Diminuer la résolution pour simuler une augmentation de la taille des photosites

Steph753 · Décembre 18, 2019, 21:00:32

Bonjour.

Le boitier A7R IV (que je ne possède pas) permet de faire des photos d'une résolution de 9504 x 6336 .
Il se dit que la taille des photosites est de 3.8 microns.

A l'opposé, un A7S a une dimension de capteur identique, mais beaucoup moins de pixels : la taille des photosites est de 8.5 microns.

Ma question : Sur un A7R est-il possible de prendre une photo à une bien plus basse résolution (avec le minimum de perte), sur la totalité du capteur, dans l'unique but de simuler une augmentation de taille des photosites ? Double intérêt : 1) être moins être sujet à la diffraction optique , et 2) qui dit taille de photosite plus grande (même si c'est obtenu virtuellement) dit pouvoir mieux travailler en basse lumière

Bref, l'idée c'est d'avoir un A7R dont on peut utiliser ses nombreux millions de pixels lorsqu'on en a l'utilité, ou au contraire diminuer volontairement la résolution dans le but d'avoir certains avantages d'un A7S.

Utopique ?

Merci à ceux qui y répondront.

Chris.S · Décembre 19, 2019, 09:08:57

Bonjour,

Je suis tombé il y à peu sur cette vidéo qui semble apporter un début de réponse
https://www.youtube.com/watch?v=E-ZcuSEsm5w&t=383s

J'ai cru voir qu'il y a plusieurs modes de prise d'image, notamment des modes à plus basse résolution sur le A7R IV
Je ferai des tests lorsque j'aurai reçu le mien.

Cordialement,

dideos · Décembre 19, 2019, 11:37:49

C'est le binning.
Ca existe depuis longtemps, mais c'est peu utilisé sur les appareils photos.
L'inconvénient principal c'est que ça produit des artefacts d'aliasing qui peuvent etre evités mais ça demande du traitement embarqué qui présente d'autres inconvénients.
Du coup cette possibilité de grouper physiquement les pixels n'a jamais vraiment pris. Il faut dire aussi qu'on fait a peu pres la meme chose en reduisant la taille d'une image (en la divisant par 2 on reduit le bruit par racine de 2 - sauf le bruit BF et le bruit de structure). Et c'est plus rentable en fin de compte, sauf a des valeurs ISO extremes
Pour parler concretement, a mon avis avec une image d'A7R4 traitée et ramenée a la taille d'un A7S on est au dessus en qualité jusqu'a 12800 iso inclus

chelmimage · Décembre 19, 2019, 11:57:18

Citation de: dideos le Décembre 19, 2019, 11:37:49
C'est le binning.
Ca existe depuis longtemps, mais c'est peu utilisé sur les appareils photos.
L'inconvénient principal c'est que ça produit des artefacts d'aliasing qui peuvent etre evités mais ça demande du traitement embarqué qui présente d'autres inconvénients.
Du coup cette possibilité de grouper physiquement les pixels n'a jamais vraiment pris. Il faut dire aussi qu'on fait a peu pres la meme chose en reduisant la taille d'une image (en la divisant par 2 on reduit le bruit par racine de 2 - sauf le bruit BF et le bruit de structure). Et c'est plus rentable en fin de compte, sauf a des valeurs ISO extremes
Pour parler concretement, a mon avis avec une image d'A7R4 traitée et ramenée a la taille d'un A7S on est au dessus en qualité jusqu'a 12800 iso inclus

J'ai fait la manip hier avec une matrice bayer de base 2X2 que j'ai réduite à 1 pixel. Le mode de redimensionnement a un effet sur le résultat.
LE au plus proche transforme les 4 pixels en un seul pixel vert pur.
Les autres donnent un résultat plus moyen qui comprend les 3 composantes moyennées.
Si vous voulez jouer voici une matrice Bayer de base. Attention elle n'est pas grande 2X2!

