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Auteur Sujet: Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits  (Lu 32777 fois)

Stepbystep

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Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #250 le: septembre 27, 2019, 00:20:42 »
Si. En pénétrant dans le photosite les photons "arrachent" des electrons aux atomes de silicium en leur communiquant leur énergie c'est pour cela qu'on les appelle photoelectrons. C'est eux qui vont constituer la charge (en créant des paires electron e- et trou) qui sera stockée dans le puits

Ce n'est pas ça que j'appelle collecter des électrons. On ne collecte pas, on déplace des électrons déjà présents par l'apport de photons à des atomes (de mémoire).

big jim

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Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #251 le: septembre 27, 2019, 20:44:33 »
Ce n'est pas ça que j'appelle collecter des électrons. On ne collecte pas, on déplace des électrons déjà présents par l'apport de photons à des atomes (de mémoire).

T'en n'as pas marre ? Soit tu te souviens de tes cours, sois tu va sur Wiki ;-) 
L'effet photoélectronique est expliqué depuis Einstein, parait même que ça existait avant que lui et ses prédécesseurs ne l'étudient…  ;D
Sinon, il y a les bouquins de René Bouillot, ça mettra tout le monde d'accord, enfin surtout ceux qui ne le sont pas avec les autres...

Stepbystep

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Re : Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #252 le: septembre 27, 2019, 22:42:28 »
T'en n'as pas marre ? Soit tu te souviens de tes cours, sois tu va sur Wiki ;-) 
L'effet photoélectronique est expliqué depuis Einstein, parait même que ça existait avant que lui et ses prédécesseurs ne l'étudient…  ;D
Sinon, il y a les bouquins de René Bouillot, ça mettra tout le monde d'accord, enfin surtout ceux qui ne le sont pas avec les autres...

Si tu veux des bouquins , je peux t'en trouver plein.

Mais on ne compte ni les photons, ni les électrons, on mesure une différence de tension. Point barre !

Mais si la référence est wikipédia, je m'incline...  ::) ::) ::)

JP64

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Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #253 le: septembre 28, 2019, 08:04:54 »
Il me semble que vous avez tous deux raison.  Vous jouez sur les mots, c'est tout. C'est fatigant !
Cumulard con&goujat à la fois

Sebmansoros

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Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #254 le: septembre 28, 2019, 10:59:20 »
Il me semble que vous avez tous deux raison.  Vous jouez sur les mots, c'est tout. C'est fatigant !

+1, mème très fatiguant.

seba

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Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #255 le: septembre 28, 2019, 17:05:20 »
Si l'observateur regarde horizontalement, cette fois les verticales de l'immeuble ainsi que de l'image A sembleront bien verticales...et celles de l'image B aussi.

Mais je vais préparer une illustration de tout ça en photos, ça va prendre un peu de temps.

Très bien!

J'ai créé un nouveau fil dans la rubrique "Forum pratique".

seba

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Re : Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #256 le: septembre 30, 2019, 11:30:43 »

egtegt²

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Re : Re : Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #257 le: septembre 30, 2019, 16:37:44 »
Si tu veux des bouquins , je peux t'en trouver plein.

Mais on ne compte ni les photons, ni les électrons, on mesure une différence de tension. Point barre !

Mais si la référence est wikipédia, je m'incline...  ::) ::) ::)
Et si j'ai bien suivi, cette différence de tension est directement proportionnelle au nombre d'électrons "arrachés" au silicium, eux même directement proportionnels aux nombre de photon reçus par le photosite.

Donc ce qui reste comme incertitude :
1) La variation quantique du nombre d'électrons par photosite
2) La précision de conversion des photons en électrons,
3) La précision de lecture de la tension résultante,
4) La précision de conversion de cette tension en valeurs numériques

Si la précision des 3 premiers points ne permet pas d'avoir plus de 16384 valeurs différentes, alors ajouter 2 bits ne va rien apporter de plus.

