Diffraction et m4/3

[Glouglou]

Si j'ai bien compris la diffraction est due à la diffusion de la lumière lors de son passage par un diaphragme de petit diamètre.
Ses effets négatifs sont inversement proportionnels à la taille des photosites du capteur.
J'ai lu ici ou là que la diffraction dégradait de manière visible l'image à partir de F8.0 en m4/3 avec un capteur de 20MP.
J'ai lu également que certains boîtiers corrigeaient la diffraction ce qui me laisse perplexe ...
Des avis?

[Echo]

La diffraction est due à tout obstacle qui entrave la lumière. Le diamètre de l'objectif est un obstacle de même le diaphragme, ou son absence. Jusque là j'ai surtout entendu dire que c'était l'objectif qui corrigeait la diffraction.

[seba]

L'objectif ne peut pas corriger la diffraction.
Pour un objectif parfaitement corrigé, plus il est ouvert, plus il est résolvant.
Compte-tenu du format, f/8 semble être une limite raisonnable (qu'on peut franchir quand même en cas de besoin) tout comme f/16 en 24x36mm.
Certains boîtiers corrigent effectivement les effets de la diffraction (par recalcul de l'image) avec un résultat qui paraît-il permet de gagner 1 cran d'ouverture.

[Nikojorj]

Fais des essais pour te rendre compte, c'est le plus simple!

À savoir aussi qu'un peu d'accentuation permet assez facilement de rattraper un bon peu des pertes, ce n'est pas comme avec du flou de mise au point.

Perso, f/16 et même pas peur... Les fins détails sont un peu empâtés mais rien de grave, je trouve.

[Glouglou]

J'ai poursuivi mes lectures et théoriquement, pour un capteur m4/3 de 20MP toujours, la diffraction commencerait à intervenir à partir de 2.8 c'est à dire qu'à cette ouverture aucun point lumineux ne pourrait être inférieur à la taille d'un photosite. Ce qui ne se vérifie pas en pratique car d'autres "défauts optiques" plus importants masquent la diffraction.

Finalement on passe de 2.8 à 8 sans vraiment de dommages puisque la fermeture du dia va efficacement "diminuer" les autres défauts même si la diffraction augmente.

Les choses resteront elles ainsi avec l'augmentation de la définition des capteurs ou verrons-nous se déplacer le curseur du genre: " Avec un capteur 20MP cet objectif était au mieux de sa forme à F8.0 mais avec un capteur de 30MP il le sera à F5.6"?

[Nikojorj]

C'est surtout que la figure de diffraction (disque d'Airy) n'étale pas uniformément la lumière sur un disque, elle garde un pic très marqué au centre, et ça garde beaucoup mieux les détails.
On ne peut pas vraiment comparer le disque d'Airy à l'étalement produit par une erreur de mise au point, qui lui étale uniformément la lumière, voire en met un peu plus sur les bords du disque.

Pour l'ouverture optimale de l'objectif je ne pense pas qu'elle varie avec la taille du capteur.

[Verso92]

J'ai poursuivi mes lectures et théoriquement, pour un capteur m4/3 de 20MP toujours, la diffraction commencerait à intervenir à partir de 2.8 c'est à dire qu'à cette ouverture aucun point lumineux ne pourrait être inférieur à la taille d'un photosite.

De toute façon, par principe, aucun point (lumineux ou pas) ne peut être inférieur à la taille d'un photosite...

[Nikojorj]

Après discrétisation certes! Mais là il est question de l'image qui se forme sur le capteur, avant discrétisation.

[Glouglou]

Deux questions ...

- Pourquoi aucun point lumineux ne peux il être inférieur à la taille d'un photosite?
- C'est quoi la discrétisation?

[Nikojorj]

- Pourquoi aucun point lumineux ne peux il être inférieur à la taille d'un photosite?

Je laisse Verso répondre.

- C'est quoi la discrétisation?

Le fait de transformer une image, faire de variations continues* de lumière, en image raster avec des cases de dimensions finies où on a une valeur RGB unique pour cette case.

*ou continues à l'échelle qui nous intéresse, pas encore trop besoin de physique quabntique en photo

[Verso92]

- Pourquoi aucun point lumineux ne peux il être inférieur à la taille d'un photosite?

