capteur full frame et importance sur la pdc

[vonncor]

Bonsoir tout le monde,
Voila dans le cadre de ma licence en électronique je dois préparer un article sur les capteurs des APN. J'aimerais intégré dans cet article l'importance de la taille du capteur sur le rendu photographique. J'ai déja réussi à expliquer les avantage du full frame sur le bruit aux différentes sensibilité mais je n'arrive pas à comprendre le rapport entre la taille du capteur et la profondeur de champs...quelqu'un pourrait il me l'expliquer ? 
Merci d'avance

PS: mise à part sur le bruit et sur la pdc, existe t'il d'autre avantage à avoir un grand capteur ? (outre le facteur pour les focales )

[Verso92]

La PdC ne dépend en gros que de deux paramètres : l'ouverture et le rapport de grandissement*.
Plus ton format sera grand, plus le rapport de grandissement par rapport au sujet sera élevé à cadrage constant --> CQFD !

*plus le rapport de grandissement est élevé, plus la PdC sera faible, tous autres paramètres étant égaux par ailleurs. Je laisse les matheux développer d'avantage.

[vonncor]

merci Verso pour cette réponse aussi rapide, je me rend compte que je n'i pas encore entendu parler de ce rapport de grandissement ( fin je crois du moins) mais ton explication m'aide déjà à savoir d'ou vient ce phénomène ; mise au part les avantage cité ci-dessus ( moins de bruit, pdc plus faible aux grandes ouvertures) il existe t'il d'autre avantages ?

[Verso92]

mise au part les avantage cité ci-dessus ( moins de bruit, pdc plus faible aux grandes ouvertures) il existe t'il d'autre avantages ?

Les avantages sur le bruit sont à prendre avec des pincettes : en principe, on peut penser qu'à définition égale, un capteur 24x36 aura toutes les chances d'être moins bruité qu'un capteur APS-C, grâce à ses photosites plus gros. Mais les évolutions technologiques vont si vite qu'il est difficile d'établir des comparatifs précis, faute d'avoir des capteurs rigoureusement comparables en technologie...
Un point souvent cité, c'est la meilleure progressivité des flous avec les capteurs grands formats...

[vonncor]

ton regard critique sur cet "avantage " sur le bruit est très intéressant,j'avoue qu'avec on jeune age je n'ai pas encore le recul nécessaire à avoir un tel regard..les retours d'expérience m'intéresse donc particulièrement , merci !
C'est comme les capteurs foveon , il me semble qu'un test CI était assez critique sur cette technologie..malgré les avantages prôner par ses fabricants

[chelmimage]

L'expliquer je ne sais pas, mais si on regarde les formules (cf wikipedia) on voit que la profondeur de champ dépend de la caractéristique H qu'on appelle l'hyperfocale.
La profondeur de champ est liée à cette valeur. Plus H est petit et plus la profondeur de champ est grande.
Si CdC= cercle de confusion.
Or Hyperfocale= (Focale)²/ (ouverture)*CdC
Pour faire une même photo (même cadrage) avec des capteurs de formats différents, focale, dimension du capteur, et donc dimension du CdC sont proportionnels à la dimension du capteur.
Dans la formule de H, en simplifiant, il vient que l' Hyperfocale est directement proportionnelle à la focale et donc à la dimension du capteur.
Donc, plus le capteur est grand, plus H est grand et plus la profondeur de champ est petite.
Je fais cet exercice sans vérification mais je compte sur toi pour le valider!!
Qu'en penses tu?

[Verso92]

L'expliquer je ne sais pas [...]

C'est extrêmement simple et factuel (voir mon premier post) : rapport de grandissement, tout est là !
Ton approche via l'hyperfocale, mais si pas fausse, n'est qu'une conséquence, pas la cause...

[vonncor]

merci les gars , vu l'heure et la fatigue de ma journée je vais regarder ça demain matin bien tranquillement je suis bien content d'être à ce point chanceux : le sujet de ce projet de groupe est imposé et cette année c'est l'APN.  Non seulement j'ai déja un pied d'amateur dans le milieux mais en plus ça m'intéresse vraiment, par exemple j'ai appris que le nombre des pixels d'un capteur est souvent sujet à controverse car ce sont en réalité des pixels fictifs ( obtention d'un pixel par corrélation de plusieurs photosites). Je comprends un peu mieux le prix des reflex maintenant

[bp30700]

Je crains qu'à focale et ouverture égale la profondeur de champ est constante.

[Verso92]

[...] par exemple j'ai appris que le nombre des pixels d'un capteur est souvent sujet à controverse car ce sont en réalité des pixels fictifs ( obtention d'un pixel par corrélation de plusieurs photosites).

Il n'y a pas de pixels fictifs sur les reflex (sauf, à la limite, ceux disposés à la périphérie du cadre pour "caler le noir").
Il y a certainement une confusion avec les "valeurs couleurs" attribuées à chaque pixel : sur un capteur de type "Bayer", chaque pixel est filtré soit en rouge, soit en vert, soit en bleu. Il n'enregistre donc de valeur que pour un seul canal (une seule couleur).

