Pourquoi un objectif est-il plus sombre que les autres lorsque vous appliquez les mêmes paramètres?

Je possède un reflex numérique Nikon D500, avec un objectif Nikkor 16-80 mm 1: 2,8-4E ED VR.

J'ai remarqué que cet objectif, en appliquant exactement les mêmes réglages (même ISO, même ouverture, par exemple F8.0, même vitesse d'obturation, par exemple 1/800, même balance des blancs, etc ...), génère des photos plus sombres que les autres Les objectifs DX que je possède, comme le Nikkor 18-105 mm f / 3,5-5,6G ED VR, utilisent bien sûr le même boîtier d'appareil photo.

Afin d'obtenir la même exposition, j'ai besoin d'augmenter la sensibilité ISO ou de changer la vitesse d'ouverture / d'obturation appliquée.

Le fait qu'un objectif semble être "plus sombre" se reflète également dans l'exposimètre intégré à l'appareil photo lors du montage de ces deux objectifs différents et le même comportement a été observé lorsque vous essayez exactement les mêmes objectifs sur un appareil photo Nikon D3200.

Pourquoi cela arrive-t-il? Est-ce dû à un arrêt en T différent? Comment savoir quelle est la valeur T-stop pour les deux objectifs? Soit dit en passant, le Nikkor 16-80 mm ne devrait-il pas être meilleur que le Nikkor 18-105 mm également en termes d'arrêt en T (comme il semble d'après les différentes critiques que j'ai lues)?

Edit: Voici deux exemples d'images que je viens de prendre depuis ma fenêtre, en utilisant les paramètres mentionnés précédemment. Ils ont été emmenés dans les mêmes conditions et sur la même scène, le soleil l'illuminant. J'ai pris la première photo avec 16-80 mm, puis changé l'objectif et pris la deuxième photo avec 18-105 mm, tous deux à 35 mm. (La taille des images a été réduite pour permettre le téléchargement ici)

Bien que la transmissivité des lentilles puisse expliquer cette différence, cela pourrait également être dû à la possibilité que le mécanisme d'ouverture électronique du 16-80 soit mal calibré. Je ne sais pas si le mécanisme d'ouverture de cet objectif a plus ou moins tendance à être mal calibré, mais je suppose que la possibilité n'est pas nulle.

Je suis d'accord avec vous que le T-stop des 16-80 ne devrait pas être pire que les 18-105. La différence dans le nombre d'éléments / groupes n'est pas énorme, et si quelque chose l'objectif professionnel devrait avoir de meilleurs revêtements. La différence d'EV dans vos exemples de photos est de l'ordre de 1/2 à 2/3 d'arrêt. Cela indiquerait un T-stop trop bas pour l'objectif pro.

Si l'objectif est toujours sous garantie, vous pouvez demander à Nikon de l'examiner et de l'ajuster, si nécessaire, sans frais.

Nous comptons sur la précision de nos paramètres de caméra en prévision d'une exposition «correcte». Dans les temps modernes, la mesure intégrée et la logique de puce garantissent presque un bon résultat. Je pense que c'est remarquable car une exposition «correcte» est un chemin semé d'embûches. Nous dépendons des marquages ​​du nombre f et des paramètres de vitesse d'obturation ainsi que des valeurs ISO. Nous aurons de la chance si tous ces paramètres ainsi que la lecture du compteur livrent comme promis. Désolé de signaler que souvent il n'y a pas de joie à Mudville.

Pour la plupart des objectifs, les paramètres du nombre f sont dérivés à l'aide d'une formule mathématique modeste. Nous divisons la distance focale de l'objectif par le diamètre de travail pour calculer le nombre f. Le nombre f est censé être universel. En d'autres termes, nous avons réglé notre objectif sur f / 8 dans la conviction qu'il passera sur un film ou un capteur numérique, la même quantité d'énergie lumineuse que tout autre objectif réglé sur cette même ouverture. Encore une fois, désolé de signaler que trop souvent, les expositions résultantes ne correspondront pas.

