Qualité des optiques

REPONSE :Question délicate, je vous remercie de me l'avoir posée ! En fait, le diaphragme (diaph) agit comme une vanne qui laisse passer plus ou moins de lumière à travers l'objectif. Le chiffre indique le rapport entre la taille du diamètre de la "vanne" et la focale. par exemple une optique qui ouvre à f1 et qui fait 50 mm de focale (il n'y en a pas beaucoup sur le marché!, voir le Canon série L) aurait un cercle de 50 mm pour laisser passer la lumière. Dans la pratique, beaucoup de focales fixes ont un diaph gradué de f2 ou f 2,8 à f 22.

Mais une ouverture de diaph très grande (f 2) ou très petite (f 22) ne donne pas la même image, alors même que le couplage diaph/vitesse, en principe, garantit la même exposition: la quantité de lumière double de f 22 à f 16, double encore de f 16 à f 11, etc...Elle diminue de moitié quand on "monte" une vitesse. Ainsi on peut établir une égalité de lumière reçue entre :
1/8000 f2 = 1/4000 f 2,8 = 1/2000 f 4 = 1/1000 f 5,6 = 1/500 f 8 = 1/250 f 11 = 1/125 f 16 = 1/60 f 22.

Mais la profondeur de champ de l'image va évoluer en fonction de la fermeture du diaph: à f 2, seul un plan de la scène sera net...à f 22, sur un paysage pris avec une focale standart (notre 50 mm) on a une chance d'obtenir une netteté de 1 m à l'infini (l'horizon).

Pourtant, dans la pratique, on va apprendre à faire varier son diaph en fonction de la distance, de la lumière disponible, de la sensibilité du film (un film plus sensible a besoin de moins de lumière, on pourra fermer le diaph ou monter la vitesse)...et surtout du pouvoir de résolution de l'objectif.

Il serait trop simple, en effet, d'obtenir la même netteté du sujet visé avec n'importe quel réglage de diaphragme, son effet ne s'appliquant qu'à la profondeur de champ. Eh bien non, la capacité de l'objectif à savoir restituer les plus fins de détails dépend aussi du diaph sélectionné...et chaque objectif a des valeurs différentes, même au sein de la même marque entre focales différentes.

Par exemple la netteté maximale du Nikon AF 60 mm f 2,8 Micro Nikkor (un des meilleurs du monde) sera obtenue à f 8, celle du Nikon AF 300 mm f 4 sera obtenue à f 5,6, celle du Canon FD 50 mm f 1,2 sera obtenue à f 4...etc.

Comment savoir à quel diaph l'objectif est le plus net (on dit aussi " a le meilleur piqué")?
Certes, on peut essayer son objectif en photographiant une mire, mais s'il s'agit d'un objevtif que l'on souhaite acheter, comment savoir?

Heureusement, il existe dans le commerce des tests d'objectifs, réalisés avec une méthode reproductible d'un objectif à l'autre. Il est important, à partir de ces tests, de déterminer d'une part sur quel diaph l'optique a le meilleur piqué, d'autre part si ce piqué est équivalent au centre de l'image et sur les bords.

Si l'on photographie un paysage, cette qualité est fondamentale. Par contre, pour un portrait placé près du centre de l'image, où le fond est flou, ce critère a moins d'importance.

Pour trouver ces tests, le mieux est de les commander en ligne chez leur éditeur, en France le magazine "Chasseur d'Images" a testé avec la même méthode des centaines d'objectifs de marques et modèles différents. Cliquez ci-dessous pour connaître ces tests et les commander à la rubrique "boutique":

Pour ma part, je possède tous les tests effectués par cette revue de référence (plus de 1000 optiques testées !), et j'essaie de les confirmer par mes propres essais sur les objectifs que je connais ou que je possède, me servent de base à la fois pour choisir une nouvelle optique et pour déterminer simplement le diaph de travail de base en prise de vues.

Sans reproduire intégralement des fiches qui sont protégées par un copyrigth, vous trouverez ci-dessous, par autorisation spéciale de Chasseur d'Images, des exemples d'interprétations des fiches: (le nom de l'objectif est masqué volontairement).