"Pixel", c'est la contraction de Picture Element. Autrement dit, c'est la brique de base d'une image numérique.

Le photosite, c'est le support physique du pixel, pour faire court.



Un pixel ne peut donc rien contenir (pas de points, de formes, de détails...), il est la brique de base.

Il sera noir ou blanc (0 ou 1) dans une image binaire, il sera codé de 0 à 255 dans une image 8 bits en niveaux de gris, etc.

[Glouglou]

Je m'y perds ... Comment s'appelle le truc le plus petit situé derrière une lentille collectrice dans lequel "tombe" la lumière sortie de l'objectif?

[Verso92]

Je m'y perds ... Comment s'appelle le truc le plus petit situé derrière une lentille collectrice dans lequel "tombe" la lumière sortie de l'objectif?

Le photosite. C'est l'organe physique.


Le pixel, c'est l'entité logique.

Sur un capteur de type Bayer, le pixel se verra associé un triplet RVB.

Prenons l'exemple d'un photosite filtré en rouge dans la matrice : la valeur du rouge sera la valeur collectée par le photosite "rouge" et la valeur du vert et du bleu seront issues d'un calcul effectué sur les photosites voisins filtrés en vert et en bleu, respectivement.

[Glouglou]

OK 

[etsocal]

La diffraction est due à tout obstacle qui entrave la lumière. Le diamètre de l'objectif est un obstacle de même le diaphragme, ou son absence. Jusque là j'ai surtout entendu dire que c'était l'objectif qui corrigeait la diffraction.

Le diamètre de l'objectif ne peut être vraiment considéré comme un "obstacle" (pour un objectif d'appareil photographique). Par contre le diamètre du diaphragme n'est pas vraiment un obstacle mais il influe sur les aberrations de diffraction dont peut être victime une photo. L'obstacle, ce sont les lames du diaphragme.

"Jusque là j'ai surtout entendu dire que c'était l'objectif qui corrigeait la diffraction".  Quand je dis qu'il ne faut pas écouter les gens qui ne savent pas mais qui parlent beaucoup.

Il ne faudrait pas confondre aberrations chromatiques et diffraction. Les deux phénomènes sont liés à la nature ondulatoire (et corpusculaire) de la lumière mais sont d'origines très différentes.

Le disque d'Airy, notion importante en microscopie optique et photo astro est effectivement lié à un phénomène de diffraction dont dépend le pouvoir séparateur de l'instrument. Mais ces notions n'ont que très peu d'influence pratique avec les objectifs photographiques modernes dont la résolution (pouvoir séparateur) est surtout  dépendante de la conception optique (nb de lentilles, verres spéciaux....) et du diaphragme.   

[seba]

Le disque d'Airy, notion importante en microscopie optique et photo astro est effectivement lié à un phénomène de diffraction dont dépend le pouvoir séparateur de l'instrument. Mais ces notions n'ont que très peu d'influence pratique avec les objectifs photographiques modernes dont la résolution (pouvoir séparateur) est surtout  dépendante de la conception optique (nb de lentilles, verres spéciaux....) et du diaphragme.   

L'influence de la diffraction est déterminante pour peu qu'on ferme suffisamment le diaphragme.
Notamment en macro où l'ouverture effective est rapidement très réduite.
C'est aussi ce qui explique que les tout petits formats ferment très peu ou même n'ont pas de diaphragme.

[Michmich06]

Fais des essais pour te rendre compte, c'est le plus simple!

À savoir aussi qu'un peu d'accentuation permet assez facilement de rattraper un bon peu des pertes, ce n'est pas comme avec du flou de mise au point.

Perso, f/16 et même pas peur... Les fins détails sont un peu empâtés mais rien de grave, je trouve.