Or si j'ai bien compris, un photosite de D850 ne peut recevoir que 60000 photons avant de saturer, sachant que l'effet photoélectrique fait que ça va libérer 1/4 d'électrons seulement soit 15000 électrons. Donc même si la suite de la chaîne est parfaite, on pourra quantifier au mieux 15000 valeurs différentes (de 0 à 15000 électrons)

Donc avec les photosites d'un D850, dépasser 14 bits ne servira strictement à rien en termes de qualité de la capture.

P.S. : j'ai suivi avec amusement votre bagarre de bits de poids fort ou faible, c'est idiot : on ajoute 2 bits. Point. Ils ne sont ni forts ni faibles. Quand j'augmente en le gonflant le volume d'un ballon, je ne l'ajoute ni en bas ni en haut, je l'augmente, c'est tout ;)

Verso92

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Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #258 le: septembre 30, 2019, 17:54:18 »
P.S. : j'ai suivi avec amusement votre bagarre de bits de poids fort ou faible, c'est idiot : on ajoute 2 bits. Point. Ils ne sont ni forts ni faibles. Quand j'augmente en le gonflant le volume d'un ballon, je ne l'ajoute ni en bas ni en haut, je l'augmente, c'est tout ;)

Quand tu implémentes un convertisseur A/N sur une carte (qui va être montée dans un équipement qui va lui-même être monté dans un avion, un train, etc), je te prie de croire que si tu ajoutes deux bits, ça ne va pas marcher pareil si tu les ajoutes en MSB ou en LSB...

Stepbystep

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Re : Re : Re : Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #259 le: septembre 30, 2019, 20:47:57 »

Or si j'ai bien compris, un photosite de D850 ne peut recevoir que 60000 photons avant de saturer,

Et il se passe quoi quand on arrive à 60 000 photons ? On remplace le photosite ? >:D

Wolwedans

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Re : Re : Re : Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #260 le: octobre 01, 2019, 08:51:18 »
Donc ce qui reste comme incertitude :
1) La variation quantique du nombre d'électrons par photosite
2) La précision de conversion des photons en électrons,
3) La précision de lecture de la tension résultante,
4) La précision de conversion de cette tension en valeurs numériques

Si la précision des 3 premiers points ne permet pas d'avoir plus de 16384 valeurs différentes, alors ajouter 2 bits ne va rien apporter de plus.

Or si j'ai bien compris, un photosite de D850 ne peut recevoir que 60000 photons avant de saturer, sachant que l'effet photoélectrique fait que ça va libérer 1/4 d'électrons seulement soit 15000 électrons. Donc même si la suite de la chaîne est parfaite, on pourra quantifier au mieux 15000 valeurs différentes (de 0 à 15000 électrons)

Donc avec les photosites d'un D850, dépasser 14 bits ne servira strictement à rien en termes de qualité de la capture.
Le 4) induit une erreur/alea de quantification, et si tu veux approximer correctement les 15000 valeurs il y a sûrement un intérêt à suréchantillonner pour diminuer le bruit de quantification, surtout dans les BL, que ce soit dès la conversion puis avec des algos en post production ?

jenga

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Re : Re : Re : Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #261 le: octobre 01, 2019, 12:43:12 »

Si la précision des 3 premiers points ne permet pas d'avoir plus de 16384 valeurs différentes, alors ajouter 2 bits ne va rien apporter de plus.

Or si j'ai bien compris, un photosite de D850 ne peut recevoir que 60000 photons avant de saturer, sachant que l'effet photoélectrique fait que ça va libérer 1/4 d'électrons seulement soit 15000 électrons. Donc même si la suite de la chaîne est parfaite, on pourra quantifier au mieux 15000 valeurs différentes (de 0 à 15000 électrons)

Donc avec les photosites d'un D850, dépasser 14 bits ne servira strictement à rien en termes de qualité de la capture.


Conclusion tout-à-fait correcte.

En fait, 60000 est la capacité en électrons, ce qui correspond environ au double de photons capturés (l'efficacité photon -> électron étant d'environ 0,5 pour le D850).
Avec la conversion 14 bits (0..16383), le gain à iso natif est donc environ 1 unité de conversion pour 8 photons, et ce point est très important, c'est lui qui permet de rendre significatif l'avant-dernier bit, dans le meilleur cas.

