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exemples...

méthodologie...

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Le système de mesure
 

Pour analyser une optique, à une distance de 50 fois la focale environ (pour capteurs numériques coeff 1.5) on photographie une mire spéciale (c) DoLabs composée de points noirs sur fond blanc. La mise au point doit être d'une extrème précision, de même que le parrallélisme entre la mire et le plan du capteur. On vérifie ces niveaux avec des niveaux et à bulle et visuellement (pas de déformation dans le viseur...il faut pour cela étalonner le système avec un appareil à viseur 100% de couverture de champ et de haute qualité). La mire est éclairée avec une source de lumière artificielle, et l'appareil est immobilisé sur un pied stable. Pour mesurer au mieux la qualité propre de l'optique par rapport aux autres facteurs (réglages du boitier, traitement JPG) il est conseillé de travailer "miroir relevé" pour les appareils qui le mermettent. Enfin il arrive d'avoir des résultats supérieurs en mise au point manuelle (avec l'aide du télémètre électronique) qu'en autofocus.
 
 

Ci dessus, l'image telle qu'elle apparaît dans le viewer. Comme l'exemple choisi est une optique Nikon Ais de 35 mm de focale, la mise au point est bien entendu manuelle. Mais même avec des optiques autofocus, le meilleur piqué est le plus souvent obtenu avec une mise au point manuelle très soignée, et pour être certain du parrallélisme, sur le Nikon D2h utilisé pour nos tests d'optiques en monture Nikon il faut que la zone de point située sous chacun des onze capteurs soit nette à pleine ouverture. Ensuite, la profondeur de champ fait qu'on ne craint plus de décalage, surtout en photographiant avec délicatesse, miroir relevé.

Si l'on veut tester une combinaison appareil-objectif dans ses conditions de réglage amateur de base "sorti de la boîte" on utilise naturellement l'autofocus. Les appareils dont l'autofocus est insuffisamment sensible pour discriminer la différence entre "à peu près net" et "vraiment très net" obtiennent souvent des résultats de moyens à désastreux sur les bords, surtout en grand angle, à faible distance et grande ouverture  (puisque le capteur central ou le groupe de capteur centraux prendra la main en vertu de la règle "sujet le plus proche") même avec de très bonnes optiques. Il convient alor de répéter les prises de vues pour vérifier la tolérance de l'autofocus et sa répétitivité.
 

Ensuite l'image est chargée dans un répertoire de l'ordinateur sur lequel est installé le logiciel (c) DXO Analyzer, et ouverte dans le logiciel de mesures.
 
 

Les résultats des mesures
 

Pour chaque ouverture (et chaque focale pour un zoom) l'analyse automatique de l'image de la mire donne des valeurs relatives au piqué subjectif, au rapport signal bruit, au vignettage, à la distorsion et à l'aberration chromatique. Certaines de ces valeurs sont propres à l'objectif (la distorsion varie peu selon le modèle d'appareil utilisé), d'autres résultent d'une combinaison entre le capteur et l'optique (vignettage et aberration chromatique, même avec un taille de capteur identique, selon la structure du filtre et du capteur lui-même), d'autres sont propres à l'appareil et au réglage utilisé pour le test - contraste, accentuation, exposiiton-, c'est le cas du rapport signal bruit. Le piqué est une combinaison de ces facteurs, et il est résumé par une note dite (c) BxU
 

Le rapport signal bruit :

Il est mesuré en décibels (dB) et analysé en composante totale (=Y) et par couches de couleur (R, V, B).
 
 

Il est important qu'il soit égal ou supérieur à 40 pour une image "propre" au tirage, c'est à dire sans granulation excessive au format de sortie compatible avec la résolution du capteur utilisé (ici, pour un 4.2 MP, nous avons retenu un format A3 avec marges balnches). Mais il importe aussi qu'il soit homogène pour chaque couche de couleur, ce qui est le cas dans l'exemple ci-dessus, pour que l'appareil ne produise pas des "granulations" colorées et que le bruit reste "fondu" dans la couleur du fond. Le bruit varie en priorité avec l'accentuation et le contraste, il est ici mesuré à 200 iso pour une netteté et un contraste en position "normal". Sur le même appareil, nous avons mesuré 44 dB en netteté "aucune"...mais le BxU était alors très nettement dégradé

A noter que le rapport signal bruit est également très influencé par le paramètre d'exposition. Pour reprendre une comparaison avec les mesures de matériel destiné à l'écoute (audio), il faut exploiter son rapport signal bruit en usage courant en exposant juste pour que les hautes lumières soient éclatantes mais non "grillées". Une sous exposition pour donner de la marge aux hautes lumières dégrade le signal bruit mesuré !
 