Hors sujet mais cette photo (et tant d'autres en incluant les miennes évidemment) me fait rebondir sur un autre problème du micro 4/3, les starbursts qui sont juste horribles. Pour avoir une étoile à peu près potable, je ferme à F22, oui oui vous avez bien lu, avec mon 12-100 et mon laowa 7.5 je shoote des paysages à F22. Je privilégie la plus belle étoile possible quand j'ai le soleil dans le cadre, quitte à perdre énormément en piqué. Ou plus récemment maintenant si possible je fais 2 prises, une à F8 pour l'ensemble de l'image et une à F22 pour l'étoile du soleil. Et même avec ça je suis pas totalement satisfait de l'effet starburst à F22.
Si seulement on pouvait fermer à F84... Bon OK il faudrait 3/4 d'heure de pose en plein jour sans ND mais au moins on aurait peut-être une belle étoile..

[seba]

Un fil sur les étoiles de diffraction.

https://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,302785.0.html

[Zaphod]

Hors sujet mais cette photo (et tant d'autres en incluant les miennes évidemment) me fait rebondir sur un autre problème du micro 4/3, les starbursts qui sont juste horribles. Pour avoir une étoile à peu près potable, je ferme à F22, oui oui vous avez bien lu, avec mon 12-100 et mon laowa 7.5 je shoote des paysages à F22. Je privilégie la plus belle étoile possible quand j'ai le soleil dans le cadre, quitte à perdre énormément en piqué. Ou plus récemment maintenant si possible je fais 2 prises, une à F8 pour l'ensemble de l'image et une à F22 pour l'étoile du soleil. Et même avec ça je suis pas totalement satisfait de l'effet starburst à F22.

La qualité des starbursts dépend beaucoup des objectifs... avec mon 9-18 c'était toujours immonde, même à f/22.
Le 12-32 est plutôt potable là dessus (mais pas facile à utiliser de nuit avec son absence de mise au point manuelle).
Le Laowa 7.5...  pas essayé souvent avec mais je ne les trouve pas si mal.

Question subsidiaire, si ces étoiles sont liées à la diffraction, elles apparaissent plus tôt sur du m43 ou pas ?
en gros sur une photo à 12 mm f/11 en micro 4/3 on a les mêmes étoiles que sur du 24 mm 24x36 à f/11 ou à f/22 ?

[seba]

Question subsidiaire, si ces étoiles sont liées à la diffraction, elles apparaissent plus tôt sur du m43 ou pas ?
en gros sur une photo à 12 mm f/11 en micro 4/3 on a les mêmes étoiles que sur du 24 mm 24x36 à f/11 ou à f/22 ?

Très bonne question.

On suppose que les diaphragmes ont la même forme.
Pour un 12mm f/11, surface = 0,93mm² - périmètre = 3,43mm - rapport p/s = 3,69
Pour un 24mm f/11, surface = 3,74mm² - périmètre = 6,85mm - rapport p/s = 1,83
Pour un 24mm f/22, surface = 0,93mm² - périmètre = 3,43mm - rapport p/s = 3,69

Si la lumière diffractée dépend du périmètre et l'éclairement de l'image dépend de la surface, on peut s'attendre à ce que l'étoile de diffraction sera similaire pour un 12mm f/11 et un 24mm f/22.

[seba]

On suppose que les diaphragmes ont la même forme.
Pour un 12mm f/11, surface = 0,93mm² - périmètre = 3,43mm - rapport p/s = 3,69
Pour un 24mm f/11, surface = 3,74mm² - périmètre = 6,85mm - rapport p/s = 1,83
Pour un 24mm f/22, surface = 0,93mm² - périmètre = 3,43mm - rapport p/s = 3,69

Si la lumière diffractée dépend du périmètre et l'éclairement de l'image dépend de la surface, on peut s'attendre à ce que l'étoile de diffraction sera similaire pour un 12mm f/11 et un 24mm f/22.

Non après réflexion je crois que ce n'est pas bon. Je vais partir sur des exemples concrets.

[Nikojorj]

Le résultat m'intéresse ! J'aurais pensé que ça ne dépend que de l'objectif,  pas du format, mais je peux me tromper lourdement.

[Zaphod]

En pratique oui les starburst dépendent énormément de l'objectif...

[Nikojorj]

Quand je serai de retour a la maison dans une semaine je pourrai tester le même objectif sur apsc et sur m43 (aaargh pas de lettre mu sur le clavier du téléphone la vie est comme une installation de Windows Millenium à qui il manque une DLL) si ca peut faire avancer le schmilblick.