Nikojorj · Décembre 19, 2019, 13:11:48

Citation de: dideos le Décembre 19, 2019, 11:37:49
Il faut dire aussi qu'on fait a peu pres la meme chose en reduisant la taille d'une image (en la divisant par 2 on reduit le bruit par racine de 2 - sauf le bruit BF et le bruit de structure). Et c'est plus rentable en fin de compte, sauf a des valeurs ISO extremes

Si j'ai bien compris, le gros avantage du binning matériel des caméras astro, c'est que ça réduit le bruit de lecture en étant fait suffisamment en amont dans la chaîne numérique, contrairement à ce qui se passe dans les APN, non?

dideos · Décembre 19, 2019, 14:35:19

Je pense que le binning est +/- lié au N/B, qui est quand meme pas mal majoritaire en astro.
Les problemes d'aliasing apparaissent d'abord en couleur a cause du Bayer, et c'est pas facile a gerer sauf sur des capteurs style sigma
Les camera astro, pour parler franchement j'ai un peu décroché mais le besoin de faire du binning pour gratter en performance remontait a une époque ou les performances des capteurs CCD (couleur si on veut rester sur les applications photo) etaient a des années lumieres de ce qu'on fait maintenant avec des capteurs exmor, qui numérisent et font le traitement anti-FPN directement au cul du pixel. Honnetement je ne suis meme pas sur qu'une camera astro d'aujourd'hui le fasse (sauf si elle est faite avec exmor of course).
Sur le débat gros vs petit pixel, c'est sur qu'un gros pixel a plus de capacité qu'un petit mais en general les gros pixels ont un bruit de lecture plus important et l'ecart de dynamique (qui est le rapport entre les 2) n'est pas si grand qu'on pourrait penser.
En fin de compte ce que je retiens aujourd'hui c'est que la reduction de la taille d'image en post traitement marche bien jusqu'a la limite ou on commence a voir du bruit de structure et du bruit de couleur tres basse frequence (patés). Pour le premier, sauf défaut (ou capteur Canon

) la limite est éloignée, pour le deuxieme Lightroom a un 'anti patés couleur' qui marche bien, du coup ça se passe bien.
J'ai eu un 300D, 350D, 5D Mk2, A7R, A7R2, A7R4.
Le gros step en qualité c'est quand je suis passé a l'A7R.
Pour juger la qualité globale a High Iso, j'ai pris l'habitude de comparer a taille d'image fixe (3000 ou 4000 de large). L'A7R4 pour moi est le meilleur. Je n'ai pas eu d'A7s, certainement il est au dessus a partir de 25600 mais il faut en avoir l'utilité - ou surtout faire de la video pour profiter du 4K natif

Steph753 · Décembre 19, 2019, 15:57:05

Merci pour vos contributions (et celles à venir car je pressens qu'il va y en avoir d'autres sur ce même fil :-) ).

Je remarque que par "plus gros pixels", la plupart d'entre-vous retiennent surtout le sujet de "luminosité/bruit".

L'autre intérêt c'est par rapport à la diffraction optique : dans certains cas (et pour certains objectifs qui le permettent) ça peut être intéressant de fermer à f/22 . Or, un capteur 24x36 qui a 61Mpix ne va pas trop apprécier de fermer à f/22 : il va y avoir une grosse perte de qualité.

Alors qu'avec les 12Mpix de l'A7S (I ou II), taille des photosites + gros, fermer à f/22 va pouvoir donner des choses intéressantes.
Puis on boucle la boucle : si on ferme à f/22, dans bien des cas va falloir compenser en montant dans les ISO et là un capteur avec de gros photosites c'est mieux.

J'invite les possesseurs d'un A7R IV à faire deux photos identiques avec le même objectif comme suit :
1) sujet fixe (paysage?) + trépied + 100 ISO + vitesse automatique + RAW + f/8
2) même angle de vue/sujet/horaire/éclairage + trépied + 100 ISO + vitesse automatique + RAW + f/22

Cropez à 100%, la perte de de qualité que vous y verrez (si quelqu'un veut poster les deux photos ça m'intéresse, merci) est due à cette histoire de diffraction optique que vous n'auriez pas eu avec un A7S . La question : est-ce que cette histoire de "binning" répondrait à cette problématique ?

Nikojorj · Décembre 19, 2019, 16:42:43

Citation de: Steph753 le Décembre 19, 2019, 15:57:05
L'autre intérêt c'est par rapport à la diffraction optique : dans certains cas (et pour certains objectifs qui le permettent) ça peut être intéressant de fermer à f/22 . Or, un capteur 24x36 qui a 61Mpix ne va pas trop apprécier de fermer à f/22 : il va y avoir une grosse perte de qualité.

