A quant le capteur du Sony Alpha 7R VI dur un Z8 II?

[jenga]

la limite de Raleigh reste d'application

https://www.asml.com/en/technology/lithography-principles/rayleigh-criterion

C'est bien ce que j'écris depuis 2 pages... Dans ce lien, ASML situe la limite à:

CD = k1 • λ / NA  = 0.25 • λ / NA

C'est beaucoup moins que le diamètre de la tache d'Airy ( 2 * 1.22 * lambda / N)

(Heureusement, sinon on ne ferait pas des traits de 5 nm avec une tache d"Airy de 50 nm, et on ne pourrait pas scroller sur tik tok avec nos téléphones    )

[al646]

C'est bien ce que j'écris depuis 2 pages... Dans ce lien, ASML situe la limite à:

CD = k1 • λ / NA  = 0.25 • λ / NA

C'est beaucoup moins que le diamètre de la tache d'Airy ( 2 * 1.22 * lambda / N)

(Heureusement, sinon on ne ferait pas des traits de 5 nm avec une tache d"Airy de 50 nm, et on ne pourrait pas scroller sur tik tok avec nos téléphones    )

Je pense que tu n'as bien compris ce qui se cache derrière la formule CD = k1 • λ / NA
Cela ne mesure pas le diamètre de la tache d'airy, la formule vise à calculer la dimension critique d'un élément tel que la largeur d'une porte de transistor. Cette formule est liée à la première, mais est adaptée à cette industrie, mais  elle ne contredit en rien la formule classique de la diffraction qui détermine une limite physique incontournable.
De même, on ne parle pas d'ouverture mécanique comme en photo, mais d'ouvertue numérique... l'ouverture numérique est un concept adapté la lithographie... elle n'a rien à voir avec l'ouverture mécanique et elle dépend notamment de l'indice de réfraction du milieu dans lequel on évolue, cela amène à travailler par exemple dans l'eau !!
Bref, la formule que tu cites n'est pas du tout adaptée à la mesure de la diffraction en photographie, c'est une formule dérivée applicable à l'industrie de la lithographie, mais elle ne permet en rien d'imaginer que l'on peut espérer résoudre des détails en photo avec une tache d'airy qui s'étalle bien au delà de la limite de Raleigh.
Enfin, en lithographie, on utilise des longueurs d'onde invisible pour l'oeil humain, comme la diffraction est proportionnelle à la longueur d'onde, on peut se permettre de la diminuer en-dessous du spectre visible pour diminuer le CD
En photo, on est tenu de restituer le plus fidèlement possible les couleurs visibles par l'oeil humain, donc les longueurs d'onde rouges, vertes et bleues.
En résumé, la formule CD n'est pas adaptée pour mesurer la diffraction en photographie, il faut utiliser la formule permettant de calculer le diamètre de la tache d'airy, on ne pourra pas contourner la limite physique de Raleigh, ni travailler dans l'eau ou avec des longueurs d'ondes invisibles pour l'oeil humain, on ne va pas non plus travailler avec des objectifs ouverts constamment à f/1.2  pour pouvoir monter en résolution, tout ce que l'on peut imaginer en lithographie n'est pas transposable en photo.
Bref, mes calculs pour un capteur 45 mp sont corrects et au-delà de f/9, il est impossible de conserver la pleine résolution du capteur, alors un capteur 68 mp, pourquoi pas, mais en restant conscient qu'à f/9, on ne pourra pas résoudre plus de 45 mp, et plus on ferme, plus cela diminue pour brutalement être divisé par 4 quand on franchit la limite de Raleigh pour le bleu.

[al646]

J'avais lu qu'à partir de 2 on a un mélange total des pixels adjacents, qui divise par 2 la résolution linéaire et donc par 4 en surface

Donc, à F/7, un D850 ne donnera rigoureusement pas plus d'information qu'un 12 Mpx... Cela te semble vraiment réaliste?