[seba]

Je compte utiliser un zoom pour que le diaphragme ait la même forme.
Par exemple à 18mm et à 36mm.

[Echo]

Très bonne question.

On suppose que les diaphragmes ont la même forme.
Pour un 12mm f/11, surface = 0,93mm² - périmètre = 3,43mm - rapport p/s = 3,69
Pour un 24mm f/11, surface = 3,74mm² - périmètre = 6,85mm - rapport p/s = 1,83
Pour un 24mm f/22, surface = 0,93mm² - périmètre = 3,43mm - rapport p/s = 3,69

Si la lumière diffractée dépend du périmètre et l'éclairement de l'image dépend de la surface, on peut s'attendre à ce que l'étoile de diffraction sera similaire pour un 12mm f/11 et un 24mm f/22.

Question compliquée, réponse sans filet.
12 mm F11 mu 4/3 =24 mm F22 FF mais si l'on prend un FF avec un nombre pixels équivalents soit au moins 78 Mpx (qui n'existe vraisemblablement pas encore ou est à diffusion très limitée.) Que l'on recadre en mu 4/3 on aura vraisemblablement la même profondeur de champ quelque soit le diaphragme choisi. Qu'est ce qui fera la différence?  La différence n'existe pas ,hors elle existe. La diffraction se crée devant tout obstacle à la lumière bords de l'objectif, lentilles, diaphragme, (capteur?) Un format est-il à la fois un obstacle et une solution?

Manque des trucs pour avoir un vision complète et vraie des phénomènes...

Par exemple j'ai eu un échange assez amusant pour photographier des petits oiseaux avec un FF , objectif fermé à F6,3, à F8 l'oiseau est bon les détails sont creusés et ressortent, à F6,3 c'est bien mais c'est écrasé ,hors c'est exactement la même chose avec un mu 4/3 à focale équivalente . Admettons que les objectifs dont je me sers soit fait pour le FF et non pour le mu 4/3 et que nécessairement je trouve les mêmes défauts. Que leur pouvoir séparateur ne soient pas exactement ce que l'on fait de nos jours encore que ... qu'ils manquent légèrement de piqué, encore que. Et que je n'ai pas la pratique nécessaire pour photographier les petits oiseaux, encore que ... Qu'il me faille passer par un pt exclusif pour faire ressortir la bête, manque de définition du capteur où l'on est obligé d'ajouter de la netteté afIn de restituer l'image que l'on devrait obtenir plus naturellement. Ça c'est vrai. Mais si le PT me restitue les détails c'est bien que le capteur les a capté.
Il n'empêche que pour avoir un oiseau parfaitement net c'est F8 pas moins. Du reste un objectif plus moderne ou récent en auto me donnera du F11 mais là pour retrouver quelque chose d'agréable à voir il me faudra du F8 à F7,1 ce sera mou à même distance .

Doit on inclure la distance?

[Glouglou]

En pratique oui les starburst dépendent énormément de l'objectif...

Heu c'est quoi donc les starburst?

[seba]

Heu c'est quoi donc les starburst?

Ce sont les étoiles de diffraction (ou diffraction spikes en anglais).

[Glouglou]

Les étoiles de diffraction? Un élément de choix d'un objectif en photo "terrestre"? J'ai du mal à suivre ... Un petit exemple me ferait du bien!

[seba]

Les étoiles de diffraction? Un élément de choix d'un objectif en photo "terrestre"? J'ai du mal à suivre ... Un petit exemple me ferait du bien!

Tu n'as pas vu les rayons autour du soleil dans le message n°3 ?

[Glouglou]

Ah c'est çà! OK

[seba]

Je compte utiliser un zoom pour que le diaphragme ait la même forme.
Par exemple à 18mm et à 36mm.

Voici donc les résultats. Les crops ont le même champ angulaire. Le temps de pose est constant.
D'après ces images, il semble bien qu'on aurait la même étoile de diffraction pour un f/d donné, quel que soit le format.