Cet objectif de bonne qualité a un piqué maximal à f 4, l'image sera plus homogène
par contre à f 5,6, car il existe moins d'écart de netteté entre le centre et les bords.
En faible lumière, à f 2,8, il existe un grand écart entre centre et bords.

Cet objectif a un piqué maximal à f 8, mais, ce qui est très rare,
l'image est plus piquée sur les bords qu'au centre !
Entre f 5,6 et f 11, la profondeur de champ peut varier
sans grande différence de piqué de l'image.

Cet objectif a un rendement typique d'une optique pro à très grande ouverture, avec un piqué maximal
situé entre f 4 et f 5,6. C'est à f 8 que l'image sera la plus homogène cependant (paysage).
Entre f4 et f8 on peut faire varier la profondeur de champ sans énorme différence de piqué.
Alors que la focale est proche, comparez l'écart de piqué à f 4 avec la fiche violette ci-dessus ! (le prix change aussi).

Cet objectif professionnel (très très cher) a un très bon piqué quasiment identique de f 2,8 à f 8.
Pour un sujet situé au centre, il sera au mieux à f 5,6, mais l'écart est très faible.
La profondeur de champ peut varier sans affecter le piqué de l'image.

En définitive, le choix du meilleur diaph pour les prises de vues est donc un exercice complexe. Il faut savoir si l'image que l'on prend doit privilégier la netteté la plus grande du sujet principal...mais aussi si on veut isoler ce sujet avec un fond flou (diaph "ouvert" entre f 2,8 et f 4 sur une focale normale, par exemple) ou essayer d'avoir plusieurs plans nets (privilégier f 8 ou f11)...en espérant que le piqué se maintienne. Même les optiques les plus "piquées" du monde, comme le Micro Nikkor de 60 mm ou le Leica Macro Elmarit 60 mm ont une définition qui diminue à f 16 ou f22...zone de profondeur de champ la plus grande, ce qui se vérifie avec un testeur de profondeur de champ.
PICTCHALLENGE utilise un exemplaire de cette optique pour "la base" de ses tests visuels.

QUESTION: Les tests actuels donnent de bonnes indications sur les objectifs modernes....Mais comment juger de la qualité des "anciens" que l'on trouve d'occasion ou en "collection" ?

REPONSE :Les tests comme l'analyse des fiches tests des optiques actuelles, publiés régulièrement dans la presse spécialisée, montrent des différences chiffrées qui ne sont pas toujours évidentes à la prise de vue....On peut analyser la qualité des objectifs (un test se déroule sur UNE optique...qui peut être en état moyen quand on l'achète d'occasion...) selon le résultat ou selon les tests publiés par la presse (exemples des fiches du magazine Chasseur d'Images ) mais il est vrai que l'achat, pour la collection ou pour le plaisir de photographier avec des appareils anciens, d'optiques des années 60 à 80 laisse souvent l'amateur dans l'incertitude.

On s'attachera ici à montrer comment les tests peuvent être exploités, en prenant des références connues, afin de comparer entre elles les optiques anciennes...d'autant que des données anciennes eles aussi existent: beaucoup d'optiques ont été mesurées de façon plus ou moins reproductibles dans la presse des années 70.

Les tests les plus faciles à exploiter sont ceux qui donnent le pouvoir de RESOLUTION de l'objectif, ou POUVOIR SEPARATEUR en paires de lignes par millimètre, c'est à dire la capacité de l'optique à rendre compte des plus fins détails. Notons que les meilleures optiques examinées en examinant les tests anciens affichent des performances approchant un pouvoir séparateur de 160 l/mm, c'st à dire ce qui est considéré comme la limite des films les plus fins (Technical Pan Kodak, par exemple) alors que certaines des optiques considérées par la presse mondiale parmi les meilleures en qualité d'image donnent des mesures de résolution de 100 à 120 l/mm ...seulement...c'est à dire la résolution des meilleurs films négatifs ou diapositifs disponibles pour la photo aujourd'hui (Fuji Provia 100 F ou Kodak Royal par exemple).