(dans un post précédent, j'avais effectivement oublié un facteur 2 et écrit f/14. Mea culpa. Mais c'est pire d'écrire cela à f/7 AMHA)

Je ré-explique:
A partir de 2 pixels suffisamment recouverts par la tache d'airy, et ce pour une longueur d'onde donnée... si la tache d'airy recouvre tout juste 2 pixels (en linéaire), vu que c'est un cercle, pour qu'elle couvre l'entièreté du photosite, elle doit déborder du photosite sur l'axe médian. Le souci est aussi que la lumière incidente d'un détail à capturer, n'est pas supposée arroser nécessairement un photosite en son milieu (le linéaire est pratique pour les calculs, mais en surface, c'est plus facile pour la compréhension) Par ex, si la tache recouvre entièrement 9 pixels (le pixel central et les 8 qui l'entourent), la résolution est alors divisée par 9 (la tache recouvre entièrement 3 pixels en linéaire)
Bref, il faut que je retrouve cet article certes indigestes, mais il y avait des magnifiques schémas.
Dans mon exemple, la tache était centrée entre 2 pixels et si elle recouvre entièrement 2 pixels, elle déborde sur les photosites voisins sur l'axe médian, la résolution est alors divisée par 4
Pour faire le calcul, on prend la longueur d'onde moyenne (vert), mais si sur la photo on a peu de rouge et beaucoup de bleu et de vert, la perte en résolution devrait idéalement être calculée pour chaque longueur d'onde en fonction du nombre de pixel par couleur, on simplifie en utilisant le vert.
Pour les calculs de la limite de Raleigh, afin de tenir compte du fait que le disque d'airy doit entièrement couvrir les photosites affectés, il faut utiliser un facteur correctif √2 (cf formule du carré inscrit dans un cercle: diam cercle = côté carré x √2)
Donc pour un d850 dont chaque photosite fait 4.34 μm, 2 photosites adjacents en linéaire font donc 8.68 μm, le disque d'Airy pour recouvrir intégralement les 2 photosites et atteindre la limite de Raleigh doit faire 8.68 X √2 = 11.7 μm. (en supposant pour le calcul que le disque d'airy est centré au milieu des 2 pixels)
Le calcul du diamètre de la tache d'airy pour le vert (0.525 μm) donne:
D = 2.44 x λ x A (A = ouverture)
Soit:
D (f/5.6) = 7.2 μm (on est bon partout, la tache d'airy ne déborde pas du tout d'un seul photosite)
D (f/8) = 10.2 μm (on est bon partout, mais la tache d'airy déborde partiellement sur les photosites adjacents, on perd juste en contraste)
D (f/9) = 11.5 μm (on est tout juste bon, on perd déjà en résolution dans le rouge)
D (f/11) = 14.1 μm (on perd en résolution pour le rouge et le vert, on est limite pour le bleu)
D (f/16) = 20.5 μm (on perd en résolution pour toutes les couleurs, limite dépassée, la résolution linéaire est divisée par 2 et donc par 4 pour le capteur)

Mes calculs sont corroborés par l'IA (ce n'est pas toujours le cas, l'IA peut se planter, moi aussi)
AI Overview              
At f/16, diffraction limits the Nikon D850's 45.7-megapixel resolution to an effective output of about 11 megapixels. While your RAW files remain 8256 x 5504 pixels, the actual resolved micro-contrast and fine details are severely softened by physics, making it indistinguishable from a lower-resolution camera.

[jenga]

Je pense que tu n'as bien compris ce qui se cache derrière la formule CD = k1 • λ / NA
Cela ne mesure pas le diamètre de la tache d'airy, la formule vise à calculer la dimension critique d'un élément tel que la largeur d'une porte de transistor.

CD = k1 • λ / NA est la dimension des traits (en fait une paire clair/sombre) que le stepper image sur la résine.

Comment expliques-tu que cette résolution soit 5 à 10 fois plus petit que la tache d'Airy, quand tu affirmes par ailleurs que la résolution est limitée à la moitié?

[jenga]

Cette formule est liée à la première, mais est adaptée à cette industrie, mais  elle ne contredit en rien la formule classique de la diffraction qui détermine une limite physique incontournable.