Les deux valeurs "manquantes" de chaque pixel sont calculées par interpolation en fonction des valeurs enregistrées par les pixels voisins. Par exemple, un pixel vert enregistre une vraie valeur pour le vert, mais la valeur du rouge sera calculée en fonction des valeurs enregistrées par les pixels rouges voisins. Idem pour le bleu. Etc.
Seule exception : le Foveon, qui enregistre pour chaque pixel les trois couleurs (trois photosites par pixel, en fait).

[Verso92]

Je crains qu'à focale et ouverture égale la profondeur de champ est constante.

Non.
(si tu veux faire intervenir la focale, il faut obligatoirement lui associer la distance de PdV. Soit le rapport de grandissement, au bout du compte...)

[vonncor]

Il n'y a pas de pixels fictifs sur les reflex (sauf, à la limite, ceux disposés à la périphérie du cadre pour "caler le noir").
Il y a certainement une confusion avec les "valeurs couleurs" attribuées à chaque pixel : sur un capteur de type "Bayer", chaque pixel est filtré soit en rouge, soit en vert, soit en bleu. Il n'enregistre donc de valeur que pour un seul canal (une seule couleur).

Les deux valeurs "manquantes" de chaque pixel sont calculées par interpolation en fonction des valeurs enregistrées par les pixels voisins. Par exemple, un pixel vert enregistre une vraie valeur pour le vert, mais la valeur du rouge sera calculée en fonction des valeurs enregistrées par les pixels rouges voisins. Idem pour le bleu. Etc.
Seule exception : le Foveon, qui enregistre pour chaque pixel les trois couleurs (trois photosites par pixel, en fait).

ouais c'est pas tout a fait ce que j'avais lu pour l'interpolation je saisis mieux le principe du pixel, mais du coup les pixel situé sur les bord sont eux fictifs puisque pour réaliser une interpolation précise je suppose que l'on garde un peu de marge ( si on calcule l'interpolation alors que le pixel n'a que 2 voisin au lieu de 4 c'estt pas fiable je me trompe ? )
Pour le foveon j'avais lu le truc étonnant ( et qui m'a laisser un peu perplexe...) comme quoi la technologie foveon permettrait d'obtenir plus de pixel du fait des trois couches superposées... d'ailleurs je trouve le principe du foveon intéressant car si l'on supprime deux filtres ( bayer et passe bas) tout en évitant les phénomènes de moiré on devrait gagnant sur toutes la ligne....

[Verso92]

ouais c'est pas tout a fait ce que j'avais lu pour l'interpolation je saisis mieux le principe du pixel, mais du coup les pixel situé sur les bord sont eux fictifs puisque pour réaliser une interpolation précise je suppose que l'on garde un peu de marge ( si on calcule l'interpolation alors que le pixel n'a que 2 voisin au lieu de 4 c'estt pas fiable je me trompe ? )
Pour le foveon j'avais lu le truc étonnant ( et qui m'a laisser un peu perplexe...) comme quoi la technologie foveon permettrait d'obtenir plus de pixel du fait des trois couches superposées... d'ailleurs je trouve le principe du foveon intéressant car si l'on supprime deux filtres ( bayer et passe bas) tout en évitant les phénomènes de moiré on devrait gagnant sur toutes la ligne....

Il faut absolument que tu reprennes les bases pour éviter de tout mélanger (car les choses sont simples, au bout du compte).
Le pixel, c'est l'élément indivisible d'une image (c'est la contraction de Picture Element). Il n'a pas de grandeur physique, en quelque sorte...

Le photosite, c'est le composant électronique qui va capturer les photons.
En résumé, pour un capteur de type "Bayer", il y a un photosite par pixel (chaque pixel n'enregistre qu'une couleur, comme expliqué précédemment). D'où l'interpolation ("chromatique") des deux couleurs manquantes pour chaque pixel.

Pour le Foveon, il y a trois photosites par pixel* (disposés en profondeur dans le silicium, un peu à la façon d'une pellicule couleur "argentique"). Chaque photosite enregistre une couleur. Pas d'interpolation chromatique, donc, dans ce cas.

*la com' Sigma ne facilite pas les choses en enduisant en erreur le lecteur en parlant de 45 MPixels pour les SD1 ou DPxm, alors qu'il s'agit de 45 millions de photosites (15 MPixels)...

[Verso92]

En ce qui concerne le moiré, il ne faut pas tout confondre non plus : le Foveon n'a pas de moiré en chrominance, grâce à l'absence d'interpolation des couleurs, entre autre. Mais il est sensible au moiré en luminance* (il n'échappe pas à Nyquist !).
Le capteur "Bayer" est sensible au moiré, notamment de chrominance. Mais tu auras noté que plusieurs appareils de ce type ne sont pas dotés de filtre AA...
Un peu de lecture ici :
http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,101232.msg1776563.html#msg1776563
*ci-dessous une photo réalisé au Sigma DP1 doté du capteur Foveon, montrant le moiré en luminance :

[seba]

Pour ce qui est de la profondeur de champ, on peut retenir qu'à angle de champ égal, la profondeur de champ sera la même quel que soit le format pourvu que le diamètre de la pupille d'entrée soit le même.