Mais la DEFINITION de l'image s'analyse aussi en mesurant le CONTRASTE c'est à dire la capactié à distinguer des valeurs de gris dans les détails. Les mesures interprétées ici retiennent un pourcentage de contraste pour une résolution très moyenne de 60 l/mm.

Enfin, et c'est l'objet de ces pages, il reste a INTERPRETER ces mesures. Dans les bases utilisées parce que toutes les mesures publiées sont comparables entre elles, les optiques sont notées selon leur diaphragme: on considére par exemple que 80 l/mm est excellent à f 2 et moyen à f 8...Or ce qui importe au photographe amateur est de savoir si son image sera aussi "piquée" à f 2 qu'à f 8, et non de se demander si un piqué excellent à f 11 est meilleur qu'un piqué excellent à f 4 !

A partir de recueils d'essais publiés à la fin des années 70 sous le titre "Photo Index", s'appuyant sur des mesures des revues "Phot-Argus"(France) et "Modern Photography" (USA), j'ai été tenté de retranscrire les chiffres relevés sous forme de courbes et d'introduire une pondération permettant de se faire une idée de la qualité optique. Cette analyse consiste d'abord à choisir une PONDERATION entre résolution et contraste. J'ai fait le choix délibéré qu'une optique donnant une image "un peu douce" avec de nombreux détails était préférable à une optique donnant une image "claquante" mais peu détaillée...car au tirage il est facile d'ajuster le contraste (sur le plateau de l'agrandisseur comme en numérique) mais impossible de faire ressortir des détails...non enregistrés sur le film ! La clé de pondération retenue est donc de 2/3 de la note pour la résolution et de 1/3 pour le contraste.

Ensuite pour établir une NOTATION à partir des courbes, j'ai comparé avec des "panels" d'optiques pour lesquelles des mesures existaient aussi dans d'autres ouvrages...comme les fiches du journal Chasseur d'images ou le site suédois Photodo. La note maximale a été fixée à 5 de façon arbitraire, ce qui correspond au niveau "excellent" des fiches tests actuellement disponibles. On considère alors que les optiques "très bonnes" doivent avoir une note "autour de 4".

Mais au lieu d'extrapoler de ces calculs une note globale, je me suis attaché à faire figurer sur des GRAPHIQUES une courbe de qualité en affichant les moyennes obtenues, pour chaque valeur entre f 2 et f 16, au centre et sur les bords de l'image.

Pour la photo argentique, l'HOMOGENEITE de l'image obtenue, du moment que son piqué soit de bon niveau, me semble compter plus que le piqué "absolu" au centre de l'image. Il convient de souligner que les bords ne concernent uniquement que la droite et la gauche du cliché pour une prise de vue horizontale, le haut et le bas pour une prise de vue verticale...car l'objectif fait une projection circulaire ("cercle image"). Le profil des courbes obtenues permet de se faire une "image fidèle" du comportement de l'optique essayée à l'époque. Si les courbes obtenues montrent à la fois un niveau de qualité "autour de 4" et un faible écart entre les bords et le centre, l'optique peut être considérée comme très bonne !

Trois exceptions peuvent être évoquées:
- à pleine ouverture ou à f 2 (les optiques ouvertes à f 1,4 ne sont notées qu'à partir de f2, car la profondeur de champ est tellement faible à f 1,4 qu'elles sont rarement utilisées à cette ouverture pour leur "piqué"), on faitt rarement du paysage: si l'optique est bonne (autour de la note 3) au centre, elle sera formidable en portrait ou reportage à faible lumière, où on fait rarement la mise au point sur l'extrème bord du champ !
- aux diaphs moyens (entre f 4 et f 8) un écart immortant entre le centre et les bords est moins grave si le centre est à 5 et le bord à 4...que si le bord est à 3, car dans ce ces au tirage ou à la projection des diapos on s'apercevra de façon certaine d'un écart de définition. Par contre un trop gros écart de contraste entre le centre et le bord est gênant, car l'image peut être impossible à corriger au tirage: comment exposer sur papier doux au centre et dur au bord?
- en numérique, on n'utilise sur les boitiers actuels les plus répandus, à capteur "taille APS", que le centre du champ image. En pratique*, les seules optiques anciennes utilisables en numérique sont les Nikon Ai et Ais, ou les marques compatibles Nikon, qui peuvent se montrer sur les boitiers Nikon série D1, D100, et Fuji S2. Certains Nikon anciens de série économique qui ne piquent "qu'au centre" feront merveille en numérique !