La diffraction est un phénomène physique: vrai

Le fait que la machine d'ASM résolve des motifs 5 à 10 fois plus petits que la tache de diffraction ne contredit pas la théorie de la diffraction: vrai

La diffraction est une limite incontournable: pas au sens où tu l'écris (limite de résolution à Airy/2 ou /3, peu importe

[jenga]

Donc pour un d850 dont chaque photosite fait 4.34 μm,

D (f/5.6) = 7.2 μm (on est bon partout, la tache d'airy ne déborde pas du tout d'un seul photosite)


Mes calculs sont corroborés par l'IA

Donc un cercle de 7 microns ne déborde pas du tout d'un photosite de 4 microns 

[GLR30]

Bonjour
Loin de vos savants calculs, je me livre souvent à mes moments perdus à des comparatifs entre mes optiques, principalement mes supertéléobjectifs.
Je fais cela en « amateur » mais avec beaucoup de rigueur je crois : Usage d'un trépied bois Berlebach très massif (Uni 16C), mises au point manuelles très soignées, multiples et refaites à chaque prise, déclenchements avec télécommande et, si boîtier reflex, miroir relevé et/ou obturation électronique avec le D850, etc.
Les tests en intérieur permettent de s'affranchir des effets délétères de la turbulence atmosphérique.
Dans ces conditions j'ai plusieurs motifs imprimés permettant un très bon jugement des capacités de contraste et résolution des optiques.

Or j'ai quasi toujours constaté une baisse du contraste surtout, mais aussi dans une moindre mesure de la résolution, dès F8 parfois même dès f5,6, ceci bien sûr d'autant plus que l'objectif est de très haute qualité.
En voici un exemple typique observé avec mon objectif « étalon » le Nikkor AFS 4/600E FL que je considère comme quasi parfait (et sur lequel je ferais peut être un retour si j'en trouve le temps) :
Ce dessin de Toucan mesure environ 15mm et se trouve sur un petit bocal de poivre.
Je viens d'essayer, avec mes excellentes lunettes qui me donnent encore 11 à 12 dixièmes, en accommodant à 30cm et en plaçant le sujet au soleil je n'arrive pas vraiment à distinguer le semis de petits points dans les diverses zones colorées, seule la trame rouge au centre du bec commence, à mes yeux, à montrer un début de séparation, mais très partielle...

A gauche à pleine ouverture, à droite à f8 sur boîtier D7200, objectif AFS 4/600E FL (probablement ici près de sa mise au point mini)
On voit que l'image à F8 est moins contrastée que celle à pleine ouverture et ce comportement est typique de ce que j'observe habituellement avec cet objectif. A f5,6 les résultats sont très comparables avec la pleine ouverture avec parfois déjà une infime baisse perceptible !

[al646]

Donc un cercle de 7 microns ne déborde pas du tout d'un photosite de 4 microns 

Ne déborde pas d'un seul des 2 photosites, me suis mal exprimé

[Verso92]

Bonjour
Loin de vos savants calculs, je me livre souvent à mes moments perdus à des comparatifs entre mes optiques, principalement mes supertéléobjectifs.
Je fais cela en « amateur » mais avec beaucoup de rigueur je crois : Usage d'un trépied bois Berlebach très massif (Uni 16C), mises au point manuelles très soignées, multiples et refaites à chaque prise, déclenchements avec télécommande et, si boîtier reflex, miroir relevé et/ou obturation électronique avec le D850, etc.
Les tests en intérieur permettent de s'affranchir des effets délétères de la turbulence atmosphérique.
Dans ces conditions j'ai plusieurs motifs imprimés permettant un très bon jugement des capacités de contraste et résolution des optiques.