L'imprécision du réglage de l'objectif est trop importante pour l'industrie cinématographique. Le tournage d'une seule scène peut coûter des millions, donc la réputation est en jeu. Cette industrie a choisi de passer au T-stop. Il s'agit d'un diaphragme super précis basé sur une mesure réelle de l'énergie lumineuse qui traverse l'objectif.

Pourquoi le f-stop serait-il inexact? Il est dérivé du rapport de la distance focale au diamètre de travail. Il ne prend pas en compte: A. la perte de lumière due au fait que les lentilles en verre ne sont pas parfaites quant à la transparence. B. Chaque surface de la lentille est polie, ainsi une partie de la lumière est perdue à cause des réflexions de surface. C. Les rayons lumineux qui viennent frôler les lames de l'iris sont mal dirigés. D. Les rayons parasites dus à des aberrations de lentilles non corrigées manquent leur marque. E. Autres interférences non citées.

Certains objectifs d'appareil photo sont calibrés via la méthode T-stop. C'est un mystère pour moi, pourquoi tous les objectifs d'appareil photo haut de gamme utilisent le f-stop par opposition au T-stop.

(Cette réponse est basée sur l'hypothèse que vous n'utilisez pas différents filtres UV «protecteurs», filtres ND, filtres polarisants ou tout autre type de filtres sur chaque objectif. Si vous avez différents filtres sur chaque objectif, cela devrait être plutôt évident d'où les différences viennent principalement.)

Pourquoi un objectif est-il plus sombre que les autres lorsque vous appliquez les mêmes paramètres?

L'explication la plus probable est que l'objectif 18-105 mm avec contrôle d'ouverture mécanique expose incorrectement plus léger que l'objectif 16-80 mm avec contrôle d'ouverture électronique .

La différence est subtile, mais significative.

C'est-à-dire que l'ouverture contrôlée électroniquement de l'objectif 16-80 mm vous donne probablement une exposition plus précise que l'ouverture contrôlée mécaniquement de l'objectif 18-105 mm.

Si cela se produit avec tous vos objectifs DX, le problème réside probablement dans la liaison d'ouverture mécanique de l'appareil photo, plutôt que dans les liaisons des objectifs DX. Si cela se produit également avec d'autres boîtiers d'appareils photo, notez les différences générales entre le contrôle mécanique de l'ouverture et le contrôle électronique de l'ouverture. Ou peut-être que la tringlerie du D3200 de votre ami est aussi usée ou pliée à peu près autant que votre D500.

Un peu d'histoire¹

Lorsque la technologie AF a commencé à apparaître à la fin des années 1980, Nikon a tenté de créer un système qui permettrait aux anciens objectifs à monture F jusqu'à la fin des années 1950 de rester utilisables comme objectifs à mise au point manuelle sur les nouveaux boîtiers compatibles AF. Ils ont choisi de placer le moteur de mise au point dans l'appareil photo là où il entraînait les éléments de mise au point dans l'objectif via une liaison mécanique, plutôt que de placer le moteur de mise au point dans l'objectif. En outre, ils ont choisi de conserver la liaison mécanique entre l'appareil photo et l'objectif pour contrôler l'ouverture et la mesure associée afin qu'il soit rétrocompatible avec les anciens objectifs à monture F. Pentax a également adopté cette approche.

Quelques autres grands fabricants d'appareils photo ont choisi de faire une pause nette et de créer un nouveau système de monture d'objectif avec une connexion entièrement électronique entre l'appareil photo et l'objectif et de placer le moteur de mise au point dans l'objectif. Minolta a introduit un nouveau `` support A '' avec un système entièrement électronique en 1985 (ce qui est finalement devenu le support A Sony après que Sony a acheté Minolta). Canon a introduit le système EOS similaire en 1987. Aucun des deux systèmes ne permettait aux utilisateurs d'utiliser des objectifs précédents dans des montures plus anciennes achetées auprès de Minolta ou Canon, respectivement, avec les nouveaux appareils photo qui utilisaient les nouvelles montures. Dès le début, Nikon a gagné des parts de marché en rendant ses nouveaux appareils photo et objectifs AF rétrocompatibles avec les appareils photo et objectifs à monture F existants¹.

