Rendement quantique du 40D, 50D, 5D, 5D MarkII (perfos détecteur...)

Démarré par cbuil, Janvier 25, 2009, 19:01:35

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Yves

#25
Janvier 26, 2009, 02:26:10
Citation de: stingray le Janvier 25, 2009, 22:44:36Sinon Yves, je ne suis pas sur que les CMOS souffrent tant que cela de déficit de rouge. Si tu jette un coup d'oeil sur les spec des CCD kodak à matrice de bayer, les trois couleurs sont plus "équilibrées" mais c'est surtout car il n'y a pas de filtre IR (tout comme les mesures de Christian sur le 40D défiltré). Les QE peak des CCD kodak modernes (KAF-39000 ou KAF-50100) ne sont pas mieux que ceux des CMOS Canon (c'est même moins bien). Dans le proche IR par contre, cette histoire de tension doit prendre plus d'importance.
Citation de: Olivier-P le Janvier 25, 2009, 23:48:21
Je ne pense pas que cela soit une vérité, et que tout est lié au filtre IR voulu par le constructeur. Je pense vraiment que c'est plutot une forme spectrale recherchée, c'est à dire exactement l'inverse du processus.

Effectivement mon hypothèse ne tient pas, je n'avais pas fait assez attention aux courbes du 40D partiellement défiltré données par Christian. Je suis étonné que le filtre IR s'étende notablement en dessous de 600nm (!). À cette longueur d'onde apparemment presque 30% du rayonnement est perdu rien que par ce filtrage. Ça me semble un filtrage très sévère.

Citation de: vianet le Janvier 25, 2009, 21:23:41Par définition, un CCD est sensé mieux utiliser la surface de capture photo-électronique. Mais le codage des information en numérique au plus près de la source permet un meilleur traitement du signal et donne une grande importance aux algorithmes de traitement in-camera ainsi qu'en post-traitement.
Citation de: geo444 le Janvier 25, 2009, 22:37:55
ce sera bientot du passé ça aussi !...
... rappelle toi de ce fil : Circuiterie & Electronique passent a la cave :

http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,17573.0.html

comme les DSLR ont les photosites de + en + petits... ça pourrait bien servir...

Tout est dans le "bientôt"! J'attends de voir ça à un prix accessible non pas sur un capteur de photophone, mais sur un APS-C ou un 24x36...  ;)

Citation de: eric-p le Janvier 26, 2009, 01:11:53Sur un livre que je possède,on m'indiquait que le rendement des CCD dans le bleu était mauvais et que la technique du rétroéclairage permettait de retrouver un rendement élevé dans cette longueur d'onde:D'où ma surprise en voyant un rendement comparable à celui du vert.

Ça dépend du type de CCD :

* pour les CCDs "full frame", il y a en effet généralement un déficit dans le bleu, dû à la présence des électrodes des "photogates", aux travers desquelles doit passer la lumière incidente. Ce déficit est résorbé par l'utilisation d'électrodes transparentes (en ITO en général), comme c'est le cas pour le CCD Kodak KAF-3200ME pris comme référence par Christian pour faire ses mesures. Les CCDs full frame amincis et éclairés par l'arrière ne soufrent bien sûr pas non plus de ce déficit

* pour les CCDs à transfert interligne (ceux utilisés sur les camescopes, ou encore les Nikon D70, D200) il n'y a pas de déficit dans le bleu car les éléments sensibles sont des photodiodes et non des photogates, donc pas d'électrode à tranverser

Olivier-P

#26
Janvier 26, 2009, 02:56:51


Ok Yves.

Pour le rouge, le 600nm qui commence à être touché est l'exemple typique de la minimisation drastique des IR. C'est en fait un pb complétement insoluble en colorimétrie d'avoir un rouge exact, si le vert est légérement pollué en R ( donc IR ), les balances des blancs sont totalement impossibles à redresser. Donc il faut couper le canal rouge, et remonter plus tard en tant que canal isolé. De plus à partir du moment où on a coupé le rouge assez haut comme tu le remarques, la pente restante doit être conforme à la vision humaine, donc de plus on casse les fins de 700nm plus bas qu'en théorie l'homme supporte. Peu important. Ce sont des compromis qui sont les seuls possibles.