Tant qu'un photosite reçoit plus de 256 photons, le bruit photonique est supérieur à 16 photons, donc supérieur à 2 unités de conversion: les 2 bits de poids faibles sont dans le bruit dans les situations d'éclairement usuelles et même faibles.

En dessous de 256 photons, le bruit photonique affecte de moins en moins les deux derniers bits, mais la limitation provient alors du bruit apporté par l'APN; pour un D850, il est d'environ 1 électron à la lecture, plus 1,4 unité de conversion (ce qui est remarquable!): le dernier bit est toujours dans le bruit, dans tous les cas d'éclairement, et l'avant-dernier est à la limite du significatif.

Sur un D850, l'avant-dernier bit est donc à peu près significatif en-dessous de 256 photons, et le dernier jamais. Pour un Z7, c'est un peu moins bon, les deux derniers bits (sur 14) sont toujours dans le bruit puisque le bruit APN est 1 électrons plus 2,6 unités de conversion.

Passer à 16 bits sans rien changer d'autre, c'est-à-dire en découpant plus finement la même plage de tension, est donc inutile; cela ne fait que couper en 4 un bit qui est déjà toujours dans le bruit.

Passer à 16 bits en augmentant d'un facteur 4 la plage de tension peut se faire en augmentant l'amplification d'un facteur 4, mais cela ne gagne pas de précision non plus, cela ne fait que multiplier le bruit photonique et le bruit de lecture, qui sont déjà limitants à 14 bits.

Passer à 16 bits en augmentant la capacité des photosites gagne en rapport signal/bruit photonique (gain 2 en S/B pour une capacité quadruplée).
A condition de réduire d'un facteur 4 le bruit apporté par l'APN, il serait donc possible, à partir d'une base "D850", de mesurer en laboratoire un petit gain lié au passage à 16 bits, dans les faibles conditions d'éclairement.

Mais ce gain nécessiterait des prouesses technologiques (4 fois moins de bruit APN et au minimum 4 fois plus de capacité photosite, idéalement 16 fois plus pour un rapport S/B amélioré de 4, et cela malgré la surface diminuée), véritablement en rupture par rapport à la progression constatée ces dernières années.

Cela dit, je suis persuadé de l'intérêt commercial d'un passage à 16 bits sans rien changer d'autre, tant les croyances à ce sujet sont ancrées dans les esprits, par l'action des fabricants et des blogueurs (la lecture de certains fils de la section MF est révélatrice de ce fait).

egtegt²

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Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #262 le: octobre 01, 2019, 14:57:53 »
Quand tu implémentes un convertisseur A/N sur une carte (qui va être montée dans un équipement qui va lui-même être monté dans un avion, un train, etc), je te prie de croire que si tu ajoutes deux bits, ça ne va pas marcher pareil si tu les ajoutes en MSB ou en LSB...
Alors j'ai dû mal comprendre quelque chose : pour moi, quand tu passes de 8 bits à 10 bits, tu passes d'une plage de 256 valeurs différentes à une plage de 1024 valeurs, comment peut-on dire qu'on ajoute ces deux bits à gauche ou à droite ?

Christophe NOBER

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Re : Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #263 le: octobre 01, 2019, 15:02:27 »
Alors j'ai dû mal comprendre quelque chose : pour moi, quand tu passes de 8 bits à 10 bits, tu passes d'une plage de 256 valeurs différentes à une plage de 1024 valeurs, comment peut-on dire qu'on ajoute ces deux bits à gauche ou à droite ?

Parce qu'on aligne les bits de poids fort avec la saturation potentielle du capteur

Stepbystep

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Re : Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #264 le: octobre 01, 2019, 17:02:05 »
Alors j'ai dû mal comprendre quelque chose : pour moi, quand tu passes de 8 bits à 10 bits, tu passes d'une plage de 256 valeurs différentes à une plage de 1024 valeurs, comment peut-on dire qu'on ajoute ces deux bits à gauche ou à droite ?