Or j'ai quasi toujours constaté une baisse du contraste surtout, mais aussi dans une moindre mesure de la résolution, dès F8 parfois même dès f5,6, ceci bien sûr d'autant plus que l'objectif est de très haute qualité.
En voici un exemple typique observé avec mon objectif « étalon » le Nikkor AFS 4/600E FL que je considère comme quasi parfait (et sur lequel je ferais peut être un retour si j'en trouve le temps) :
Ce dessin de Toucan mesure environ 15mm et se trouve sur un petit bocal de poivre.
Je viens d'essayer, avec mes excellentes lunettes qui me donnent encore 11 à 12 dixièmes, en accommodant à 30cm et en plaçant le sujet au soleil je n'arrive pas vraiment à distinguer le semis de petits points dans les diverses zones colorées, seule la trame rouge au centre du bec commence, à mes yeux, à montrer un début de séparation, mais très partielle...

A gauche à pleine ouverture, à droite à f8 sur boîtier D7200, objectif AFS 4/600E FL (probablement ici près de sa mise au point mini)
On voit que l'image à F8 est moins contrastée que celle à pleine ouverture et ce comportement est typique de ce que j'observe habituellement avec cet objectif. A f5,6 les résultats sont très comparables avec la pleine ouverture avec parfois déjà une infime baisse perceptible !

Tout comme toi, je privilégie l'aspect pratique...  ;-)


Comme illustré précédemment, je constate une (légère) dégradation du f/2.8 45 PC-E dès f/8 sur D850 (par rapport à f/5.6, donc).

Il y a de nombreuses années, j'avais posté sur le forum des essais voisins, mais cette fois-ci, c'était avec le f/2.8 24-70G, sur D700. Là aussi, j'avais constaté une (légère) baisse de qualité en passant de f/5.6 à f/8 (avec des photosites de 9µm, pour le coup...).

[al646]

La diffraction est un phénomène physique: vrai

Le fait que la machine d'ASM résolve des motifs 5 à 10 fois plus petits que la tache de diffraction ne contredit pas la théorie de la diffraction: vrai

La diffraction est une limite incontournable: pas au sens où tu l'écris (limite de résolution à Airy/2 ou /3, peu importe

Je ne sais pas où tu as vu cela, avec des UV extrêmes (EUV) de longueur d'onde de 13.5 nm, le CD le plus petit est de 8 nm:

The smallest CD sizes achieved by modern lithography equipment are:8 nm CD: Achieved by the newest High-NA EUV (Extreme Ultraviolet) lithography systems, such as the ASML TWINSCAN EXE series. They use a 13.5 nm light wavelength paired with a 0.55 Numerical Aperture lens

[al646]

Tout comme toi, je privilégie l'aspect pratique...  ;-)


Comme illustré précédemment, je constate une (légère) dégradation du f/2.8 45 PC-E dès f/8 sur D850 (par rapport à f/5.6, donc).

Il y a de nombreuses années, j'avais posté sur le forum des essais voisins, mais cette fois-ci, c'était avec le f/2.8 24-70G, sur D700. Là aussi, j'avais constaté une (légère) baisse de qualité en passant de f/5.6 à f/8 (avec des photosites de 9µm, pour le coup...).

Les 2 aspects sont importants, mais pour les résultats, c'est l'aspect pratique qui prévaut.
Sur le D700 à f/8, la tache d'airy déborde un peu d'un seul pixel, mais tu as une excellente vue pour remarquer cela, je n'ai malheureusement pas une vision aussi bonne que toi, mais cela corrobore la théorie.
Merci pour tes retours sur l'aspect pratique, je sais que tu fais preuve de rigueur et se ce fait c'est toujours intéressant

[GLR30]

Tout comme toi, je privilégie l'aspect pratique...  ;-)

Oui, moi aussi, mais sans dénigrer l'importance des calculs évidemment, car c'est par eux que les concepteurs nous proposent nos belles optiques, entres-autres.
Ce n'est pas mon domaine, voilà tout.

[Verso92]

Oui, moi aussi, mais sans dénigrer l'importance des calculs évidemment, car c'est par eux que les concepteurs nous proposent nos belles optiques, entres-autres.
Ce n'est pas mon domaine, voilà tout.

Et puis, il ne faut pas perdre de vue l'essentiel, à savoir la photo.

