Nouveau AF-S Nikkor 24-70 mm f/2,8E ED VR - Le test

[seba]

Oui.
Je l'ai vérifié plusieurs fois, et je suis même surpris que tu en doutes.

Avec quel objectif ?
Pour un 50mm ça fait 50 mètres et  150 mètres. Si la mise au point se fait sur une distance de 76 mètres, le cercle de confusion admissible sera de 6microns pour un sujet à 50 mètres et de même pour un sujet à 200 mètres (pour une ouverture de 2,8).
Avec un 24mm ça fait 24 mètres et 72 mètres. Pour un capteur avec des photosites de 8 microns et une ouverture de 2,8 , ça ne fait aucune différence.
D'autre part, la répétabilité de l'AF ne me semble pas au top (en faisant plusieurs fois la mise au point sur le même sujet, la bague de mise au point s'arrête parfois sur des distances assez différentes).

[titisteph]

Le 24-70 VR a une bonne distorsion à 24mm, 50mm et à 70mm. Cette distorsion s'inverse à 35mm.

Mais c'est affreux.
Je crois que même mon zoom Makinon ne fait pas ça, pas à ce point.

C'est ce que j'avais noté en premier quand je l'ai eu en mains. Pour moi, c'est en effet difficile à accepter.

Mais en situation de reportage, ça passe inaperçu.

[magnolia]

Regardez ce qui se passe si on enlève la courbure de champ. Sur un Zeiss Cp.2 50mm, à gauche vous avez une courbe MTF relevée sur une surface plane en fonction de la distance au centre. À droite, vous avez la même courbe ou sur chaque différente zone de l'image, l'utilisateur à fait la mise au point à cet endroit avant de la mesurer.

Si vous faites de la photo d'architecture (plane) à la distance utilisée pour la mesure, c'est la courbe de gauche qui vous intéresse. Si par contre, vous voulez connaitre la netteté que vous aurez sur un portrait dans la zone des tiers (portrait classique décalé) et que vous faites la mise au point sur ses yeux qui sont dans la zone des tiers, c'est la courbe de droite qu'il faudra regarder.

Et comme vous pouvez le constater, ces courbes sont très différentes...

PS: Elles viennent du site de LensRentals

[seba]

Mmh oui...le premier graphique montre un peu la même chose que celui que j'ai posté un peu plus haut.

[magnolia]

Mmh oui...le premier graphique montre un peu la même chose que celui que j'ai posté un peu plus haut.

Dans le premier graphique du Zeiss 50mm, même les MTF à 10 et 20 paires de ligne tombent fortement ce qui n'était pas le cas dans ton graphique du Nikon 24-70 à 50mm.

[seba]

Dans le premier graphique du Zeiss 50mm, même les MTF à 10 et 20 paires de ligne tombent fortement ce qui n'était pas le cas dans ton graphique du Nikon 24-70 à 50mm.

Oui la tendance est la même mais pas l'amplitude.

[Yves]

J'ai lu les messages de magnolia sur la FTM avec intérêt; quelques remarques:

Comme on suppose que l'objectif a une réponse linéaire (encore une très grosse approximation)

C'est une approximation excellente, les optiques photos ont une réponse linéaire pour tout usage normal. Peut-être voulais-tu dire que la réponse d'un objectif n'est pas invariante par translation (sur le champ couvert)?

Ce que j'affirme ici, c'est qu'il est impossible de connaitre la réponse MTF d'un objectif autour de la fréquence de Nyquist du capteur (115 paires de lignes sur un D850) en utilisant les méthodes où on monte l'objectif sur un boitier et on fait des tests sur mire. La résolution spatiale du capteur fait que ce qu'il mesure implique un repli de fréquence autour de la fréquence de Nyquist.

Les méthodes de test se basant sur des mires "slanted edge" (échelon incliné) permettent de faire un suréchantillonnage, donc de mesurer la FTM (objectif + capteur) au-delà de la fréquence de Nyquist du capteur. Cf par exemple :

- page Imatest http://www.imatest.com/docs/sharpness/
"MTF can be measured above the Nyquist frequency (0.5 cycles/pixel) thanks to the binning/oversampling algorithm"

et les références données ci-dessous.