[Verso92]

Pour ce qui est de la profondeur de champ, on peut retenir qu'à angle de champ égal, la profondeur de champ sera la même quel que soit le format pourvu que le diamètre de la pupille d'entrée soit le même.

Là, c'est tout de suite plus clair !

;-)

[vonncor]

C'est pas ma faute si le document que j'ai lu expliquer la choses différemment ( tout du moins de la manière dont je l'ai compris)
Le photosite n'est pas le composant en revanche..c'est un terme que l'on utilise pour parler du système micro-lentille_filtre bayer_photodiode , fin c'est la manière dont je l'ai compris ( la photodiode etant le composant permettant la conversion photon-electron)
Pour le foveon j'avais aussi vu cette histoire des 45 MP mais l'article disait qu'en réalité le nombre de pixel était plus proche de 15MP que des 45...le problèmes d'un capteur foveon c'est des dérives chromatiques ? ( je ne me souviens plus du rapport de CI à ce sujet)
Je n'avais pas entendu parler du moiré de luminance...encore un point à éclaircir ; pour le bruit de chrominance j'ai saisis son origine et les histoires de l'impact d'un filtre AA sur le rendu ( légère perte de piqué et de définition) comme entre le d800 et d800E

[Verso92]

Le photosite n'est pas le composant en revanche..c'est un terme que l'on utilise pour parler du système micro-lentille_filtre bayer_photodiode , fin c'est la manière dont je l'ai compris ( la photodiode etant le composant permettant la conversion photon-electron)

Oui, tout à fait : je simplifiais à l'extrême (trop ?) pour simplifier la lecture, mais la définition que tu cites est plus précise.
Mon but était de décorréler clairement l'entité "physique" (le photosite) de l'entité "logique", si l'on peut dire (le pixel)...

Pour le foveon j'avais aussi vu cette histoire des 45 MP mais l'article disait qu'en réalité le nombre de pixel était plus proche de 15MP que des 45...

Le Foveon, c'est très précisément 15 MPixels et 15 x 3 = 45 millions de photosites.

le problèmes d'un capteur foveon c'est des dérives chromatiques ? ( je ne me souviens plus du rapport de CI à ce sujet)

Il semblerait que le capteur Foveon ait des problèmes pour maintenir la cohérence des couleurs quand on monte en sensibilité...

Je n'avais pas entendu parler du moiré de luminance...encore un point à éclaircir ;

C'est le plus simple à appréhender... ci-dessous, exit la chrominance (cas N&B) !

Tiré du fil Sigma que je t'ai mis en lien plus haut :
Un petit dessin (un bitmap !) valant mieux qu'un long discours, je me suis fendu d'une petite illustration (pas sympa, Olivier, de me faire travailler après le boulot !  ;-) :

- Cas 1 : le sujet a une fréquence spatiale correspondant à la moitié de la fréquence d'échantillonnage du capteur (sa définition). Tout se passe bien (c'est la limite haute : f sujet = f ech / 2).

- Cas 2 : la fréquence spatiale du sujet dépasse de 50% la fréquence de Nyquist... cela commence à se dégrader sérieusement !

- Cas 3 : le sujet a une fréquence double de celle d'échantillonnage : c'est la Bérézina !

[vonncor]

oui je vois ou tu veux en venir , définition du pixel n'etait pas clair avant que tu me le re précise merci Verso
Mis a part sgma , d'autre marque utilise le principe foveon ?

[Verso92]

Mis a part sgma , d'autre marque utilise le principe foveon ?

Non.
D'ailleurs, Sigma a racheté la société ayant créé le Foveon il y a quelques années...

[vonncor]

 et saurais tu si le filtre crée par kodak ( avec des pixels chargés de la couleurs comme bayer mais en intégrant d'autre pixel chargé de mesurer la lumière "brute" ) je ne sais plus le nom exact du procédé..

[Verso92]

et saurais tu si le filtre crée par kodak ( avec des pixels chargés de la couleurs comme bayer mais en intégrant d'autre pixel chargé de mesurer la lumière "brute" ) je ne sais plus le nom exact du procédé..

Là, non, je ne connais pas...

[vonncor]

http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/technologie/d/la-photo-numerique-du-capteur-a-limage_773/c3/221/p6/

c'est cet article dont je parlais tout à l'heure il parle du filtre panchromatique

[chelmimage]

mais je n'arrive pas à comprendre le rapport entre la taille du capteur et la profondeur de champs...quelqu'un pourrait il me l'expliquer ? 
Merci d'avance
PS: mise à part sur le bruit et sur la pdc, existe t'il d'autre avantage à avoir un grand capteur ? (outre le facteur pour les focales )

Il faut décomposer le raisonnement en 2 étapes:
Il faut déjà bien comprendre ce qu'est la profondeur de champ sur une photo et de quoi elle dépend.
Ensuite l'influence de la dimension du capteur en découle naturellement.

[Alain-P]

Peut-être à voir si pas déjà fait les excellents articles sur le sujet de la PdC sur http://www.galerie-photo.co/technique.html