c'est pour les poses courtes que l'énergie reçue est la plus faible et donc le bruit le plus important.
En fait l'erreur méthodologique dans ma manip est d'opérer en faisant varier le temps de pose (l'avantage étant qu'on explore ainsi bien plus de EV), car le capteur peut s'échauffer pendant une pose longue et donc générer plus de bruit. Il serait plus sain d'opérer à temps de pose constant et en faisant varier le disphragme. Manifestement ça n'a pas d'importance avec le E30, mais c'est peut être une explication pour ce que j'ai relevé avec le D3 ; je suis un peu sceptique, mais comme Saint Thomas, je vais revoir ça de mes yeux à moi.
D'autre part si je fais une succession de raw avec des vitesses variables en espérant aller du blanc au noir, le vrai noir je ne sais pas quand je vais l'obtenir puisque plus je vais m'en rapprocher, plus les poses seront longues et plus le « bruit » va m'empêcher de l'atteindre. Dynamique du capteur : infinie.
On ne cherche pas "le vrai noir". A chaque fois, on mesure une moyenne et un bruit. Si le bruit se répartit bien de part et d'autre du signal théorique, cette moyenne redonne bien le signal. Maintenant, il y a un point délicat du côté des signaux très faibles, pour lequel je donne mon interprétation du moment : pour que cette répartition du bruit soit bien symétrique, on remonte la lecture des pixels d'un offset correspondant à ce que le capteur estime être du noir, sinon on fausse la répartition du bruit (en écrétant à zéro les niveaux trop faibles) et la moyenne statistique donne alors un mélange du signal théorique et du bruit. Cet offset existe pour le E30 (et aussi, d'après Buil, pour les Canon), mais pas pour le D3, et je ne crois pas que le prolongement des courbes jusqu'à S/B=1 ait grand sens. On évite cette interrogation existentielle en faisant démarrer la dynamique un peu plus haut à S/B=2 (cf Imatest)
Bon, j'admets que je chipote, mais quand je lis qu'une dynamique serait de 8,3 EV exactement, honnêtement j'ai un doute.
Je crois surtout que tu n'as pas bien réfléchi à la question. Quand aux résultats numériques, ils sont toujours entachés d'une incertitude de mesure ; ainsi va le monde. Pour ma part, donner des résultats à 1/3 EV me paraîtrait bien beau, c.à.d. que ton 8,3 EV signifie peut-être 8 EV < dynamique < 8,5 EV EN général, on évite de donner plus de décimales que nécessaire, mais ça ne signifie pas que la dernière décimale affichée soit certaine.
charles
Bour-Brown
Charles VASSALLO a écrit ( news:4aab6fe8$0$23470$ )
Tu confuses un peu. [...] Je crois surtout que tu n'as pas bien réfléchi à la question.
Voilà, ça doit être ça.
Charles VASSALLO a écrit
( news:4aab6fe8$0$23470$ba4acef3@news.orange.fr )
Tu confuses un peu.
[...]
Je crois surtout que tu n'as pas bien réfléchi à la question.
