Résolution d'objectifs à f/11, selon la définition du capteur

[al646]

Je viens de faire le calcul pour le Z8: on est à la FWHM pour une valeur de 14.5 μm, on est encore tout juste dans les clous pour le vert et le bleu, mais plus pour le rouge... à f/16 il est donc sûr et certain que la résolution linéaire est divisée par 2 et cela correspond donc à ce qu'affichent les recherches IA

[kochka]

Pour la partie optique,de l'opération et tant qu'un logiciel ne vient pas calculer puis retirer ce qui "bave".

[al646]

Pour la partie optique,de l'opération et tant qu'un logiciel ne vient pas calculer puis retirer ce qui "bave".

Soit un pixel blanc à côté d'un noir, les 2 photosites à pa fwhm voient tous les 2 un gris 50%, comment retirer ce qui bave ou recréer une information qui a disparu sans IA?

[Verso92]

Soit un pixel blanc à côté d'un noir, les 2 photosites à pa fwhm voient tous les 2 un gris 50%, comment retirer ce qui bave ou recréer une information qui a disparu sans IA?

Je m'étais livré à quelques essais, il y a quelques années, pour essayer de voir l'influence du dématriçage sur la définition (avec Iris).


Sur le crop ci-dessous, on distingue clairement les lignes verticales de 1 pixel de large, et pas un gris uniforme 50% (pourtant, on est au-delà du critère de Nyquist).

A gauche, photo non dématricée (Iris), à droite photo dématricée "classiquement" et convertie en N&B.

(photo prise à f/11, sur D800E)

[Guesset]

Bonjour,

Les photosites ne sont pas achromes (sauf sur quelque très rares appareils). Deux photosites voisins seront, soit vert et rouge, soit vert et bleu. Le gris apparaîtra (peut-être) au dématriçage, mais ce n'est déjà plus une capture physique.

Le terme recréation tend à faire penser qu'il est possible de retrouver une information manquante, ce qui n'est pas possible. Toute la science mise en œuvre produit les pixels les plus cohérents possibles avec les informations captées. Cohérent ne signifie pas exact.

Je me souviens d'une photo quadrillée de tramway dans laquelle avait été retiré un carré sur 9. L'algorithme testé reconstruisait une image parfaite. Mais, par rapport à l'original, le numéro d'immatriculation n'était pas le même.

Le raisonnement physique ne peut aller que jusqu'à la donnée brute du capteur (approximativement le Raw). Aller au-delà, ressemble à vouloir apprécier la chaîne optique de Monet à partir de l'un de ses tableaux.

Salutations

[Verso92]

Pour illustration, la photo en question :


(D800E + f/2.8 24-70G à 24mm, f/11~1/250s, 100 ISO)

[jenga]

Les mesures de photozone ne prouvent rien du tout, il faut lire ce qu'il expliquent à ce sujet sur leur site et un D3X qui ne fait que 24 MP monte à 4962 lw/ph avec un 85mm, alors que son capteur ne dispose que de 4032 lignes!!!
https://opticallimits.com/nikon/nikkor-af-s-85mm-f-1-8-g/

   
Oh oui, il faut lire. Mesure faite avec un D850, pas un D3x.
"MTF (resolution) On the D850, the lens delivers very good resolution in the image center wide open..."

Tu t'entêtes à affirmer que la tache d'Airy à f/11 couvre 3 photosites, ce qui est incorrect...

C'est toi même qui a affirmé que la résolution est divisée par deux lorsque la tache d'Airy a un diamètre de 2 photosites.
cf. quote en bas de ce post. Limite physique infranchissable, prouvée "mathématiquement", où la résolution du capteur est divisée par 2 en linéaire par 4 en surface, tout ça...

Puis tu es passé à 2  √2 x photosites; nouvelle limite infranchissable, prouvé démontré "mathématiquement"

Puis à 3 x photosites; nouvelle limite infranchissable, prouvé démontré...

Maintenant tu en es à 3  √2  photosites: "3 photosites de d850 ou z8 font 13 μm, pour que la tache d'Airy recouvre entièrement 3 photosites, il faut qu'elle fasse min 13 x √2"

Lentement mais surement on avance.

Enfin le critère de Raleigh est un critère mathématique dont la formule définit que le maximum principal d'un disque d'Airy est confondu avec le premier minimum nul du disque adjacent.

Ah, les grands mots pour cacher la misère. Ce critère est une estimation de la distance entre deux point (1 fois le rayon de la tache d'Airy) permettant de les séparer à l'oeil. Les maths n'ont rien à voir avec cette estimation.