[Zaphod]

Ce qui voudrait dire plusieurs choses :
1) c'est plus difficile d'obtenir des étoiles de diffraction en m43 car il faut fermer "trop" par rapport à l'optimum en terme de piqué
2) les étoiles sont plus moches car elles aussi affectées par la diffraction ()

En gros, oubliez les faibles profondeur de champ, le 24x36 c'est l'idéal pour avoir des beaux starbursts

Pas totalement convaincu par cette conclusion pour être honnête.
C'est très difficile de conclure d'ailleurs parce qu'entre deux objos différents avec paramètres identiques (même focale même ouverture), les étoiles de diffraction seront sensiblement différentes.

[Zaphod]

Sinon apparamment les Voigtlander sont pas mal pour ça :
https://www.mu-43.com/threads/olympus-12-100mm-f-4-pro.88350/page-21#post-1218388

[seba]

Ce qui voudrait dire plusieurs choses :
1) c'est plus difficile d'obtenir des étoiles de diffraction en m43 car il faut fermer "trop" par rapport à l'optimum en terme de piqué
2) les étoiles sont plus moches car elles aussi affectées par la diffraction ()

En gros, oubliez les faibles profondeur de champ, le 24x36 c'est l'idéal pour avoir des beaux starbursts

Pas totalement convaincu par cette conclusion pour être honnête.
C'est très difficile de conclure d'ailleurs parce qu'entre deux objos différents avec paramètres identiques (même focale même ouverture), les étoiles de diffraction seront sensiblement différentes.

Non je crois que c'est plus complexe.
Par exemple sur mes images on voit que l'étoile est plus grande à 11 qu'à 22. Mais c'est à temps de pose constant.
En fait, en pratique, quand on passe de 11 à 22, on multipliera aussi le temps de pose par 4 et là l'étoile à 22 sera plus grande.

[January]

Bonsoir,

Avec le Lumix GX80  objectif Leica DG 8-18  focale 8mm à f:16.

[at] +

[Echo]

C'est curieux parce que l'éffet étoilé plus modéré qu'ici, on peut le trouver avec un mu 4/3 à grande ouverture libre mais inférieur à F4 et temps de pose long à la condition de laisser les isos auto libres et en ce cas de descendre l'expo en dessous de moins 1,7 pour répondre.

Non je crois que c'est plus complexe.
Par exemple sur mes images on voit que l'étoile est plus grande à 11 qu'à 22. Mais c'est à temps de pose constant.
En fait, en pratique, quand on passe de 11 à 22, on multipliera aussi le temps de pose par 4 et là l'étoile à 22 sera plus grande.

A F16 je l'ai fait aussi de nuit mais il y a au moins trois ans et je ne parviens pas à remettre la main sur la photo. Je n'ai pas vu de phénomène particulier à part des étoiles bien définies sur les lampadaires ?

[Echo]

C'est curieux parce que l'éffet étoilé plus modéré qu'ici, on peut le trouver avec un mu 4/3 à grande ouverture libre mais inférieur à F4 et temps de pose long à la condition de laisser les isos auto libres et en ce cas de descendre l'expo en dessous de moins 1,7 pour répondre.

Non j'ai vérifié,c'est à partir de F8...

[Echo]

F8

[seba]

C'est curieux parce que l'éffet étoilé plus modéré qu'ici,...

Ca dépend de l'intensité de la source, et on le verra plus ou moins selon la luminance du fond.

[Michmich06]

Bonsoir,

Avec le Lumix GX80  objectif Leica DG 8-18  focale 8mm à f:16.

[at] +

Je la trouve pas belle du tout l'étoile. Je lorgnais sur ce 8-18mm, en espérant avoir de meilleurs starbursts qu'avec mon laowa, mais je me suis vite rendu compte en cherchant plusieurs exemples sur le net qu'avec cet uga Pana le résultat était encore pire. Il n'y a visiblement aucun Uga en micro 4/3 avec une étoile potable, à mon grand regret...

[seba]

Je la trouve pas belle du tout l'étoile. Je lorgnais sur ce 8-18mm, en espérant avoir de meilleurs starbursts qu'avec mon laowa, mais je me suis vite rendu compte en cherchant plusieurs exemples sur le net qu'avec cet uga Pana le résultat était encore pire. Il n'y a visiblement aucun Uga en micro 4/3 avec une étoile potable, à mon grand regret...