Pour avoir un µ4/3 avec à peu près la même taille de photosites (16Mpx sur le 1/4 de la surface), la perte n'est pas énorme, beaucoup beaucoup moindre en termes de détail que de faire du binning.

dideos · Décembre 19, 2019, 18:32:08

Euh, pour moi la diffraction est un phenomene optique et on aura exactement la meme chose avec un appareil de 12MP qu'avec un appareil de 61 MP réduit a 12 MP.
Dit autrement, avec une optique donnée on ne verra jamais rien de plus avec des pixels de 6 microns qu'avec des pixels de 3 microns, peu importe l'optique et/ou son ouverture. Of course si on regarde a 100%, la diffraction apparaitra plus tot...mais sur des details plus petits.

dideos · Décembre 19, 2019, 18:49:45

Les cas de figure ou on perd vraiment, c'est en video sur les appareils qui font de la 4K a partir de 20MP ou plus, en ne prenant qu'un pixel sur 4, 5 ou plus.
Alors la on perd sur tous les tableaux. On a le bruit des petits pixels, et un aliasing encore pire que celui que donnerait un appareil avec des pixels 4 ou 5 fois plus gros. C'est la solution de facilité, mais yen a qui font ça.

Mikado · Décembre 20, 2019, 10:06:25

Je n'ai pas fait le test comme mentionné ci-dessus, mais en comparant l'A7RII et A7RIV avec le 100mm macro et prise de vue à 4m.
J'avais obtenu à tailles égales soit 60Mpix et Crop 100%:

f2.8 très léger avantage A7RIV
f5.6 net avantage A7RIV
f11 mêmes définitions
f22 avantage A7RII

A f22 avec à gauche A7RIV :

Polak · Décembre 20, 2019, 11:20:18

Citation de: dideos le Décembre 19, 2019, 18:32:08
Euh, pour moi la diffraction est un phenomene optique et on aura exactement la meme chose avec un appareil de 12MP qu'avec un appareil de 61 MP réduit a 12 MP.
Dit autrement, avec une optique donnée on ne verra jamais rien de plus avec des pixels de 6 microns qu'avec des pixels de 3 microns, peu importe l'optique et/ou son ouverture. Of course si on regarde a 100%, la diffraction apparaitra plus tot...mais sur des details plus petits.

Oui et non.
le diffraction est la même mais pas le résultat . Il suffit de voir les mesures.
La diffraction provoque la baisse de la définition sur l'image finale. Comme on part de plus bas avec un capteur 12Mpx , elle fait sentir ses effets plus tardivement.
Donc avec un capteur 12Mpx la baisse est notable à partir de f16/22, 24 Mpx f11/16, 42Mpx f8/11, 60Mpx f5.6/8.
Donc effectivement le top de définition ( utilsation du potentiel du couple objectif-capteur) est atteint plus rapidement avec des capteurs de haute résolution.

C'est frappant aussi en micro 4/3 20Mpx . le top est à f2.8/4.

gibus · Décembre 20, 2019, 12:07:48

Les comparaisons à taille égale sont intéressantes mais il faudrait éviter de dépasser 100% et donc choisir comme référence les dimensions du plus petit capteur. On fait plus souvent du A3 que du poster géant, donc la comparaison avec réduction me semble plus intéressante dans ce cas.

Steph753 · Décembre 20, 2019, 12:24:42

Citation de: gibus le Décembre 20, 2019, 12:07:48
Les comparaisons à taille égale sont intéressantes mais il faudrait éviter de dépasser 100% et donc choisir comme référence les dimensions du plus petit capteur. On fait plus souvent du A3 que du poster géant, donc la comparaison avec réduction me semble plus intéressante dans ce cas.

C'est une remarque pertinente : il faut comparer sur tirage identique (A3 dans l'idéal).

dideos · Décembre 20, 2019, 15:18:32

Oui. Ca dépend comment on pose la question.
Si la question c'est :
Voit on moins la diffraction sur une image de 12MP que sur une image de 61 MP réduite a 12 MP. A mon avis la réponse est non.
Si la question c'est :
Voit on moins la diffraction en regardant a 100% une image de 12MP qu'en regardant a 100% une image de 61 MP. La réponse est surement oui.

dideos · Décembre 20, 2019, 19:46:26

(Je ne suis pas sur que ça réponde a la question) il y a un mythe assez courant sur les optiques qui ne 'marchent plus' avec les gros megapixels. Et il a la vie dure

http://www.alpha-numerique.fr/index.php/chroniques/idees-fausses/862-idee-fausse-6-le-mythe-des-objectifs-qui-ne-qpassent-plusq

Polak · Décembre 20, 2019, 20:15:30

Citation de: dideos le Décembre 20, 2019, 19:46:26
(Je ne suis pas sur que ça réponde a la question) il y a un mythe assez courant sur les optiques qui ne 'marchent plus' avec les gros megapixels. Et il a la vie dure
http://www.alpha-numerique.fr/index.php/chroniques/idees-fausses/862-idee-fausse-6-le-mythe-des-objectifs-qui-ne-qpassent-plusq

Je préfère ne pas commenter cet article et non ça ne répond pas à la question.