Cela se produit à f/8 pour un D850.

Tu sais, quand tu nous expliquais qu'à cette valeur, on divisait par 4 la résolution du capteur.

lorsque la tache d'airy est suffisamment prononcée avec un diamètre de plus de 2 photosites, la résolution linéaire va diminuer de moitié, mais en surface, elle va être divisée par 4, un capteur de 24 MP pour une certaine ouverture, va tomber à 6 MP...

Donc, selon toi, à f/8 un D850 ne fait pas mieux qu'un 12 Mpx.
Pas de chance, à F/8 comme à toutes les ouvertures, le D850 est largement devant un 24 Mpx (même pas un 12)

[Verso92]

Bonjour,

Les photosites ne sont pas achromes (sauf sur quelque très rares appareils). Deux photosites voisins seront, soit vert et rouge, soit vert et bleu. Le gris apparaîtra (peut-être) au dématriçage, mais ce n'est déjà plus une capture physique.

Le terme recréation tend à faire penser qu'il est possible de retrouver une information manquante, ce qui n'est pas possible. Toute la science mise en œuvre produit les pixels les plus cohérents possibles avec les informations captées. Cohérent ne signifie pas exact.

Je me souviens d'une photo quadrillée de tramway dans laquelle avait été retiré un carré sur 9. L'algorithme testé reconstruisait une image parfaite. Mais, par rapport à l'original, le numéro d'immatriculation n'était pas le même.

Le raisonnement physique ne peut aller que jusqu'à la donnée brute du capteur (approximativement le Raw). Aller au-delà, ressemble à vouloir apprécier la chaîne optique de Monet à partir de l'un de ses tableaux.

Salutations

Sur la photo du post #28, à gauche, c'est un "brut" de RAW (juste éclairci sous Photoshop pour la lisibilité).


Cet exemple montre que le D800E est capable de résoudre des détails de ~4,7µm à f/11, ce qui n'est pas atteignable par un 24 ou 12 MPixels avec la même finesse...

[al646]

Je m'étais livré à quelques essais, il y a quelques années, pour essayer de voir l'influence du dématriçage sur la définition (avec Iris).


Sur le crop ci-dessous, on distingue clairement les lignes verticales de 1 pixel de large, et pas un gris uniforme 50% (pourtant, on est au-delà du critère de Nyquist).

A gauche, photo non dématricée (Iris), à droite photo dématricée "classiquement" et convertie en N&B.

(photo prise à f/11, sur D800E)

Sur d800 à f/11 on est dans les clous... si tu avais fait le test sur d850 à f/16, on aurait amha vu le phénomène

[al646]

   
Oh oui, il faut lire. Mesure faite avec un D850, pas un D3x.
"MTF (resolution) On the D850, the lens delivers very good resolution in the image center wide open..."

C'est toi même qui a affirmé que la résolution est divisée par deux lorsque la tache d'Airy a un diamètre de 2 photosites.
cf. quote en bas de ce post. Limite physique infranchissable, prouvée "mathématiquement", où la résolution du capteur est divisée par 2 en linéaire par 4 en surface, tout ça...

Puis tu es passé à 2  √2 x photosites; nouvelle limite infranchissable, prouvé démontré "mathématiquement"

Puis à 3 x photosites; nouvelle limite infranchissable, prouvé démontré...

Maintenant tu en es à 3  √2  photosites: "3 photosites de d850 ou z8 font 13 μm, pour que la tache d'Airy recouvre entièrement 3 photosites, il faut qu'elle fasse min 13 x √2"

Lentement mais surement on avance.

Ah, les grands mots pour cacher la misère. Ce critère est une estimation de la distance entre deux point (1 fois le rayon de la tache d'Airy) permettant de les séparer à l'oeil. Les maths n'ont rien à voir avec cette estimation.

Cela se produit à f/8 pour un D850.