Pour les bleus, c'est un autre probleme que tu décris bien ( j'ignorais les termes des electroniques faisant barrages) de faiblesse de rendement, et ici il existe la parade en filtre, on laisse passer plus que serait prévu par l'équilibre chromatique, et ... cela ne gene pas le vert ( spectre voisin ) car les spectres sont bien éloignés, contrairement aux rouges et verts bien proches. J'évoquais aussi les triches ( ruses ) faites par certains fabricants de Dos num. Sur certains on aperçoit en spectral pur, des UV présents, complétement en dehors du Locus Spectrum ( gamut humain ), qui ne sont là que pour minimiser le bruit ( SB meilleur ). Ceci n'a pas d'incidence sur le gamut vert comme dit précédemment, mais ... il faut nommer un chat un chat, les gamuts de ces profils apn sont assez difficilement équilibrables. C'est un pb inconnu du public et des utilisateurs de dos, il faut dire que l'exactitude de repro n'est pas le principal souci de la photographie d'art, et le bruit maitrisé est lui "sympathique".

Amitiés 
Olivier

geo444

#27
Janvier 26, 2009, 03:08:30 Dernière édition: Janvier 26, 2009, 03:16:54 par geo444
Citation de: Olivier-P le Janvier 26, 2009, 02:56:51

... il faut dire que l'exactitude de repro... n'est pas le principal souci de la photographie d'art...

??? ??? ??? ??? ??? ???

::) ::) ::) ::)

:o :o

  ;D

Olivier-P

#28
Janvier 26, 2009, 03:41:51

Je ne veux pas vous ennuyer avec la colorimétrie, mais je vais vous indiquer des analogies.

Revenons sur le rouge. Le rouge est exact sur son canal, mais le IR s'il n'est pas coupé, peut doper le vert. Le vert isolé du gain rouge, restera exact. L'affaire est entendue.

Pour le bleu, certains Dos ou Apn avec UV présents ( donc réintégrés comme bleus réels pour l'apn) donnent une coloration un peu froide. Je vous donnerai des diagrammes 3D en xyY demain. On peut faire une analogie grossière pour être compréhensible, par exemple les néons des lampes Eco sont parfois des 5000K, 5500K, voire des 6500K. TC équilibrées. Mais ces sont des spectres faux, une grosse bosse dans le bleu-vert donne la TC finale. Comme le spectre n'est pas régulier, l'homme voit ces 5000K comme étant ... glaciaux ! Idem pour les dalles d'ordinateurs portables, avec des couleurs de TC à 5000 ou 6000k, les néons arrieres ont des spectres tout aussi irréguliers avec un bleu dopé. C'est glacial, et de plus ce n'est pas équilibrable correctement par une sonde de façon optimum, la sonde devient folle ( jaune ).

* Réponse à Geo : la reproduction dont je parle est la fidélité absolue pour les oeuvres d'art, il faudra éviter à ce titre les apn avec spectre contenant des UV ou des IR. On le saura en regardant le profil de l'engin en spectral. Sinon bien entendu que les apn en général sont tres fidèles.
Amitiés 
Olivier

Yves

#29
Janvier 26, 2009, 05:55:21
D'accord pour le filtrage IR qui s'étend loin dans le rouge, j'ai regardé différentes docs et le filtrage effectué par Canon semble effectivement assez "normal", alors qu'il me paraissait très élevé (je n'ai pas l'habitude des comparaisons précises d'efficacité quantique avec/sans filtre photo, et dans mon travail il n'y a jamais de filtre IR sur les capteurs...).