Pendant la majeure partie de la période depuis que Minolta (1985) et Canon (1987) ont introduit des systèmes de caméras avec un montage entièrement électronique, Pentax et Nikon ont progressivement introduit des connexions électroniques à leurs systèmes de montage existants en plusieurs étapes fragmentaires. Pentax l'a fait plus tôt et plus agressivement que Nikon.

Bientôt, le nouveau design de «moteur ultra-sonique» utilisé par Canon sur tous les objectifs, à l'exception de leurs objectifs bas de gamme, s'est révélé bien supérieur en termes de vitesse et de précision de mise au point automatique par rapport à la liaison mécanique utilisée par Nikon, Pentax et d'autres. Presque du jour au lendemain, Canon a conquis une grande partie du marché professionnel du 35 mm que Nikon avait dominé pendant des décennies, en particulier parmi ceux qui pratiquaient le sport / l'action. Afin de rester compétitif, au milieu des années 1990, Nikon a ajouté des contacts électriques à son système de monture F et a commencé à créer des objectifs AF-I avec des moteurs à l'intérieur pour de grands téléobjectifs qui nécessitent des éléments de mise au point plus lourds. Les objectifs AF-S avec des moteurs AF conçus de manière très similaire au type de bague USM de Canon ne sont apparus qu'en 1998. Nikon a continué à placer des moteurs AF dans leur corps ainsi que pour piloter les objectifs AF existants qui n'avaient pas leur propre moteur.

Mais Nikon a continué à n'offrir que des ouvertures à commande mécanique dans tous ses objectifs jusqu'au début du 21e siècle.

À part quelques objectifs de contrôle de perspective (inclinaison / décalage) introduits en 2008, Nikon n'a pas proposé d'objectif à monture F avec une ouverture à commande électronique avant l'AF-S 800 mm f / 5,6E VR en 2012. Plusieurs autres objectifs haut de gamme (et cher) lentilles «E» suivies.

L'AF-S 16-80 mm f / 2.8-4E Dx VR a été le premier objectif `` E '' de Nikon à ne pas coûter plus de 2000 $. Il a été déployé au second semestre 2016, une trentaine d'années après les premiers objectifs grand public à ouverture contrôlée électroniquement. Dans les années qui ont suivi, plusieurs autres nouveaux supports / systèmes ont également été introduits qui utilisent uniquement une communication électronique, plutôt que mécanique, entre l'appareil photo et l'objectif. Parmi eux: le système Four Thirds et Micro FourThirds d'un consortium formé par Olympus et Panasonic, la monture E de Sony, la monture X de Fuji, la monture NX de Samsung (aujourd'hui disparue), et même la monture compacte Nikon 1 / CX (également aujourd'hui disparue) ) annoncé en 2011.

Alors que les caméras qui utilisent toutes les communications électroniques appareil photo / objectif ont commencé à être utilisées à des fins qui n'étaient même pas rêvées au milieu des années 80, les avantages des ouvertures à commande électronique sont devenus de plus en plus apparents au cours des trois décennies entre le milieu des années 80 et le milieu des années 2010. :

• Actionnement plus rapide. Les servos utilisés dans les objectifs électroniques sont plus compacts et il y a beaucoup moins de jeu total dans le système. Sans ressorts de rappel, les servos peuvent également ouvrir l'ouverture après l'exposition aussi vite qu'elle a été arrêtée.
• Moins de sensibilité aux températures très froides ralentissant l'arrêt immédiatement avant la capture d'une image.
• Meilleure précision de prise de vue lorsque les deux systèmes sont nouveaux et correctement réglés.
• Pas besoin de tester et d'ajuster périodiquement les mécanismes de liaison à la fois sur l'appareil photo et sur chaque objectif lorsqu'ils s'usent et / ou que les vis de réglage se desserrent.
• Manque de sensibilité à la liaison mécanique pliée lorsque l'objectif est fixé à la caméra. Si le levier de l'appareil photo est plié, il sera inexact avec tous les objectifs à commande mécanique utilisés avec l'appareil photo. Cela se manifeste généralement par une surexposition.