Tu sais, quand tu nous expliquais qu'à cette valeur, on divisait par 4 la résolution du capteur.
Donc, selon toi, à f/8 un D850 ne fait pas mieux qu'un 12 Mpx.
Pas de chance, à F/8 comme à toutes les ouvertures, le D850 est largement devant un 24 Mpx (même pas un 12)

J'ai toujours affirmé que sur un d850 la diffraction commençait à f/9, j'ai aussi affirmé que la limite où la résolution était affectée était lorsque la tache d'airy recouvrait entièrement 2 photosites, et pour cela il faut forcément utiliser le facteur √2
Quand le cercle de la tache recouvre les coins des photosites, son diamètre atteint 2.83 photosites en largeur (3 pour le rouge) sur l'axe median et bien entendu, 2 photosites sur les coins.
J'ai ensuite fait le calcul à la fwhm en expliquant qu'à cette limite, on est absolument certain que la résolution linéaire était divisée par 2 suite aux remarques concernant l'atteunation de la tache sur les bords, au final, pas de miracle, à f/16 on est certain que le capteur 45 mp n'en résoud plus que le quart

[Verso92]

J'ai toujours affirmé que sur un d850 la diffraction commençait à f/9, j'ai aussi affirmé que la limite où la résolution était affectée était lorsque la tache d'airy recouvrait entièrement 2 photosites, et pour cela il faut forcément utiliser le facteur √2
Quand le cercle de la tache recouvre les coins des photosites, son diamètre atteint 2.83 photosites en largeur (3 pour le rouge) sur l'axe median et bien entendu, 2 photosites sur les coins.
J'ai ensuite fait le calcul à la fwhm en expliquant qu'à cette limite, on est absolument certain que la résolution linéaire était divisée par 2 suite aux remarques concernant l'atteunation de la tache sur les bords, au final, pas de miracle, à f/16 on est certain que le capteur 45 mp n'en résoud plus que le quart

Mon expérience est donc différente : au delà de f/5.6, d'après mes constatations, la diffraction intervient, que ce soit sur le D850... ou le D700.

[Guesset]

Sur la photo du post #28, à gauche, c'est un "brut" de RAW (juste éclairci sous Photoshop pour la lisibilité).


Cet exemple montre que le D800E est capable de résoudre des détails de ~4,7µm à f/11, ce qui n'est pas atteignable par un 24 ou 12 MPixels avec la même finesse...

Le nombre d'éléments du capteur compte naturellement pour la résolution. Mais cette dernière n'est effective qu'en données brutes. Tous les traitements qui suivent ajoutent des artefacts plus ou moins visibles (meilleur est le traitement, moins nous ne les percevons). Le résultat n'est pas tant l'exploitation des données existantes que l'ajout d'éléments inexistants. C'est nécessaire, mais le résultat n'est plus une transcription objective des données physiques.

Ainsi certains appareils permettent des prise multiples avec des micro déplacements, non pour augmenter la résolution, mais pour obtenir la résolution native complète (toutes les composantes de chaque pixel).

Dans ce cas seulement, l'image est physiquement en droite ligne avec la réalité physique (y compris les mouvements entre prises ). Et elle diffère de celle résultant d'un dématriçage.

Un logiciel doublant la résolution ne peut être une composante de la chaîne de capture. Pourtant, le dématriçage double les sites verts et quadruple les sites rouges et bleus. Il y a 2 fois plus d'éléments inventés que de d'élément captés. Que l'image sortante semble outrepasser Nyquist caractérise cet objet artificiel inspiré par les éléments réellement saisis.

Ce processus n'est pas critiquable. Il nous interdit cependant de prolonger une analyse objective de la chaîne de capture au delà des données brutes.

Salutations

[egtegt²]

Soit un pixel blanc à côté d'un noir, les 2 photosites à pa fwhm voient tous les 2 un gris 50%, comment retirer ce qui bave ou recréer une information qui a disparu sans IA?

Non, ça c'est faux, quelle que soit la taille de la tache d'Airy, il y aura une différence entre celle centrée sur le premier pixel et celle centrée sur le second.

Prends par exemple une image très simple : un point noir de la taille d'un pixel sur un fond uniformément blanc, même avec une tache d'Airy de 10x10 pixels (pour simplifier, je sais qu'elle est ronde ), la tache centrée sur le point sera un peu plus sombre et celles autour aussi, tu n'auras évidemment pas un pixel parfait mais pas non plus une image uniformément grise. Et pas besoin d'IA pour en déduire qu'il y a un point plus sombre à cet endroit.

[Verso92]

Un logiciel doublant la résolution ne peut être une composante de la chaîne de capture. Pourtant, le dématriçage double les sites verts et quadruple les sites rouges et bleus. Il y a 2 fois plus d'éléments inventés que de d'élément captés. Que l'image sortante semble outrepasser Nyquist caractérise cet objet artificiel inspiré par les éléments réellement saisis.

Ce processus n'est pas critiquable. Il nous interdit cependant de prolonger une analyse objective de la chaîne de capture au delà des données brutes.