Le bénéfice d'une PdC accrue est quelquefois plus important que la légère perte de qualité optique, n'est-ce pas ?


(d'où mes essais, à l'époque, pour essayer d'évaluer au mieux la perte de def' et jusqu'où il était raisonnable d'aller... compromis, comme souvent !)

[GLR30]

Et puis, il ne faut pas perdre de vue l'essentiel, à savoir la photo.

Le bénéfice d'une PdC accrue est quelquefois plus important que la légère perte de qualité optique, n'est-ce pas ?


(d'où mes essais, à l'époque, pour essayer d'évaluer au mieux la perte de def' et jusqu'où il était raisonnable d'aller... compromis, comme souvent !)

Oui, nous sommes d'accord 
Disons que quasiment toutes mes images étant réalisées avec des téléobjectifs utilisés à leur pleine ouverture 99,99% du temps, ces essais m'intéressent pour... mon usage.

[GLR30]

Et puisque nous "pinaillons" je rebondis sur le post (84) de 55micro qui, au sujet d'une vidéo* de C. Frost essayant le 2/200 Sigma, dit :
"Par exemple et puisque le sujet était l'intérêt du crop avec les télés, sur le Sigma 200mm f/2 et à 61 Mpix la diffraction apparaît légèrement à f/11 et de façon plus prononcée à f/16, réduisant la résolution perçue".

Euh...
Voici mes essais avec le Panasonic S1R, 24x36 de 47,3MO :
Autre sujet particulièrement difficile pour les optiques (et capteurs) : le cercle jaune mesure moins de 9mm de diamètre et avec une excellente vue, de très près et sous forte lumière on peut tout au plus percevoir un léger grisonnement sur le jaune, tandis que dans le A renversé, qui figure des cornes de chèvres (c'est une étiquette de Pélardon des Cévennes) il est impossible de remarquer la trame (beaucoup d'optiques n'y parviennent pas sans un minimum de fermeture du diaphragme)
je crois que vous en conviendrez : F11 est bien moins percutant que F2,8 qui est pour moi le meilleur diaphragme, mais même la pleine ouverture fait bien mieux que F11, mais aussi que F8.
Alors, le léger effet de diffraction à f11 sur 61MO, mouais...
Edit : j'ai oublié de préciser (je croyais qu'on le voyait en bas mais j'ai trop coupé) : c'est à 200% des pixels
* je n'ai pas visionné la vidéo.

[GLR30]

Évidemment, ce genre d'optique doit, pour mon usage, donner le maximum de performances au plus près de la pleine ouverture, puisque utilisée toujours grand'ouverte en faible condition lumineuse dans quasi tous les cas.

[55micro]

Évidemment, ce genre d'optique doit, pour mon usage, donner le maximum de performances au plus près de la pleine ouverture, puisque utilisée toujours grand'ouverte en faible condition lumineuse dans quasi tous les cas.

En fait, l'origine de la discussion est le post de kochka, qui voudrait le 67 Mpix pour gagner en crop par rapport à son Z8 45 Mpix, équipé du 600mm f/6,3 et du TC14, donc f/9 au plus ouvert. Et le débat : à ce diaph, va-t-il gagner quelque chose ou bien le gain sera-t-il annulé par l'effet de la diffraction commençant à se faire sentir.

Les bonnes âmes pouvant se cotiser pour lui offrir un 800mm f/4 sont les bienvenues ;-)

[al646]

Et puisque nous "pinaillons" je rebondis sur le post (84) de 55micro qui, au sujet d'une vidéo* de C. Frost essayant le 2/200 Sigma, dit :
"Par exemple et puisque le sujet était l'intérêt du crop avec les télés, sur le Sigma 200mm f/2 et à 61 Mpix la diffraction apparaît légèrement à f/11 et de façon plus prononcée à f/16, réduisant la résolution perçue".