Ci-dessous sont reproduites les courbes de résultats bruts et de résultats pondérés (note MOYENNE) de trois optiques anciennes dont la qualité n'est contestée par personne.

Le Contax Carl Zeiss Planar f 1,7 de 50 mm -modèle 1980 - présente une résolution très élevée mais un contraste faible sur les bords aux premières ouvertures: la courbe verte montre, au centre, un pouvoir séparateur 70x 2 soit 140 l/mm) entre f 4 et f 11. Par contre la résolution sur les bords de l'image n'est que de 100 l/mm - ce qui est très bon dans l'absolu - et de 110 l/mm entre f 8 et f 11. Enfin l'mage sera beaucoup plus douce sur les bords (courbe orange) qu'au centre (courbe bleue) entre f 2 et f 5,6. Aucun problème pour un portrait horizontal centré (le fond doit être flouà plus ennuyeux en vertical (le nez peut être plus "piqué" que la gorge !

Après pondération et calcul de la MOYENNE la courbe du Planar montre un "creux" de près de 1,5 point à f 4, 1 point à 5,6, 1/2 point à f 8. On peut imaginer qu'il sera très performant en reportage entre f 2 et f 5.6 - si on fait la mise au point sur une zone proche du centre-, et excellent pour le paysage à f 8 et f 11.

L'examen des courbes complètes d'une optique "incontestable", le Nikkor f 2 de 50 mm - modèle 1979 - qui était livré en standard depuis les années 60 avec le Nikon F ou le Nikkormat et qui fut un must en reportage, montre une résolution au centre qui n'atteint des sommets qu'entre f 8 et f 11, voire même une résolution supérieure à f 2,8 qu'à f 5,6 au centre. La résolution des bords de l'image progresse jusqu'à f 5,6 (110 l /mm comme le Planar). A partir de f 4 le contraste du bord rejoint celui du centre et se situe à un niveau élevé.

La courbe pondérée de l'optique permet d'espèrer des prises de vues très homogènes entre f4 et f 11, la note calculée se situant toujours entre 3,5 et 4. Le rendement baisse à f 16, mais entre f 2 et f 2,8 l'image sera sans doute déjà très agréable, quoique moins piquée au centre que le Planar...On peut espèeer en effet prendre des scènes d'ensemble en faible lumière sans écart grave entre centre et bords..

Enfin les courbes du Leica Summicron M f 2 de 50 mm (modèle 1978) permettent d'observer un cas remarquable de "résultats groupés". La résolution au centre atteint 125 l/mm environ entre 4 et 8, les bords se situant autour de 100 l/mm à f 8 et à f 11. On note peu d'écart de contraste, enfin, entre les bords et le centre de l'image, même si cette valeur sur les bords reste inférieur à celle du Nikon.

La courbe pondérée résultante est remarquablement "ascendante" jusqu'à f 11, et extrèmement homogène, c'est à dire que la qualité d'image très proche entre centre et bords variera peu selon la valeur de diaph choisie, la seule modification importante de netteté apparente résultera de la profondeur de champ. L'optique semble optimisée pour une pratique courante du "M - iste" c'est à dire le choix fréquant d'un diaph assez fermé pour garantir de la profondeur de champ....invisible au télémètre !

AVERTISSEMENT:
Ces interpérations ne sauraient donner d'indications fiables sur la production actuelle des marques citées.

Cet avertissement s'explique, en effet, parce que depuis 20 ans les progrès accomplis concernent deux éléments fondamentaux, le traitement multicouche qui améliore le contraste de l'image, et l'utilisation de plus en plus fréquente de lentilles asphériques qui permettent de diminuer l'écart de résolution entre le centre et les bords...Et puis qui prendra un risque de faire de "mauvaises photos" en achetant d'occasion un de ces trois objectifs. Sans nul doute, personne, ce sont trois optiques "mythiques" qui plus de 20 ans après leur sortie - en fait, 45 ans pour le Leica et 40 ans pour le Nikon - donneront, si elles sont en bon état, des images de haute qualité, même si chacune a sa particularité. Cette particularité est si marquée qu'on pourrait parler de "caractère" voire de "famille" comme les pages suivantes vont essayer de le démontrer !