Sinon encore bravo à Christian -- maintenant il va falloir qu'il fasse cette mesure d'efficacité quantique pour chaque nouvel appareil qui sort  :D

stingray

#30
Janvier 26, 2009, 10:03:43
Citation de: cbuil le Janvier 26, 2009, 00:22:27
C'est ambigue c'est vrai. Je ne savais où mettre cette info dans le tableau, puisque bien sur la notion
ISO ne s'applique pas à une caméra telle que la QSI532. J'ai mis cela au centre, mais c'est découplé
des 400ISO donc (la double barre verticale du tableau indique la "séparation" des deux mondes).
Ok Christian, merci.
Ca me faisait bizarre de voir le full well du KAF-3200 en face des "full well" Canon à 400iso.

cbuil

#32
Janvier 26, 2009, 15:20:29
J'entend et je comprend ce que dit Olivier-P sur les soucis de colorimétrie. C'est pas mon métier direct mais j'imagine bien le casse-tête.

Il est clair que Canon (mais Nikon et autres font pareil bien sur) ne rabotte pas la réponse dans le rouge pour le simple plaisir. Il s'agit donc de faire en sorte que le rendement absolu de l'ensemble capteur + filtre approche celui de l'oeil. D'où la présence d'un violent filtre de coupure du rouge (très progressif en fait en partant de 500 nm et finissant vers 680 nm environ). On est loin d'un beau passe-bande aux flancs bien raides (et dont on réverait lorsqu'il s'agit de détourner l'usage du boitier vers des applications astros par exemple).

Mais quant même, en ne modifiant pas la forme de la réponse spectrale en R, elle la mutipliant par une constante, disons 1,5 , ca serait bien sympa ! Là c'est le détecteur qui fait le boulot. Yves dit avec justesse que l'on peut avoir une techno type photogates ou photodiodes. J'ai été surpris je vous cache pas du fort rendement dans le bleu. Cela militerait pour une réponse nous approchant de la photodiode, d'où un déficit dans le rouge dès le départ - avant même que le filtre fasse son (sale et indispensable) boulot.

En flux optique  intégré dans chacune des bandes R, V et B pour un éclairement solaire typique, la bande R est en retard par rapport au V. Pour retrouver l'équilibre chromatique il faut multiplier le signal collecté en R par un coefficient supérieur à 1 (typiquement 1,5 à 2). Cela cause une remonté du bruit dans cette bande. C'est la raison pour laquelle il faut suivre de près ce paramètre de QE d'une génération de reflex à la suivante pour juger les progrès technologiques effectifs (avec un impact direct sur la qualité image, même en usage normal, pas que "scientifique").

Christian B

dioptre

#33
Janvier 26, 2009, 17:16:00
Les courbes ressemblent étrangement aux courbes de sensibilité spectrale des films ( exemple d'une fujichrom)

dideos

#34
Janvier 26, 2009, 19:35:08
Merci encore une fois Christian pour cette etude inédite, colossale (j'ai lu les details dans astrosurf) et pleine d'enseignements.
- Comme pour les autres, le deficit de sensibilté dans le rouge est une surprise pour moi. Cela dit moi aussi je travaille (surtout) avec des N/B.
- Que donnerait un cmos sans Bayer ? mystere et boule de gomme.
- Décidément ce bruit de lecture +/- indépendant du gain des amplis... C'est quoi ce bouleau de cochon ?  ca me plait guere. Ca confirme ce que Thierry (avec Iris) et DXO (avec leur truc je suppose) ont deja mesuré. Va falloir que je regarde ca sur le mien. Je crains que ce soit un résidu de banding. Pour changer je vais faire avec dpp et ImageJ :)
- le 50d a peut etre un petit poil d'avantage sur les autres coté techno, mais sa capacité limitée l'oblige a faire travailler son capteur bien plus bas pour preserver la dynamique vers le haut. Bien plus bas, cad plus pres de la zone crapoteuse. Bilan des courses .. pour une utilisation generaliste je suis pas sur que ce soit positif.
Ah si ya un truc qui m'a fait tiquer a la 1ere lecture : le bruit de lecture en e- . 26.9 a 100 iso,  2.8 a 1600 iso. Je comprends la convention (bruit equivalent ramené a l'entree, en e-) mais ca surprend si on calcule la dynamique avec les e- :)
Un petit coup ?

cbuil

#35
Janvier 26, 2009, 20:02:54
Dideos, tu sais que la sensibilité en Halpha c'est pas vraiment ca avec un APN non défiltré
(Halpha, une raie spectrale importante en astro situé à 656 nm pour les non astro) - nous astrophotographe ont a vu vite la chose, ca confirme.