Le vignettage :
 

Le vignettage est mesuré en pourcentage de perte de lumière dans les angles, par rapport au centre théorique de l'image. Le logiciel indique aussi le "point chaud" en condition du test, c'est à dire la zone la moins affectée. Dans le cas ci-dessous, on peut considérer qu'il n'y a aucun obscurcissement puisque le manque de lumière (atténuation) sur les bords est inférieur à 4% ce qui correspond à 0.06 IL (ou cran de diaph) !
 
 

Il en résulte que le décalage du centre de l'optique se produit avec un effet "microscopique" indiscernable sur une image imprimée ou vue à l'écran... on dira face à de telles mesures "qu'il n'y a aucun vignettage".
 
 

Mais sur certains zooms grands angles, la valeur ou le déclage du centre optique peuvent atteindre des valeurs très importantes, proches de 1IL (un cran d'ouverture) ! Dans ces conditions, on assiste aussi automatiquement à une perte de piqué importante dans les angles affectés de vignettage, puisque l'image est plus sombre dans ces zones, d'où automatiquement une détérioriation du micro contraste des points mesurés.
 

La distorsion :
 

La distorsion est le phénomène qui conduit à voir s'incurver des lignes qui devraient être droites (même en cas de fuyantes au grand angle), et il est plus marqué sur les bords que sur le centre de l'image de façon générale. Il peut être en barillet (valeurs positives) ou en coussinet (valeurs négatives).
 
 

Le logiciel analyse non seulement la déformation sur les bords, mais aussi la déformation respective de la place de chaque point de la mrie par rapport aux autres ! Cette géométrie est présentée par un modèle de déformation qui visualise les zones où se voit la distorsion. Souvent les lecteurs commentent cette figure (quelle déformation !) sans voir qu'elle est agrandie 5 fois par rapport au valeurs réelles ! Cette valeur par défaut est retenue par le logiciel afin de pouvoir appréhender les zones de l'image déformées et savoir quelles sont les zones peu déformées.
 
 

On voit ci-dessus que les bords présentent une déformation et que les carrés du centre restent bien alignés.
 

L'aberration chromatique :
 

Les effets de ce défaut qui influent aussi sur le piqué sont de faire apparaître de petites franges de couleur en bordures de lignes sombres ou très claires, produisant généralement des "surlignés" parasites magenta ou verts. Elle se mesure en "décalage de pixels", dans l'exemple choisi 1,2 pixel. La carte d'aberration montre d'une part (en zones de plus en plus foncées) l'endroit où l'aberration est plus importante, et on peut mesurer le point où elle est la plus forte (ci dessous).
 
 

Au centre de l'image, par contre, l'aberration est proche de zéro...la moyenne est à considérer quant à la gravité du défaut.
 
 

Nos premiers essais complets montrent que ce défaut est plus fréquent - comme ici - sur les anciennes focales fixes grand angle, concçues à l'époque où personne n'imaginait son importance en numérique...car en argentique, les couleurs "se fondent" dans des couches de grains irrégulièrement disposées, empêchant l'apparition de lignes régulières de décalages de couleur !

Ce défaut se voit sur les images numériques comportant des détails géométriques ou des contours tranchés, sous forme d'une petite frange. Avec la même optique, on peut obtenir des valeurs différentes selon l'appareil et le diaph utilisés.
 
 

Le piqué subjectif :

Quand on regarde une photo, l'impression de netteté est provoquée par la finesse des détails, mais surtout par le micro contraste qui leur permet de se détacher de leur environnement. L'accentuation est d'ailleurs un traitement logiciel (dans l'appareil ou en post traitement) visant à souligner les contours de ces détails. C'est cette capacité globale de netteté "ressentie" (contrairement à la mesure de résolution sur mire ISO qui vise à lire des barres et chiffres de plus en plus petits, même si leur contour est flou l'oeil reconstitue quel est le chiffre !) qui est mesurée sur 17 zones de l'image sur les composantes R, V et B et traduite en "BxU".