Famille d'objectifs...cela veut dire l'assurance d'un rendu proche quand la focale change...Les courbes des Leica M des années 70, analysés avec méthode exposée ci dessus montrent que le "caractère" d'optiques de formules différentes (Summilux 35 mm f 1.4, Noctilux 50 mm f 1, et Summicron f 2 de 50 mm et 90 mm) apparaît à l'analyse: peu d'écart entre centre et bords, apogée de qualité à f8, bonne qualité au centre à f 2. Pas de mauvaises surprise en achat "collection" si l'optique est en bon état, et des images définies (environ 100 à 120 l/mm au centre sur toutes ces optiques) et un peu plus douces que beaucoup de marques concurrentes (le "modelé Leica" qui fait merveille notamment en noir et blanc et sur des Kodachromes).

Parmi les optiques anciennes de 50 mm, comment déterminer ceux qui méritent le qualificatif de "pro"? Je vous propose quelques exemples d'optiques qui sans atteindre des somets absolues de définition au centre de l'image, ont une courbe très homogène...voire "plate" à certaines valeurs d'ouverture.

Ainsi l'Olympus Zuiko 1.4 de 50, les Nikon Ai f2 et f 1.8, ont un rendement exceptionel en homogénétié entre f 4 et f 11 !

Très réputés dans les années 70, le Minolta MD 1.4 de 50 comme le Nikon Ai 1.4 de 50 présentent des courbes progressives, proches des profils relevés sur les Leica...le Minolta présentant un rendement excellent entre f 4 et f 8.

Certaines optiques anciennes analysées ici présentent un rendement (résolution et contraste) très élevés au centre, et une image plus "douce" au bord...Leur pouvoir séparateur est même souvent plus élevé au centre que des valeurs de légende (Leica) ou des optiques utilisées par le pro au cours des années 60 (Nikon, Minolta...).

Mais un écart de piqué important entre le centre et les bords est-il important pour vous? Si cela n'est pas le cas, examinez ces courbes.

On note par exemple que le Nikon de série E (économique) pique plus au centre que la version Ai utilisée par les pros...mais qu'elle est beaucoup moins régulière, notamment aux grandes ouvertures. Sur un boitier numérique Nikon, elle ne déparera pourtant pas, d'autant que la série D1 permet d'utiliser la mesure de lumière centrale ou spot avec une telle optique de...1980 !

Le Canon FD 1.8 de 50 présente un excellent rendement au centre...un peu moins frappant sur les bords. Le Pentax 1.4 (monture K) atteint des sommets à f 4, les bords restant de qualité élevée, mais un décalge important existe à f 2 et f 2.8.

Les célèbres Carl Zeiss Planar (Contax de 1.4 et Rollei de 1.8) présentent le même profil, car le contraste est moins élevé sur la périphérie du cercle de couverture.

Les Olympus Zuiko (1.8 de 50 et 3.5 Macro) "piquent" plus que le célèbre 1.4..,mais présentent des profils nettement moins réguliers. Ils sont à leur optimum à f 8 (paysage, fleurs, reportage au flash) mais on prendra garde à plutôt centrer les sujets aux ouvertures les plus grandes.

REPONSE : Pour un usage vraiment amateur (tirages 10 x 15 ou 13 x 19), et surtout pour qui met en ligne ses images sur le web...les différences sont délicates à percevoir et surtout, elles se corrigent facilement avec un bon logiciel de traitement d'images. Mais ces logiciels, comme on va le découvrir ci-dessous, permettent aussi de réaliser des tests et des comparaisons.

Je me suis amusé à réaliser quelques tests sans prétention scientifique, en me plaçant dans des conditions normales d'utilisation pour un amateur: on sort l'appareil, on déclenche !

AVERTISSEMENT: Ces essais ne sauraient donner d'indications fiables sur la production actuelle des marques citées.