Le gros avantage des FTM, c'est leur côté multiplicatif. Si vous appliquez deux transformations à une image, pour avoir la FTM des deux transformations, il suffit de multiplier les FTM de chacune des transformations. Donc quand on mesure la FTM du couple objectif/capteur on calcule la FTM de l'objectif multipliée par la FTM du capteur. La FTM de ce dernier s'écrase à la fréquence de Nyquist et devrait même théoriquement rester nulle après si un filtre antialiasing parfait était présent devant. Donc l'influence du capteur se fait sentir sur toute la courbe. Par contre, si on connait le capteur et ses caractéristiques et donc sa FTM, on peut retrouver la FTM de l'objectif en faisant une division par la FTM du capteur. La FTM du capteur, on la connait assez bien pour les basses fréquences, mais plus on s'approche de la fréquence de Nyquist, plus elle est faible et plus elle dépend de toutes ces subtilités comme la largeur des puits, les microlentilles, etc. Comme tu le dis aussi, il y a les problèmes liés à la matrice de Bayer. Bref, plus on s'approche de cette fréquence de Nyquist, plus il faudrait diviser la FTM du couple objectif/capteur par un nombre proche de 0 et qu'on connait très mal.

La FTM d'un capteur sans filtre passe-bas ne s'écrase pas nécessairement à la fréquence de Nyquist. Quelques exemples trouvés sur internet :

- capteur e2v EV76C664 https://www.e2v.com/content/uploads/2017/01/DS_1.3M_ONYX_v5.pdf
FTM = 0,67 à la fréquence de Nyquist (cf p. 2, MTF at Nyquist)

- article Dutton et al., Imaging Sensor Workshop 2003 http://www.imagesensors.org/Past%20Workshops/2003%20Workshop/2003%20Papers/35%20Dutton%20et%20al.pdf
FTM ~ 0,76 à la fréquence de Nyquist à 400 nm (figure 2 p. 2)

- article "Pixel crosstalk and correlation with Modulation Transfer Function of CMOS image sensor", Estribeau et Magnan http://oatao.univ-toulouse.fr/304/1/estribeau_304.pdf
FTM entre 0,6 et 0,8 à la fréquence de Nyquist, cf figures 15 et 16 p. 8

- blog Harvest Imaging (Albert Theuwissen) http://harvestimaging.com/blog/?p=1328
Figure 3, la FTM simulée pour des pixels idéaux avec un facteur de remplissage (fill factor) 1 est ~0,64

- article "Interferometric measurement of sensor MTF and crosstalk", Georgiev et al. http://www.ingentaconnect.com/contentone/ist/ei/2017/00002017/00000015/art00009?crawler=true&mimetype=application/pdf
Cf figure 11, dernière page, et "We actually cover frequencies much above Nyquist, which are not computed by the Imatest software"

[chelmimage]

Dans le contexte du test d'un objectif, j'avais imaginé la méthode suivante.
https://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,182435.msg3850259.html#msg3850259

Elle permet d'avoir des mesures relatives chiffrées pour des photos à courte distance et pas seulement une estimation visuelle de la qualité de la résolution du couple objectif-boîtier.

Le résultat de la mesure est simple, il est donné par les valeurs de la moyenne et de l'écart-type de l'histogramme d'une photo incluant la mire, que l'on se fait soi-même.

Cette méthode rudimentaire nécessite un peu d'organisation et d'apprentissage mais si on utilise toujours la même on peut obtenir d'abord des résultats comparatifs sur un même objectif employé dans des conditions différentes, l'ouverture par ex, ou dans des zones différentes de l'image, puis sur plusieurs objectifs si on arrive à se définir une méthode répétitive.

Elle donne des mesures pour 2 fréquences de la mire de résolution. La Fmax et Fmax/2. J'en ai mis seulement 2, pour la simplicité de la mire.

C'est le logiciel de développement de l'appareil photo qui fait la mesure. C'est assez facile pour les courtes focales qui demandent moins de recul mais l'augmentation du nombre de pixels n'y est pas favorable.. Mais il reste toujours possible de l'adapter à ses propres conditions d'essai. Par ex, en l'agrandissant pour augmenter les distances de prise de vue.
En pratique, la dimension mini de la mire dépend de la netteté et du contraste des transitions N/B qu'on est capable d'obtenir à l'impression.
Le principe est décrit dans l'intervention 1. Mais j'ai modifié la mire ultérieurement au fur et à mesure de ma réflexion et de mes essais!..
Des exemples de résultats sont aux interventions 16, 18, 20. (et suivantes).