Dans l'exemple ci-dessous la première ligne donne le BxU du centre (0.98) et de la zone la moins piquée (1.12). Ces écarts sont d'ailleurs insignifiants en pratique, car cantonnés en fait dans la tolérance de 5% du système de mesure. On dira que l'image est totalement homogène, un post traitement n'induira pas de différnces visibles de piqué entre centre et bords !
 
 

Pour des tirages entre A4 et A3 à partir de fichiers entre 4 et 6 MP...on prend pour convention pour présenter les résultats que l'idéal est représenté par une valeur proche de "1" qui donnera des images très nettes, mais un BxU de 0.5 donnerait des tirages trop artificiels, "trop nets", car à ces format on verrait les "gros traits de soulignement" des détails (ce que l'on peut voir à l'écran à 100% de lecture du fichier en montant l'accentuation sous (c) Adobe Photoshop ). Il est à noter que des tirages destinées à la presse doivent avoir une accentuation plus forte qu'un tirage de portrait d'exposition, par exemple. Et que sur un tirage 10 x 15 les traits d'accentuation sont si petits qu'ils sont inférieurs à la capacité de résolution de la machine et du papier photo ! A partir de la note 3 en BxU, l'image apparaît vraiment très peu nette...alors qu'entre 1 et 1.5 une augmentation de l'accentuation donne le plus souvent et facilement de bons résultats parce que les détails sont déjà bien discernés dans le fichier.

Il est à noter aussi qu'en réalité il faut "commencer à voir" à l'écran à la taille de 100% du fichier dimensionné par rapport à la taille de tirage désirée les lignes (blanches ou noires) d'accentuation pour les images soient très nettes...mais les traces seront trop petites en fait pour être discernables sur le tirage A3 !
 
 

Ci-dessus, la carte de piqué "multizone" de notre cliché d'essai donne en fait un piqué "idéal" entre centre et bords. On observe que la zone la moins nette (1.12 +-5%) est la même que celle où l'aberration chromatique est la plus forte, ce qui prouve que ce défaut dégrade le piqué. Par contre une cartographie ayant 1 au centre et 3 sur les bords dénoterait une situation calamiteuse, car les outils traditionnels d'accentuation dégraderaient la qualité au centre par une surraccentuation abusive et trè visible en remontant le piqué du bord !

Comme en argentique, il vaut donc mieux un BxU plus moyen (1.5 partout) qu'un écart centre et bord entre 1 et 2 !...Des valeurs comme 0.8 centre - 1.2 bord permettent de voir de subtiles différences de piqué...elles seront retraduites dans nos courbes de présentation. En pratique, une différence de 0.5 est la limite acceptable sur des optiques de haute qualité, mais à très grande ouverture on retiendra que généralement le photographe veut avoir les bords ...dans le flou !

Les valeurs des 17 zones peuvent être décomposées en piqué "par couche de couleur", comme on le voit ici au centre : bien que les variations soient minimes et que la mesure frise l'excellence absolue, le piqué total (0.98) est décomposé en piqué plus élevé dans la couche rouge (0.84) que dans la bleue (1.18).

Il est aussi possible de disposer des valeurs détaillées des 17 zones grâce à un tableau de mesure (c) MIcrosoft Excel qui donnera 68 valeurs...on pourrait alors établir des courbes de piqué détaillées, pour chaque couche de couleur !
 
 

Les "notes PICTCHALLENGE"
 
 

Les tableaux de notes (c) Pictchallenge.com (c) Pictchallenge-archives.net  sont présentés sur la seule donnée du BxU sans pondération par le rapport signal bruit présenté de façon séparée.

Ce point de vue ne permet pas de donner une note de qualité globale (car un cliché très sharp mais très bruité sera délicat à tirer, donc aura une faible qualité globale...), mais de bien montrer l'importance de chaque facteur: on peut avoir besoin pour la presse de clichés "razor sharp"  en minimisant le risque de bruit qui sera noyé dans la trame d'impression offset, ou tenir compte des deux en portrait par exemple...Or, pondérer le BxU par le bruit pourrait conduire à donner la même courbe de notes dans les deux exemples cités ci dessus, selon la pondération choisie.