Euh...
Voici mes essais avec le Panasonic S1R, 24x36 de 47,3MO :
Autre sujet particulièrement difficile pour les optiques (et capteurs) : le cercle jaune mesure moins de 9mm de diamètre et avec une excellente vue, de très près et sous forte lumière on peut tout au plus percevoir un léger grisonnement sur le jaune, tandis que dans le A renversé, qui figure des cornes de chèvres (c'est une étiquette de Pélardon des Cévennes) il est impossible de remarquer la trame (beaucoup d'optiques n'y parviennent pas sans un minimum de fermeture du diaphragme)
je crois que vous en conviendrez : F11 est bien moins percutant que F2,8 qui est pour moi le meilleur diaphragme, mais même la pleine ouverture fait bien mieux que F11, mais aussi que F8.
Alors, le léger effet de diffraction à f11 sur 61MO, mouais...
Edit : j'ai oublié de préciser (je croyais qu'on le voyait en bas mais j'ai trop coupé) : c'est à 200% des pixels
* je n'ai pas visionné la vidéo.

Après quand il y a des presentations de matos, il faut s'assurer que la personne ne soit pas sponsorisée par la marque et que les tests soient réalisés de manière scientifique... quand on dit légèrement, selon la personne et son niveau de tolérance, c'est subjectif, avec des mesures et des chiffres, c'est plus objectif.
Une collègue me disait qu'il ne faisait pas très chaud au bureau et son voisin disait qu'il avait légèrement trop chaud, en toute objectivité, il y avait 23 degrés...

[al646]

En fait, l'origine de la discussion est le post de kochka, qui voudrait le 67 Mpix pour gagner en crop par rapport à son Z8 45 Mpix, équipé du 600mm f/6,3 et du TC14, donc f/9 au plus ouvert. Et le débat : à ce diaph, va-t-il gagner quelque chose ou bien le gain sera-t-il annulé par l'effet de la diffraction commençant à se faire sentir.

Les bonnes âmes pouvant se cotiser pour lui offrir un 800mm f/4 sont les bienvenues ;-)

La réponse est dans ce fil, à f/9, le capteur ne résoudra pas plus de détail qu'un Z8...

[meregigi]

Et ils insistent les prix Nobel de physique...

[GLR30]

En fait, l'origine de la discussion est le post de kochka, qui voudrait le 67 Mpix pour gagner en crop par rapport à son Z8 45 Mpix, équipé du 600mm f/6,3 et du TC14, donc f/9 au plus ouvert. Et le débat : à ce diaph, va-t-il gagner quelque chose ou bien le gain sera-t-il annulé par l'effet de la diffraction commençant à se faire sentir.

Les bonnes âmes pouvant se cotiser pour lui offrir un 800mm f/4 sont les bienvenues ;-)

Oui oui, c'était entendu, mais c'est l'avis du testeur qui (comme souvent) m'a fait réagir...
Tiens, Just for fun, comme l'a écrit Verso plus haut :
Le même type de motif, même dimensions, mais juste une étiquette différente, avec le 4/600 +TC17EII soit 1000mm F6,7, sur Z8 à pleine ouverture, lumière intérieure atténuée (1/2,5ème de seconde !), crop 100%
Ici la résolution doit être inférieure à 1/20ème, peut être 1/30ème de mm (voire moins, j'ai pas calculé ( ;-)).
Remarquez la trame dans les lettres noires, exceptionnellement difficile à mettre en évidence.

Peut être que cette configuration suffirait à Kochka ?
Bon, j'arrête avec ça.

[jenga]

Je ne sais pas où tu as vu cela, avec des UV extrêmes (EUV) de longueur d'onde de 13.5 nm, le CD le plus petit est de 8 nm:

Tu peux trouver cela sur n'importe quel site de fondeur, voir les process de TSMC par exemple.
Ou bien une synthèse, par exemple à
https://www.patsnap.com/resources/blog/articles/asml-euv-and-high-na-lithography-technology-roadmap/

"By 2023, ASML had captured 100% market share in EUV  lithography, with leading foundries deploying more than 150 EUV scanners for 7nm, 5nm, and 3nm production — and EUV reduced multi-patterning steps by 30–50%"