[magnolia]

C'est une approximation excellente, les optiques photos ont une réponse linéaire pour tout usage normal. Peut-être voulais-tu dire que la réponse d'un objectif n'est pas invariante par translation (sur le champ couvert)?

J'ai surement du une ânerie sur ce point. J'ai pensé aux problèmes chromatiques, mais ce n'est surement pas un problème de non linéarité. Merci de ta remarque.

Les méthodes de test se basant sur des mires "slanted edge" (échelon incliné) permettent de faire un suréchantillonnage, donc de mesurer la FTM (objectif + capteur) au-delà de la fréquence de Nyquist du capteur.

Tu as raison, à la fréquence de Nyquist, la MTF du capteur n'est pas nulle. C'est d'ailleurs pour cela que j'ai dit qu'elle s'écrasait sans jamais vraiment dire qu'elle était nulle. En fait, pour les capteurs, il faut faire attention pour définir la MTF car le résultat dépend de la phase. Par exemple, à la fréquence de Nyquist, si on alterne bande blanche et noire qui ont chacune une largeur de 1 pixel, si ces bandes sont parfaitement alignées avec le capteur la MTF serait de 1. Si on est en déphasage avec le capteur, elle peut descendre à 0 (cas où chaque bande est à cheval sur un pixel et un autre). Pour définir la MTF d'un capteur, on moyenne le résultat selon tous ces déphasages. On tombe sur quelque chose de l'ordre de 0.6. Et le liens que tu montres donnent des capteurs qui ont de telles MTF à la fréquence de Nyquist.

Mais à cause du phénomène de repli de fréquence, responsable du Moiré, il vaut mieux que le capteur photo ne laisse pas passer les fréquences au dessus de la fréquence de Nyquist. Soit on met un filtre passe-bas (filtre anti-aliasing) soit on espère que l'objectif et le capteur font déjà office de filtre passe bas. Voici par exemple la MTF des capteurs des 5DS (avec filtre passe bas) et 5DSR (sans filtre passe bas).

[magnolia]

À la fréquence de Nyquist, le 5DS a une MTF de 0.1 et le 5DSR a une MTF de 0.25. On a donc des MTF assez faible. Si on multiplie cela par la MTF de l'objectif, on obtient des MTF très faible (a peu près 0.02 avec le 24-70 au centre). Comme la méthode de "slanted-edge" produit du bruit, il ne reste plus rien à mesurer. Comme on voit sur le graphe ci-dessous qui vient d'Imatest, au voisinage de la fréquence de Nyquist et après, on a essentiellement du bruit.

Maintenant, oui, sur des capteurs autres que les capteurs que nous avons dans nos appareils, avec des objectifs de course, on peut aller faire des mesures par là. Et il faut avoir une très bonne connaissance des phénomènes de repli de spectre pour en tirer des informations. Mais avec les capteurs des reflexes, je ne m'y aventurerai pas.

[seba]

Tiens j'aurais une question, parfois on trouve des courbes FTM comme ceci, on voit que d'une fréquence spatiale à l'autre, les mesures sagittales et tangentielles "s'inversent" (à 10 l/mm M est au-dessus de S et c'est l'inverse pour 30 l/mm).
Comment est-ce possible ?

[Barbej]

Pour tenter de résumer, si le nouveau 24-70 a une courbure de champ, c'est peut-être voulu (58 1.4 sors de ce corps), ou c'est peut être dû à la difficulté de maîtriser les processus de production, ou les deux. On est tous frustrés, mais sauf à tous nous faire basculer vers du prime (et peut être à terme vers une autre monture, mais ce serait pervers de sortir de tels objectifs juste pour tuer la monture) faut faire avec non?

On en a sans doute parlé déjà, mais j'ai du mal à comprendre pourquoi c'est surtout les français qui hurlent à la mort contre ce c... de bouteille.