Polak · Décembre 20, 2019, 20:33:09

Citation de: dideos le Décembre 20, 2019, 15:18:32
Oui. Ca dépend comment on pose la question.
Si la question c'est :
Voit on moins la diffraction sur une image de 12MP que sur une image de 61 MP réduite a 12 MP. A mon avis la réponse est non.
Si la question c'est :
Voit on moins la diffraction en regardant a 100% une image de 12MP qu'en regardant a 100% une image de 61 MP. La réponse est surement oui.

On ne voit pas la diffraction.
La diffraction est un effet qui va atténuer la netteté. Elle augmente quand on ferme le diaphragme.

Prenons un très bon objectif dont les performances s'améliore fortement avec une résolution croissante du capteur.
La dégradation due à la diffraction va intervenir à un diaphragme plus ouvert avec un capteur 61Mpx qu'avec un capteur 12 Mpx . En effet à 61 Mpx le niveau de détails obtenus est plus important qu'à 12 Mpx.

Si on observe des clichés à un niveau d'agrandissement qui ne permet pas de faire la différence entre 12Mpx et 61 Mpx , ce n'est pas la peine de chercher une différence de netteté due à la diffraction....

Steph753 · Décembre 20, 2019, 22:33:40

Citation de: Polak le Décembre 20, 2019, 20:33:09
On ne voit pas la diffraction.
La diffraction est un effet qui va atténuer la netteté. Elle augmente quand on ferme le diaphragme.

Prenons un très bon objectif dont les performances s'améliore fortement avec une résolution croissante du capteur.
La dégradation due à la diffraction va intervenir à un diaphragme plus ouvert avec un capteur 61Mpx qu'avec un capteur 12 Mpx . En effet à 61 Mpx le niveau de détails obtenus est plus important qu'à 12 Mpx.

Si on observe des clichés à un niveau d'agrandissement qui ne permet pas de faire la différence entre 12Mpx et 61 Mpx , ce n'est pas la peine de chercher une différence de netteté due à la diffraction....

D'où le fait de faire deux tirages papier :
1) A7S II , ISO 100, vitesse automatique , sur trépied, objectif qui ferme à f/22, diaphragme réglé sur f/22 , imprimé sur papier, tirage 18cm x 12cm

2) même sujet, même conditions lumineuses, A7R IV , ISO 100, vitesse automatique , sur trépied, objectif qui ferme à f/22, diaphragme réglé sur f/22 , imprimé sur même papier même imprimante, tirage 18cm x 12cm
Vous prenez une loupe et dites moi si le phénomène de "diffraction optique" est flagrant. Si la réponse est oui (je suppose qu'elle l'est), alors retour à la question initiale de ce topic :-)

Polak · Décembre 20, 2019, 22:53:33

Je ne comprends pas la question . Il y a toujours de la diffraction.
Quelle est la question précisément ?

gerarto · Décembre 20, 2019, 23:19:33

Citation de: Steph753 le Décembre 20, 2019, 22:33:40
D'où le fait de faire deux tirages papier :
1) A7S II , ISO 100, vitesse automatique , sur trépied, objectif qui ferme à f/22, diaphragme réglé sur f/22 , imprimé sur papier, tirage 18cm x 12cm

2) même sujet, même conditions lumineuses, A7R IV , ISO 100, vitesse automatique , sur trépied, objectif qui ferme à f/22, diaphragme réglé sur f/22 , imprimé sur même papier même imprimante, tirage 18cm x 12cm
Vous prenez une loupe et dites moi si le phénomène de "diffraction optique" est flagrant. Si la réponse est oui (je suppose qu'elle l'est), alors retour à la question initiale de ce topic :-)

Pour avoir fait ce genre de manip il y a longtemps, je suis prêt à parier un bouton de culotte qu'absolument aucune différence sera visible sur un tirage 18 x 12 ! (si j'ai bien compris qu'il s'agissait d'imprimer la photo entière sur ce format)

Tout simplement parce que les effets de la diffraction ne seront absolument pas visible à cette taille d'impression ! Maintenant si on commence à parler d'un tirage à partir du A2, c'est autre chose.
Quoi qu'il en soit j'ai du mal à comprendre pourquoi il y aurait plus de diffraction visible avec un capteur de 12 Mpix et un de 50 ou 60 Mpix... lorsqu'on les imprime à la même taille.