Dioptre, ca fait longtemps que je n'avais pas vu de courbe pour des films. Tiens, mais, la sensibilité vers le rouge
profond était à l'époque nettement plus forte que ce qu'on nous offre avec les APN (et au fait,
on faisait de très bonnes photos en Halpha avec les films !) ! Mais pourquoi cette évolution avec les reflex ??

Christian B

astrophoto

#36
Janvier 26, 2009, 20:35:29
pourquoi, en effet ? Il y a deux possibilités, soit le capteur a un déficit de sensibilité dans le rouge, soit le filtre rouge est très absorbant (et dans ce cas c'est voulu). Et si c'était pour donner plus de marge aux rouges, pour qu'ils saturent moins vite quand ils sont majoritaires, c'est à dire en éclairage artificiel courant ? On voit parfois des gens se plaindre qu'en photo de nuit, des rouges saturés deviennent jaunes, ce serait pire si le pic du rouge était au même niveau que ceux du vert et du bleu. Avec les MF qui travaillent probablement en lumière plus contrôlée, un pic plus haut dans le rouge comme en présentent les CCD Kodak qu'on trouve sur les MF serait moins un problème. Enfin quoi qu'il en soit, on n'a pas de chance avec le rouge, nous les astronomes, il aurait mieux valu que ce soit le bleu   :-\
Thierry Legault
astrophoto.fr

dideos

#37
Janvier 27, 2009, 00:25:39
bon, bin sur le point particulier du bruit de lecture, j'ai refait sur le mien avec rawanalyse finalement.
Je trouve comme tout le monde :)
Il y a une composante non négligeable indépendante du gain electronique, qui est un melange de bruit electronique type banding, mais aussi de bruit d'apparence plus naturelle. Faudrait s'amuser a faire plusieurs images pour voir si c'est un résidu de FPN.

Stingray, t'avais raison. J'avoue que je suis surpris (et déçu), j'ai pas l'habitude de voir ca. C'est vraiment pas terrible de la part de Canon, ils feraient mieux de travailler la dessus. Je suppose que toute la gamme Canon est pareille, mais c'est d'autant plus visible que le détecteur est bon.
Accessoirement ca explique la supériorité du d3x a 100 iso.
Un petit coup ?

geo444

#38
Janvier 27, 2009, 00:37:43 Dernière édition: Janvier 27, 2009, 00:45:03 par geo444
Citation de: dideos le Janvier 27, 2009, 00:25:39
... J'avoue que je suis surpris (et déçu), j'ai pas l'habitude de voir ca. C'est vraiment pas terrible de la part de Canon, ils feraient mieux de travailler la dessus. Je suppose que toute la gamme Canon est pareille, mais c'est d'autant plus visible que le détecteur est bon.
Accessoirement ca explique la supériorité du d3x a 100 iso.
c'était déja comme ça sur mon 20d... ou ton 350d, mais en moins pire car moins poussés...
... ils partaient pas en banding aussi facilement... et la concurrence était bien pire encore !!

http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,36305.msg597380.html#msg597380

+ un fil sur ce mystérieux banding ici :
http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,10576.0.html

;)

Olivier-P

#39
Janvier 27, 2009, 03:16:05


C'est très étrange, je vous ai expliqué pourquoi les filtres R et IR devaient casser le rendement général des R.

Si la réponse était normale, le vert recevrait une partie du R.

C'est la proximité des deux spectres qui impose ce décalage de rendement. Tous les Apn sont semblables à ce titre.