C'est la discussion que j'ai eue avec Verso. Ce qu'il faut comprendre, c'est qu'ils montent le convertisseur en calant les 14 bits du bit 2 au bit 15. Les bits 0 et 1 sont mis à la masse. Donc, on a des valeurs qui vont de 4 à 65535 par pas de 4. Soit 16384 valeurs utiles. Passer à 16 bits revient à utiliser les bits 0 et 1, qui existent déjà, mais ne sont pas utilisés.

Sans cette information, il est difficile de comprendre la logique.  ;) :)


Verso92

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Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #265 le: octobre 01, 2019, 17:33:55 »
Alors j'ai dû mal comprendre quelque chose : pour moi, quand tu passes de 8 bits à 10 bits, tu passes d'une plage de 256 valeurs différentes à une plage de 1024 valeurs, comment peut-on dire qu'on ajoute ces deux bits à gauche ou à droite ?

Comme évoqué l'autre jour par Recto, il faut absolument garder la pleine échelle (pour des questions de dynamique, entre autre).

Le MSB sera donc toujours calé à gauche.

Avec un convertisseur 14 bits, le MSB (soit data[13]) représente :
- '1' : de Vref à Vref/2,
- '0' : de Vref/2 à 0V.

Avec un convertisseur 16 bits, le MSB (soit data[15]) sera aussi calé à gauche, pour qu'on ait les mêmes valeurs :
- '1' : de Vref à Vref/2,
- '0' : de Vref/2 à 0V.


Pour la même raison, on retrouve les 14 bits issus du RAW cadrés à gauche dans un TIFF 16 bits (soit de data[15] à data[2]), les bits 1 et 0 étant mis à '0' (par exemple).

Avec un RAW 16 bits, ces bits data[1] et data[0] prendront vie...

egtegt²

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Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #266 le: octobre 02, 2019, 10:46:34 »
Comme évoqué l'autre jour par Recto, il faut absolument garder la pleine échelle (pour des questions de dynamique, entre autre).

Le MSB sera donc toujours calé à gauche.

Avec un convertisseur 14 bits, le MSB (soit data[13]) représente :
- '1' : de Vref à Vref/2,
- '0' : de Vref/2 à 0V.

Avec un convertisseur 16 bits, le MSB (soit data[15]) sera aussi calé à gauche, pour qu'on ait les mêmes valeurs :
- '1' : de Vref à Vref/2,
- '0' : de Vref/2 à 0V.
Pour la même raison, on retrouve les 14 bits issus du RAW cadrés à gauche dans un TIFF 16 bits (soit de data[15] à data[2]), les bits 1 et 0 étant mis à '0' (par exemple).

Avec un RAW 16 bits, ces bits data[1] et data[0] prendront vie...
Ça j'ai bien compris, mais tu parles juste du fait que si j'écris du 14 bits dans du 16 bits, ce sont au choix les bits de poids fort ou de poids faible qui seront neutralisés (sans impact sur le résultat final me semble-t-il, 14 bits restent 14 bits). Mais quand mes raws passent à 16 bits, je n'ajoute pas des bits de poids fort ou faible, j'ajoute simplement 2 bits pour multiplier le nombre de valeurs disponibles par 4.

Verso92

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Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #267 le: octobre 02, 2019, 11:25:13 »
Ça j'ai bien compris, mais tu parles juste du fait que si j'écris du 14 bits dans du 16 bits, ce sont au choix les bits de poids fort ou de poids faible qui seront neutralisés (sans impact sur le résultat final me semble-t-il, 14 bits restent 14 bits).

Si tu cadres "à droite", la version 14 bits aura à la louche quatre fois moins de dynamique que la version 16 bits, au final (lié au fait que tu n'exploites pas toute la plage de tension).


Ce serait transparent si le convertisseur et l'électronique qui l'entoure étaient parfaits (sans bruit). Mais ce n'est pas le cas : ce que tu perds en haut (côté MSB), tu ne le gagnes pas forcément en bas (côté LSB).

ergodea

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Re : Re : Rumeur de Nikon Z 61 Mpixels / 16 bits
« Réponse #268 le: octobre 03, 2019, 14:25:30 »
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