Le test ci-dessous, réalisé avec des "anciens" de ma collection, a permis de confronter un 1,7 50 mm Konica (K, 1975 environ), un 1,8 55 mm Takumar Asahi Pentax (T, 1970 envron), un 2 58 mm Zenit (Z, (1970 environ), un 1,8 50 mm Pentacon (P, 1980 environ), un Minolta 1,7 de 50 mm (M, 1980 environ) et un 1,8 50 mm Nikon serie E (N, 1980 environ). Toutes les vues ont été prises sur le même film "sans marque" de 100 iso (grande distribution), avec chaque boîtier reflex, au 125 ème de seconde à f 5,6. Le test intègre la précision du télémètre de chaque "ancien", les vibrations éventuelles du miroir...mais les développements ont été effectués ensemble, en minilab, aucune distorsion n'étant provoquée par un réglage différend de la machine C41.

On voit, après un scan "brut" sans aucune correction (tous les réglages neutres), des différences évidentes de contraste et de rendu de couleur (temps couvert).

Après correction "réglage automatique" sous Photoshop, les différences de contraste se sont estompées, bien que les écarts de tonalité subsistent entre les optiques "froides", "chaudes" et "neutres". Ces différences chromatiques sont incontestables, elles expliquent aussi des incompréhensions d'amateur devant leurs tirages papier !

J'ai eu ensuite la curiosité de scanner en définition 2800 DPI (le néga entier deveNant un fichier de 25 Mo) la poignée de la porte, sans aucune correction: les différences de piqué (qui ne sont pas forcèment dues à l'objectif seul, mais aussi aux vibrations du boîtier), peuvent apparaître : le piqué apparent du Zenit (Z), du Nikon (N) et du Minolta (M) apparaissent clairement dans un rapport d'agrandissement apte à générer un tirage numérique de 24 x 36 cm. Nikon vainqueur? Peut-être....

Le test ci-dessous est également réalisé avec des "anciens", soit un 1,7 50 mm Konica, un 1,8 55 mm Takumar Asahi Pentax, un 2 58 mm Zenit, un 1,8 50 mm Pentacon, un Minolta 1,7 de 50 mm et un 1,8 50 mm Nikon serie E (N, 1980 environ). Toutes les vues ont été prises sur le même film "sans marque" de 100 iso (grande distribution), avec chaque boîtier reflex, au 60 ème de seconde à f 8. Le test intègre la précision du télémètre de chaque "ancien", les vibrations éventuelles du miroir...mais les développements ont été effectués ensemble, en minilab, aucune distorsion n'étant provoquée par un réglage différend de la machine C41.

On voit, après un scan "brut" sans aucune correction (tous les réglages neutres), des différences évidentes de contraste et de rendu de couleur (temps couvert, un rayon de lumière au fond du jardin).

La sélection, dans un scan 2800 dpi, d'un fragment central de l'image fait là aussi ressortir des différences: le Takumar et le Minolta donnent des résultats plus impressionnants ...mais quelle est la part du photographe qui n'avait pas pris de pied pour ces tests " à la volée"....?

Enfin verrons nous des différences sur une image "classique" (125 ème f 16) ramenée au format du web? On observe néanmoins des nuances de couleur dans les nuages...

Dernier test pour le fun : cette image a été prise avec un Nikon F80 avec un Nikon AF 50 mm 1,8 , à f 5.6. La même prise de vue a été doublée avec un antique Leica M2 équipé d'un Summicron 2 de 50 mm (version 1954), que j'avais à l'essai le même jour. En brut de scan, le contraste du Nikon est très supérieur, et le rendu des couleurs présente des différences notables.

Après "lissage" du contraste sous Photoshop, les deux vues ont été recadrées en pleine définition au centre de l'image. Qui est le plus net ?

Mais est-ce l'optique ou le ...grain du film?
Le Leica était en effet chargé en Fuji Superia 200, le Nikon en Superia 400.

Voilà. A vos essais...mais ne tirons jamais de conclusions définitives sans des essais comparatifs assez poussés, dans des conditions exactement identiques ! Il n'en reste pas moins que les vieilles optiques...ont de la ressource !