Les mesures de BxU sont relevées sur les zones 0 (centre), sur les quatre zones d'angle (zones 1,3,5,7) et sur les quatre bords par rapport à l'axe central (zones 2,8,6,4). Elles servent à présenter deux figures pour les mêmes valeurs de base:

- le "radar" montre la dérive des angles pour chaque valeur d'ouverture, notamment quand à pleine ouverture un très léger décalage (il peut provenir de l'autofocus comme d'un minuscule décentrement de l'optique elle même) affecte un angle. Dans l'idéal, les cinq courbes de couleur devraient se superposer autour de la zone "1" pour une optique "parfaite"...avec un réglage d'accentuation "juste comme il faut" pour un cliché parfait, détaillé mais sans accentuation visible...

- la courbe de piqué est calculée ensuite automatiquement sur une feuille Excel (c) Pictchallenge.com (c) Pictchallenge-archives.net afin d'obtenir la moyenne des quatres angles et des quatre bords et de convertir ces chiffres en valeur "exploitable" en lecture rapide.  En pratique, la zone 4.5-5 représente la note "très bon"...mais il peut arriver que clichés plus proches de 5.5 (note : excellent) en piqué pur soient affectés d'une accentuation trop "musclée" donc visible sur un tirage...sous forme de détails "détourés", à éviter donc !

Les courbes sont pondérés par un facteur de correction tenant compte de la résolution réelle de l'appareil (nombre de pixels) par rapport à la base (A3). Cette pondération comporte un aspect subjectif "raisonnable": en effet, elle ne peut être uniquement fondée sur le BXU brut et la taille de base du fichier: on ne peut espérer obtenir un A3 de qualité avec un capteur de 1 MP, et un fichier de 14 MP, par contre, aura des "pixels inutiles" pour la taille de sortie souhaitée, donc la note serait plafonnée. Ci-dessous on observe qu'à partir de notes "BXU brut" proches de l'optimum sur le radar entre f 4 et f 8, le fichier issu du Canon Eos 1D Mark II (8 MP)  est dans la zone "excellent" alors que celui du Nikon D70 (6 MP) est dans la zone "très bon".
 
 

La mesure ci-dessus du Canon Eos1D Mark II a été faite dans des conditions d'accentuation raisonnables par rapport à des conditions de prises de vues courantes, car cet appareil qui présente un rapport signal bruit exceptionnel (49 dB aux mesures) délivre par défaut des images très douces, manquant donc de piqué subjectif, comme on le voit ci-dessous : un fichier sans correction donnerait (réglages "à zéro) un fichier moins subjectivement piqué que celui du 6 MP présenté ci-dessus.
 
 

Comme vous pouvez le découvrir dans nos pages, nous avons donc traduit (pour un tirage A3 avec marges) un BXU brut de 1 par une note égale ou supérieure à 5 selon le nombre de pixels (entre 4 et 8 MP pour les boitiers testés). Nous considérons d'expérience qu'avec les outils de retouche et d'accentuation traditionnels il est inutile de tenter de sauver un cliché dont la note est inférieure à 3...bien que parfois certains miracles puissent se produire....Mais ils sont rares !

Cependant, nous avons aussi testé l'effet des corrections DXO Optics Pro sur des prises de vues de mires. Ce logiciel qui corrige pour certains couples boitiers objectifs la distorsion, le vignettage, l'aberration chromatique latérale et le piqué subjectif permet de "remonter" automatiquement le piqué dans les zones le plus critiques sans changer le "caractère" de l'objectif. On voit ici le résultat du retraitement des images de mire du couple Nikon D70 / 50 1.4 AFD : le gain global permet d'être dans la zone "excellent" entre 2.8 et 8, mais surtout les mesures à pleine ouverture et à f 16 (influence très forte de la diffraction) montrent une amélioration très importante, car on passe de la zone "faible" à la zone "bon" .
 
 

En conclusion, vous découvrirez dans nos pages que les optiques de construction tradtionnelles à grande ouverture présentent souvent une courbe "en cloche", le piqué - comme en argentique - est maximal en fermant d'un ou deux crans l'ouverture de diaph. Par contre l'effet de dffraction fait parfois chuter le piqué dès le diaph de 8, alors qu'en argentique le piqué mesuré par des méthodes traditionnelles (FTM de contraste, résolution sur film noir et blanc haut contraste) se maintient souvent jusqu'à f 16.

A contrario les zooms récents optimisés spécialement pour le numérique peuvent présenter des courbes plates puis descendantes (diffraction),  le piqué au centre est parfois à son apogée dès la pleine ouverture ! La descente est plus rapide, et les "argentistes" habitués à "visser" à 16 pour avoir une forte profondeur de champ seront cruellement déçus...