Personne n'a d'indiscrétion ou de confession ultime (carrément) de la part de gens travaillant chez Nikon sur le pourquoi du comment d'un tel loupé supposé?

[chelmimage]

À la fréquence de Nyquist, le 5DS a une MTF de 0.1 et le 5DSR a une MTF de 0.25. On a donc des MTF assez faible. Si on multiplie cela par la MTF de l'objectif, on obtient des MTF très faible (a peu près 0.02 avec le 24-70 au centre). Comme la méthode de "slanted-edge" produit du bruit, il ne reste plus rien à mesurer. Comme on voit sur le graphe ci-dessous qui vient d'Imatest, au voisinage de la fréquence de Nyquist et après, on a essentiellement du bruit.

Ma méthode reste sensible à la fréquence de coupure par contre dès  qu'on la dépasse on voit que la dynamique de l'image chute rapidement.
La dynamique est mesurée par l'écart-type entre noir et blanc de la mire dans la zone des traits serrés comparé à celui des aplats noir et blanc.
J'en ai même tracé la courbe.
https://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,182435.msg3919987.html#msg3919987

[magnolia]

Pour tenter de résumer, si le nouveau 24-70 a une courbure de champ, c'est peut-être voulu (58 1.4 sors de ce corps), ou c'est peut être dû à la difficulté de maîtriser les processus de production, ou les deux. On est tous frustrés, mais sauf à tous nous faire basculer vers du prime (et peut être à terme vers une autre monture, mais ce serait pervers de sortir de tels objectifs juste pour tuer la monture) faut faire avec non?
On en a sans doute parlé déjà, mais j'ai du mal à comprendre pourquoi c'est surtout les français qui hurlent à la mort contre ce c... de bouteille.

Je ne pense pas que Nikon ait souhaité construire un objectif avec une forte courbure de champ. Sur certains objectifs, cela peut être souhaitable comme de 35mm f1.4 car cela permet de faire partir les bords plus rapidement dans la zone hors du "plan" de netteté. Mais sur un 24-70 qui est généraliste, ce n'est surement pas un souhait.
Après, il faudrait connaitre les contraintes de la conception d'un objectif. Le fait de laisser filer la courbure de champ permet surement d'optimiser d'autres choses.

On en a sans doute parlé déjà, mais j'ai du mal à comprendre pourquoi c'est surtout les français qui hurlent à la mort contre ce c... de bouteille.

Pour avoir pas mal lu les réactions en France et aux USA, on voit clairement que les français regardent beaucoup plus les résultats de tests sur mire que les américains. Aux USA, il y a une culture différente. Par exemple DigLloyd va regarder de très près sur des photos ce qui se passe en paysage et analyser les courbures de champs, en soulignant que quelque fois cela peut être un avantage, et quelques fois cela se retourne contre vous. Parmi les français qui critiquent cet objectif, il y a des personnes qui ont des raisons photographiques de le faire comme les personnes qui font de la photo d'architecture ou de la reproduction de tableaux. Et puis il y aussi ceux qui passent beaucoup de temps à regarder les résultats de tests sur mire qui sont bien nombreux. Ce sont à mon avis ces personnes qui amplifient la critique en France.

Personne n'a d'indiscrétion ou de confession ultime (carrément) de la part de gens travaillant chez Nikon sur le pourquoi du comment d'un tel loupé supposé?

Les gens de Nikon ont surement privilégié d'autres choses qu'une courbure de champ faible. Et il faut relativiser sur ce "loupé". Dans les domaines où il est mis à rude épreuve (architecture plane), la courbure de champ fait qu'en netteté, il y a des zones de l'image où est comparable au 24-120. Sur d'autres zones de l'image, il est largement devant. Et en rendu global (couleurs, micro-contraste), il est toujours largement devant. Il faut donc se calmer quand on parle de loupé. Photographylife montre des photos où il est bien meilleur que le 24-70 (la version II) de Canon en photo de paysage dans les coins. Il faut donc relativiser.

[Tonton-Bruno]

Entre 1000x et 3000x il faudrait déjà que l'AF fasse la différence. En est-il capable ?

Oui.
Je l'ai vérifié plusieurs fois, et je suis même surpris que tu en doutes.