Pas vraiment d'accord : il n'y a pas d'éléments de luminance inventés... juste en chrominance (qui est, comme chacun sait, secondaire dans la perception : pour preuve les algo du Jpeg).


D'ailleurs, pour s'en convaincre, on peut prendre l'exemple des capteurs monochromes.

[al646]

Non, ça c'est faux, quelle que soit la taille de la tache d'Airy, il y aura une différence entre celle centrée sur le premier pixel et celle centrée sur le second.

Prends par exemple une image très simple : un point noir de la taille d'un pixel sur un fond uniformément blanc, même avec une tache d'Airy de 10x10 pixels (pour simplifier, je sais qu'elle est ronde ), la tache centrée sur le point sera un peu plus sombre et celles autour aussi, tu n'auras évidemment pas un pixel parfait mais pas non plus une image uniformément grise. Et pas besoin d'IA pour en déduire qu'il y a un point plus sombre à cet endroit.

Tu as raison, bonne remarque et j'ai pris un mauvais exemple pour simplifier avec du noir et du blanc: un capteur a un matrice de Bayer RGB devant ses photosites pour restituer les couleurs, en fait le filtre de Bayer privilégie le vert (longueur d'onde moyenne) avec pour un pixel rouge et un bleu pour 2 pixels verts.
Si je prends un capteur et disons pour simplifier et que ce capteur travaille en 8 bit, soit 256 niveaux de 0 à 255
Pour capturer du blanc, il faut que les photosites RGB enregistrent idéalement tous un niveau 255 et pour du noir, un niveau 0 (le noir n'émet aucun longueur d'onde, donc pas de bavage...)
Dans mon exemple, pour le pixel blanc, si on suppose qu'il est projeté sur un photosite vert, ce photosite va enregistrer un niveau de 255, comme le pixel voisin est noir, imaginons qu'il soit capturé par un photosite bleu, ce photosite devrait enregistrer un niveau 0, mais comme la diffraction à la FWHM va baver avec une intensité de moitié sur les photosites adjacents, il va recevoir un niveau 127 au lieu de 0, par contre, s'il y a une alternance de pixels noirs et blancs, les photosites devant capturer les pixels noirs vont être inondés par les taches d'Airy de tous leurs voisins combinés et ils vont devenir gris très clair (quasi blanc)
Pour prendre un exemple ou les tache d'Airy se mélangent, il aurait fallu ne pas prendre de noir
;

[al646]

Rayleigh criterion: two airy disks are considered "just resolved" when the center of one airy disk aligns precisely with the first dark minimum of the other.
Well Resolved: The distance between disks is greater than the full width of an airy disk.
Just Resolved (Rayleigh Criterion): The distance is equal to exactly half the full width of an airy disk (or its radius). The dip in light intensity between the two peaks is roughly 26%. (courbe orange en pointillé dans le graphique de droite du post précédent)
No Longer Resolved: The distance falls below half the full width. The two patterns merge and can no longer be distinguished as separate objects.
Sparrow Limit: An alternative limit where the patterns are even closer, characterized by the total disappearance of the central dip in combined intensity (meaning the sum of the profiles creates a perfectly flat top)

[al646]

Mon expérience est donc différente : au delà de f/5.6, d'après mes constatations, la diffraction intervient, que ce soit sur le D850... ou le D700.

Pour préciser, sur un d850, un photosite fait 4.34 microns, quand que le disque d'Airy déborde d'un photosite, cela affecte le contraste, à f/5.6, le diamètre du disque d'Airy pour le vert est de 7.2 microns, il y a donc déjà un léger débordement sur les photosites voisins, mais cela provoque juste une petite perte de contraste...
- au delà de f/9, on commence à avoir une perte de résolution pour le rouge
- au delà de f/11 pour le rouge et le vert
- à f/16 la résolution linéaire est divisée par 2 (le disque d'Airy fait 20.5 microns pour le vert, 23 pour le rouge et 17.6 pour le bleu)
Bref, les disques d'Airy de 2 photosites adjacents se chevauchent sur approx 4 cinquièmes de leur diamètre et on a dépassé la limite de Sparrow (15.79 microns pour le vert)

[al646]