Amitiés 
Olivier

OL9245

#40
Janvier 27, 2009, 05:47:43
Citation de: astrophoto le Janvier 26, 2009, 20:35:29
pourquoi, en effet ? Il y a deux possibilités, soit le capteur a un déficit de sensibilité dans le rouge, soit le filtre rouge est très absorbant (et dans ce cas c'est voulu). Et si c'était pour donner plus de marge aux rouges, pour qu'ils saturent moins vite quand ils sont majoritaires, c'est à dire en éclairage artificiel courant ? On voit parfois des gens se plaindre qu'en photo de nuit, des rouges saturés deviennent jaunes, ce serait pire si le pic du rouge était au même niveau que ceux du vert et du bleu. Avec les MF qui travaillent probablement en lumière plus contrôlée, un pic plus haut dans le rouge comme en présentent les CCD Kodak qu'on trouve sur les MF serait moins un problème. Enfin quoi qu'il en soit, on n'a pas de chance avec le rouge, nous les astronomes, il aurait mieux valu que ce soit le bleu   :-\


Bien vu! c'est incroyable cette manie du rouge a saturer.
mais ca voudrait dire que pour des photos normales ils multiplientnumeriquement le rouge pour compenser et donc le snr ? j'y crois pas trop...
Nit nitey garabam

astrophoto

#41
Janvier 27, 2009, 08:08:15
Citation de: OL9245 le Janvier 27, 2009, 05:47:43
mais ca voudrait dire que pour des photos normales ils multiplientnumeriquement le rouge pour compenser et donc le snr ? j'y crois pas trop...

ah ça, c'est une certitude ! Si on prend une photo d'une feuille blanche au soleil avec un 40D et qu'on regarde les données raw, on voit qu'il faut multiplier le bleu par 1,3 et le rouge par 2,1 pour les ramener au niveau du vert et retrouver une image blanche (B=V=R). C'est sûr que pour le rapport signal sur bruit, ce n'est pas idéal.
Thierry Legault
astrophoto.fr

Olivier-P

#42
Janvier 27, 2009, 21:53:36

Oui c'est cela.

Quand à la résorbion elle est transparente sur blancs normés, enfin pour être exact les saturations des canaux sont calées sur D65 ( 6500k sur la crete theorique pur d'un corps noir porté à chaud, en fait qq dérives d'apres les corps ).

Que le rendement soit inférieur et redressé ensuite, ne signifie pas que la saturation ne soit pas atteinte aussi.

Donc non pas de protection en couleur chaudes, au contraire, le D65 est déjà une tc froide. Ces calages moyens sont pratiques pour couvrir la plupard des Tc courantes, et a surtout le mérite de faire pousser "un peu" le bleu.
Amitiés 
Olivier

OL9245

#43
Janvier 28, 2009, 07:16:37
Citation de: Olivier-P le Janvier 27, 2009, 21:53:36
Oui c'est cela.

Quand à la résorbion elle est transparente sur blancs normés, enfin pour être exact les saturations des canaux sont calées sur D65 ( 6500k sur la crete theorique pur d'un corps noir porté à chaud, en fait qq dérives d'apres les corps ).

Que le rendement soit inférieur et redressé ensuite, ne signifie pas que la saturation ne soit pas atteinte aussi.

Donc non pas de protection en couleur chaudes, au contraire, le D65 est déjà une tc froide. Ces calages moyens sont pratiques pour couvrir la plupard des Tc courantes, et a surtout le mérite de faire pousser "un peu" le bleu.

Bien oui, c'est ça... et donc comment il fait le boitier avec ses petits neurones pour comprendre que si il fait la multiplication qui va bien il va cramer le canal rouge ? finalement ça revient au même non ? le rouge n'est pas davantage protégé du cramage en lumière tungstène ? (expliquez moi  >:()
Nit nitey garabam

dideos

#44
Janvier 28, 2009, 08:36:43
ce que donne mon 350d en bruit de lecture, avec le meme protocole de test
A taille de pixel egale, en gros un facteur 2 en faveur du 5d en regime "normal". Faut pas trop raler non plus
Un petit coup ?

Olivier-P

#45
Janvier 29, 2009, 02:57:07
Citation de: OL9245 le Janvier 28, 2009, 07:16:37
Bien oui, c'est ça... et donc comment il fait le boitier avec ses petits neurones pour comprendre que si il fait la multiplication qui va bien il va cramer le canal rouge ? finalement ça revient au même non ? le rouge n'est pas davantage protégé du cramage en lumière tungstène ? (expliquez moi  >:()

L'inverse il cède le premier en tc chaude.