Steph753 · Décembre 20, 2019, 23:32:50

Citation de: gerarto le Décembre 20, 2019, 23:19:33
Pour avoir fait ce genre de manip il y a longtemps, je suis prêt à parier un bouton de culotte qu'absolument aucune différence sera visible sur un tirage 18 x 12 ! (si j'ai bien compris qu'il s'agissait d'imprimer la photo entière sur ce format)

Tout simplement parce que les effets de la diffraction ne seront absolument pas visible à cette taille d'impression ! Maintenant si on commence à parler d'un tirage à partir du A2, c'est autre chose.

J'ai voulu calculer pour du 600dpi, c'est idiot, j'aurai pu indiquer du 300dpi et donc du 36x24cm maximum (car au-delà un A7S ne va pas pouvoir tenir nativement 300dpi à cause de ses 12Mpix).

Citation de: gerarto le Décembre 20, 2019, 23:19:33
Quoi qu'il en soit j'ai du mal à comprendre pourquoi il y aurait plus de diffraction visible avec un capteur de 12 Mpix et un de 50 ou 60 Mpix... lorsqu'on les imprime à la même taille.

Après une recherche rapide, et en ayant lu en diagonale (encore plus rapide), est-ce que cet article répondrait à ton interrogation ?
https://www.lesnumeriques.com/photo/la-diffraction-expliquee-pu121099.html

Polak · Décembre 21, 2019, 00:04:39

Oui la conclusion dd l'article dit la même chose à part que les capteurs APSC actuels font descendre la limite à f5.6 et plus f8. A f8 les performances commencent à dégrader. Cela ne veut pas dire d'ailleurs qu'on le perçoit ...surtout si on fait de petits tirages.

gerarto · Décembre 21, 2019, 00:17:53

Citation de: Steph753 le Décembre 20, 2019, 23:32:50
...
Après une recherche rapide, et en ayant lu en diagonale (encore plus rapide), est-ce que cet article répondrait à ton interrogation ?
https://www.lesnumeriques.com/photo/la-diffraction-expliquee-pu121099.html

Perso, je me fie à mon expérience, à mes constatations, et à quelques vielles notions sur la tache d'Airy...
Sachant que les effets de la diffraction peuvent être très nettement atténués avec le traitement d'image qui va bien.
J'ai montré ici même quelques exemples il y a un paquet d'années, lorsque les augures nous annonçaient que nos chers objectifs ne "passeraient plus" avec l'augmentation des Mpix des capteurs.

Par exemple :

1- extraits à 100% écran de photos prises avec un A850 24 Mpix.
2- extrait (scanné HD) d'une impression réelle au format A2. Qui doit s'afficher à peu près à sa taille réelle (dépend de la résolution d'écran).

dideos · Décembre 21, 2019, 01:05:00

Citation de: Polak le Décembre 20, 2019, 20:33:09
1/On ne voit pas la diffraction.
La diffraction est un effet qui va atténuer la netteté. Elle augmente quand on ferme le diaphragme.

2/Prenons un très bon objectif dont les performances s'améliore fortement avec une résolution croissante du capteur.
La dégradation due à la diffraction va intervenir à un diaphragme plus ouvert avec un capteur 61Mpx qu'avec un capteur 12 Mpx . En effet à 61 Mpx le niveau de détails obtenus est plus important qu'à 12 Mpx.

3/Si on observe des clichés à un niveau d'agrandissement qui ne permet pas de faire la différence entre 12Mpx et 61 Mpx , ce n'est pas la peine de chercher une différence de netteté due à la diffraction....

1/ Merci pour l'info

2/ Oui si on regarde l'image a 100%
3/ Oui aussi

Je pense que tout le monde est d'accord.
Comme dit Gerarto, il suffit de se referer a l'origine physique du phenomene (tache d'Airy etc...)