Pour préciser, sur un d850, un photosite fait 4.34 microns, quand que le disque d'Airy déborde d'un photosite, cela affecte le contraste, à f/5.6, le diamètre du disque d'Airy pour le vert est de 7.2 microns, il y a donc déjà un léger débordement sur les photosites voisins, mais cela provoque juste une petite perte de contraste...
- au delà de f/9, on commence à avoir une perte de résolution pour le rouge
- au delà de f/11 pour le rouge et le vert
- à f/16 la résolution linéaire est divisée par 2 (le disque d'Airy fait 20.5 microns pour le vert, 23 pour le rouge et 17.6 pour le bleu)
Bref, les disques d'Airy de 2 photosites adjacents se chevauchent sur approx 4 cinquièmes de leur diamètre et on a dépassé la limite de Sparrow (15.79 microns pour le vert)

[Verso92]

Pour préciser, sur un d850, un photosite fait 4.34 microns, quand que le disque d'Airy déborde d'un photosite, cela affecte le contraste, à f/5.6, le diamètre du disque d'Airy pour le vert est de 7.2 microns, il y a donc déjà un léger débordement sur les photosites voisins, mais cela provoque juste une petite perte de contraste...
- au delà de f/9, on commence à avoir une perte de résolution pour le rouge
- au delà de f/11 pour le rouge et le vert
- à f/16 la résolution linéaire est divisée par 2 (le disque d'Airy fait 20.5 microns pour le vert, 23 pour le rouge et 17.6 pour le bleu)
Bref, les disques d'Airy de 2 photosites adjacents se chevauchent sur approx 4 cinquièmes de leur diamètre et on a dépassé la limite de Sparrow (15.79 microns pour le vert)

Après, il s'agit de la théorie.


L'exemple posté plus haut montre que le D800E peut résoudre des détails de 1 pixels de large, alors que Shannon dit qu'il en faut deux minimum...  ;-)

[Guesset]

Pas vraiment d'accord : il n'y a pas d'éléments de luminance inventés... juste en chrominance (qui est, comme chacun sait, secondaire dans la perception : pour preuve les algo du Jpeg).

D'ailleurs, pour s'en convaincre, on peut prendre l'exemple des capteurs monochromes.

Sur un capteur avec une matrice colorée, toutes les luminances sont inventées. Un site qui va engendrer un pixel manque de deux composantes sur trois. Or pour avoir la luminance, il faut les 3 composantes. Par pixel, il y en a donc deux qui seront estimées (i.e. inventées).

Par ailleurs, les codages de sortie qui travaillent en Y, dR, dB sont tellement loin de la prise de vue, qu'ils sont encore plus disqualifiés dans une discussion qui, à mon sens, a le tord de vouloir prolonger l'analyse objective de la chaîne optique dans la zone d'interprétation.

La chroma n'est pas secondaire. La sensibilité de la perception de la couleur de peau le démontre. En revanche, elle n'a pas besoin d'autant de résolution que la vision achrome (populations de cônes et bâtonnets).
Comme déjà évoqué, il ne peut y avoir de problème avec le dématriçage de capteurs monochrome puisqu'il n'y a pas de matrice. Il capte une valeur monochrome qu'il faut éviter de considérer achrome (comme la luminance). Exemple, un capteur IR.

Salut

[Guesset]

...L'exemple posté plus haut montre que le D800E peut résoudre des détails de 1 pixels de large, alors que Shannon dit qu'il en faut deux minimum...  ;-)

Un détail de 1 pixel suppose que celui d'avant et celui d'après soient différents. La théorie de l'échantillonnage dit juste qu'il ne faut pas que le signal évolue plusieurs fois entre deux échantillons, la limite étant 1 fois. Cela implique une fréquence maximale (ici spatiale) moitié moindre de ce celle de l'échantillonnage.

Ce n'est pas un diktat théorique. Si ce n'est pas respecté, il y a repliement de spectre : les jolis moirés sur des chemises à fines rayures ou des tuiles. Les filtres diffuseurs devant le capteur avaient le rôle de passe-bas pour éviter cela. Le problème des repliements est qu'ils font apparaître des basses fréquences : les vagues de modulation du moiré. Or ces basses fréquences indues se mélangent aux mêmes tout à fait légitimes : exemple moiré et variations d'éclairage au travers d'un feuillage. Sur quel critère les séparer ?

Salut

[Verso92]

Sur un capteur avec une matrice colorée, toutes les luminances sont inventées.

Pas d'accord : il s'agit de la luminance mesurée pour la couleur correspondant au filtre devant le photosite, ce qui n'est pas tout à fait la même chose.


Sinon, le fait de considérer les artéfacts générés par le dématriçage vient, à mon avis, complexifier inutilement le débat sur la diffraction (l'objet de cette discussion). Considérons, donc, un capteur monochrome...  ;-)