Il faut que les lamelles du diaphragme soient bien rectilignes.

[jazz77]

Sur mon panasonic j'ai un réglage qui s'appelle : compensation diffraction qui peut avoir deux valeurs (auto / non) .

Faut-il l'activer par défaut ?

Pour avoir ses fameuses étoiles faut-il désactiver ce réglage ?

[seba]

Sur mon panasonic j'ai un réglage qui s'appelle : compensation diffraction qui peut avoir deux valeurs (auto / non) .

Faut-il l'activer par défaut ?

Pour avoir ses fameuses étoiles faut-il désactiver ce réglage ?

C'est destiné à améliorer le piqué.
Mais ça m'étonnerait que ça fasse disparaître les étoiles de diffraction.
Il n'y a plus qu'à essayer.

[jazz77]

C'est destiné à améliorer le piqué.
Mais ça m'étonnerait que ça fasse disparaître les étoiles de diffraction.
Il n'y a plus qu'à essayer.

Merci pour ton retour seba

[Alain OLIVIER]

[...]
J'ai lu ici ou là que la diffraction dégradait de manière visible l'image à partir de F8.0 en m4/3 avec un capteur de 20MP.
[...]
Des avis?

Il y a des moments où je me contrefiche de la diffraction. Souvent même...


Fat Boy (côté pile) by Alain Olivier, sur Flickr

J'ai la flemme de mettre l'agrandissement sur le logo mais c'est farpaitement © net, même à f/22.

[seba]

J'ai la flemme de mettre l'agrandissement sur le logo mais c'est farpaitement © net, même à f/22.

Serait-ce aussi net qu'à f/8 par exemple ?

[Alain OLIVIER]

Serait-ce aussi net qu'à f/8 par exemple ?

Sans doute pas, évidemment, mais on s'en cogne.

[Michmich06]

C'est clair que parfois cela importe peu d'avoir du détail, si seulement au moins en fermant à F22 on avait une belle étoile...
Car là encore sur cet exemple je ne la trouve pas flatteuse du tout. Après quelques tentatives qui ont toutes fini à la corbeille sans passer par la case départ, je me suis fais une raison. Objectifs m4/3 et starburst c'est visiblement un couple qui s'entend aussi bien que m4/3 et 12800iso, ça donne un résultat qui peut contenter certains et horrifier d'autres, selon l'appréciation de chacun. Seul le Voigtlander 12mm semble être un ovni dans le domaine, dommage qu'il n'existe pas le même en 7 ou 8mm.

[Michmich06]

Il faut que les lamelles du diaphragme soient bien rectilignes.

Oui c'est peut être pour privilégier le bokeh au détriment de l'étoile. Quand on shoote du paysage et que donc on se fiche du bokeh c'est un peu frustrant du coup..

[Goblin]

La forme de l'étoile est fonction de pleins de trucs (forme des lamelles de diaph, ouverture utilisée), le nombre de rayons est fonction du nombre lamelles de diaph (x2 rayons pour un nombre de lamelles impair, x1 pour un nombre pair. Sauf si deux lamelles - qui donnent quatre rayons).

Elles sont beaucoup moins prononcées sur les zooms (du moins en 4/3 <> m43), bien prononcées sur les fixes la plupart du temps.

Elles tendent a se fondre dans la masse sur les images avec soleil dans le cadre et en général quand la source de lumière qui les génère occupe bcp de place dans le cadre, sont bien prononcées la nuit autour des sources de lumière forte et prenant peu de place dans le cadre (lampes/éclairage au loin, etc).

Pas d'étoiles a pleine ouverture dans tous les cas.
Et rayons souvent difficiles a discerner (se fondant les uns dans les autres) sur les jolies rares licornes genre Pentacon ou Jupiter avec diaph a 15 lamelles ou autres beautés avec nombre impair de lamelles supérieur a 15.

Dans notre système - je dirais les étoiles les plus jolies sont probablement celles du vénérable Zuiko 11-22mm 4/3, les pires - le Zuiko 12-60mm 4/3 (pourtant proche de la perfection sur tout le reste.

[Goblin]

A lire: "...Dans notre système - pour les zooms, je dirais les étoiles les plus jolies sont probablement..."

Blast