La multiplication n'a rien à voir, c'est un nivellement de fin.

Le calage des saturations reciproques est nivellé, sur une TC de 6500k. C'est à dire que les trois canaux sont égaux à cet endroit, donc max de dynamique possible. Il n'y a rien à savoir, c'est mécanique. Si les tc sont éloignées de ce calage usine, les canaux rouge ou bleu céderont en premier, donc dyn un peu plus faible ( et effet de cramage "colorés" ).

Le meilleur rendement est toujours le vert, tres lumineux, c'est pourquoi d'ailleurs a été inventé l'apn à filtre mosaique, on met le plus de vert possible car c'est le moins bruité, et on laisse qq rares bleus et rouge, puis on "réinvente" la carte rouge et bleu. Grace à cela, le rendement est amélioré, et les pertes en justesse de chroma sont assez faibles finalement. Par contre on a du moirage possible, quand des points sont proches et qu'il est difficile à l'algo de les reconstituer. C'est alors la necessité de couper les fréquences tres fines, on met un filtre flou ( passe bas ) devant. Theoreme de Shannon il faut couper à 2X la fréquence de nyquist. On rattrapera ensuite par accentuation la molesse naturelle des fichiers d'apn à mosaique.

Si on avait une grille exacte des RGB on aurait une perte de sensibilité énorme, et il faudrait être à 25iso. Par contre la colorimétrie serait exacte.

L'autre solution alternative est d'avoir un mm point qui a les trois infos RGB comme le foveon dans un mm pixel. Ainsi on récupére la luminance aussi pour tous les points, pas de perte de sensibilité, mais la technique est difficile, il y a des pertes dans le substrat tt de mm. Néanmoins on arrive presque à égaler  les filtres à mosaique en haut iso, et on a alors colorimétrie exacte plus finesse exacte de def car pas filtre flou. On estime à 40% le gain de netteté. Un 5mp Foveon est égal à un 7mp à mosaique en définition.
Amitiés 
Olivier

Yves

#46
Janvier 30, 2009, 03:49:13
Citation de: dioptre le Janvier 26, 2009, 17:16:00Les courbes ressemblent étrangement aux courbes de sensibilité spectrale des films ( exemple d'une fujichrom)

Au contraire, elles sont très dissemblables... Les courbes que tu montres sont en échelle logarithmique, une fois portées sur une échelle linéaire ça donne le graphe ci-dessous, qui compare les sensibilités de la Fuji Provia 100F (doc Fuji) et celles du 5D MkII (mesures C. Buil). Pour la Fuji il y a très peu de recouvrement des sensibilités des différentes couches (bleue, verte, rouge), alors qu'il y a de larges recouvrements pour le 5D MkII. De plus les pics de sensibilité dans le vert et, surtout, le rouge sont fortement décalés en longueur d'onde.

Yves

#47
Janvier 30, 2009, 08:12:02
Ci-dessous une comparaison avec l'Astia 100F.

OL9245

#48
Janvier 31, 2009, 04:41:41
C'est vaimnt énorme comme différence. Cela veut-il dire que les films ont nativement une meilleure saturation que le numérique ? ou un plus grand gamut ?
Nit nitey garabam

Olivier-P

#49
Janvier 31, 2009, 05:26:54
Citation de: OL9245 le Janvier 31, 2009, 04:41:41
C'est vaimnt énorme comme différence. Cela veut-il dire que les films ont nativement une meilleure saturation que le numérique ? ou un plus grand gamut ?

Non cela veut dire qu'ils sont faux, torturés, aberrants, etc ...

La chimie a toujours été un support difficile, et hélas de gamut et colorimétrie hasardeuses pour ne pas dire plus.

Le rouge du spectre énoncé ici est un peu fallacieux, aucun papier ne peut rendre le 730mn à ce point ;)
Amitiés 
Olivier
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