Avec quel objectif ?
Pour un 50mm ça fait 50 mètres et  150 mètres. Si la mise au point se fait sur une distance de 76 mètres, le cercle de confusion admissible sera de 6microns pour un sujet à 50 mètres et de même pour un sujet à 200 mètres (pour une ouverture de 2,8).
Avec un 24mm ça fait 24 mètres et 72 mètres. Pour un capteur avec des photosites de 8 microns et une ouverture de 2,8 , ça ne fait aucune différence.
D'autre part, la répétabilité de l'AF ne me semble pas au top (en faisant plusieurs fois la mise au point sur le même sujet, la bague de mise au point s'arrête parfois sur des distances assez différentes).

Voici 2 photos prises de ma fenêtre (j'ai une bronchite) au 50mm 1/100s f/5,6 avec le D850.
D'abord la MaP sur la première cheminée, située d'après Google Earth à 50m (x1000)
CROP 100% au centre de la photo.

En bas à droite on remarque bien la peinture écaillée de la façade mais les branches d'arbre du fond ne sont pas très nettes.

Deuxième photo avec MaP sur les arbres situés à 150m (x3000)

Les branches du fond sont bien nettes mais on a du mal a distinguer la peinture écaillée sure la façade.

[magnolia]

Voici 2 photos prises de ma fenêtre (j'ai une bronchite) au 50mm 1/100s f/5,6 avec le D850.

Pourquoi n'as-tu pas fait cela à pleine ouverture ? Ce serait plus facile à voir.

[seba]

On voit effectivement une légère différence.
C'est fait en liveview ou pas ?
Quelle pourrait être la résolution du module AF ? Pour distinguer entre 50m et 150m, à 5,6 , il faudrait une résolution d'au moins 6 microns.
J'essayerai de mon côté, comme je l'ai indiqué plus haut, la répétabilité de l'AF laisse parfois à désirer.
Mais de toute façon, à mon avis, entre une mise au point à l'infini ou à 50 mètres, pour un 50mm ça reste une distance lointaine et je ne pense pas que ça change quelque chose à la courbure de champ.

[Tonton-Bruno]

C'est fait au viseur en AF standard à main levée, en une seule prise car j'étais certain du résultat.

[Tonton-Bruno]

Pourquoi n'as-tu pas fait cela à pleine ouverture ? Ce serait plus facile à voir.

Parce que ce genre de photo d'architecture, je le fais toujours à f/5,6 ou f/8, histoire d'avoir le piqué optimum sur tout le champ, et que je savais que même à ces ouvertures la différence serait visible.

C'est fait au 50mm f/1,4 qui a une courbure de champ assez faible à ces distances.

Ci-joint la dernière vraie photo faite avec cet objectif.

Château de Tarascon photographié le 26 décembre à une distance de 200m d'après Google Earth.

[Tonton-Bruno]

Et le crop du centre en visu 100%.

[Tonton-Bruno]

Zone du tiers.

[Tonton-Bruno]

Et le bord gauche, légèrement plus accentué.

Il ne me paraissait pas délirant d'attendre un niveau de qualité comparable à f/8 pour un zoom transtandard vendu plus de 2000€, mais ce n'est hélas pas le cas !

[chelmimage]

On voit effectivement une légère différence.
à 50 mètres, pour un 50mm ça reste une distance lointaine et je ne pense pas que ça change quelque chose à la courbure de champ.

Si on la calcule elle est plus que légère. Le graphique montre que si on fait la mise au point à 50 m, la résolution théorique tombe à 25 Mpix à 150 m.

[Tonton-Bruno]

Pourtant, dans la vraie vie, si on fait la MaP à 150 ou 200m, on voit la différence même sur l'écran de contrôle du D850 en visu 100%.

[magnolia]

Il ne me paraissait pas délirant d'attendre un niveau de qualité comparable à f/8 pour un zoom transtandard vendu plus de 2000€, mais ce n'est hélas pas le cas !

Tu l'as essayé le 24-70 sur ce genre de sujet ?

Car autant, au 50mm et à 40m sur des facades d'immeubles à f2.8, on voit bien la courbure de champ. En collant son nez sur un crop de D800, on peut encore la voir un peu à f8. Autant, au 50mm sur des distances que tu donnes, dès f2.8 je ne la vois plus.