Différences T-Stop

Il y a aussi la possibilité que 35 mm, qui semble être le point idéal pour le rapport f-stop à T-stop de l'objectif 18-105 mm lorsqu'il est grand ouvert, soit également une distance focale où l'objectif 16-80 mm peut avoir une plus grande différence entre Nombre f et T-stop. Même si vous utilisez les deux objectifs à f / 8, la plupart des objectifs ont tendance à "conserver" les différences entre le nombre f spécifié et la quantité réelle de lumière transmise par un objectif lorsqu'il est arrêté. Les fabricants d'objectifs le font pour maintenir la distance entre chaque arrêt dans la plage des paramètres d'ouverture. Avec les objectifs zoom, il est plus courant de voir des différences entre le nombre f et l'arrêt T lorsque l'objectif est grand ouvert et que la distance focale est modifiée.

Voici le profil de transmission de l'AF-S DX 18-105 mm f / 3,5-5,6 G ED VR (orange) et de deux autres objectifs Nikon publiés par DxO Mark (malheureusement, ni DxO ni Imaging Resources n'ont publié de mesures pour l'AF-S 16 -80 mm f / 28-4E ED VR):

Ce à quoi nous nous attendrions dans le graphique supérieur pour un "théorique" 18-105 mm f / 3,5-5,6 est une ligne avec une pente plus ou moins constante d'un endroit légèrement plus sombre que T-3,5 sur la gauche à environ la même quantité de légèrement plus sombre que T-5.6 sur la droite. C'est ce que nous voyons avec l'AF-S 24-120 mm f / 3.5-5.6G IF-ED VR (bleu). Il y a très peu de différence entre le nombre f nominal et la butée T mesurée sur toute la plage de zoom pour le 24-120 mm f / 3,5-5,6. Mais ce n'est pas ce que nous obtenons avec le 18-105 mm.

Notez que quelques autres objectifs zoom Nikon DX, tels que l'AF-S 18-135 mm f / 3,5-5,6 G IF ED (non illustré) et l'AF-S DX 18-70 mm f / 3,5-4,5 G IF ED (rouge ) ont un profil presque identique à celui du 18-105 mm. Il semble qu'avec certains des objectifs DX à moindre coût, Nikon ferme un peu l'ouverture grande ouverte aux focales plus larges, peut-être pour limiter les aberrations sur le bord du champ d'image?

Sans mesures de butée T pour l'AF-S DX 16-80 mm f / 2,8-4E ED VR, il est difficile de dire si la différence que vous rencontrez peut être attribuée à cet objectif ayant une valeur de butée T supérieure lors d'un zoom à 35 mm. Il pourrait être intéressant d'essayer un test similaire en utilisant 16-18 mm, 50 mm et 70-80 mm avec chaque objectif pour voir si les résultats sont les mêmes qu'en 35 mm.

_{¹ Pour un aperçu encore plus complet de l'histoire de la monture Nikon F et de sa comparaison avec les montures concurrentes depuis l'introduction de la mise au point automatique dans les années 80, veuillez consulter cette réponse à une autre question.}

_{² La révolution numérique a rendu les petits incréments de variation d'exposition plus problématiques qu'avec le film. Comme la photographie et la vidéo en accéléré utilisant des appareils photo principalement conçus pour produire des images fixes sont devenues plus courantes, cela s'est avéré de plus en plus important.}

Comme vous l'avez noté, les lentilles laissent probablement passer différentes quantités de lumière, ce qui est lié aux arrêts en T. Cela peut s'expliquer par la présence d'un plus grand nombre d'éléments plus grands et plus épais pour corriger les défauts et permettre l'ouverture maximale de F2.8 à l'extrémité large.

• Le Nikon AF-S NIKKOR 16-80mm f / 2.8-4E DX ED VR SWM IF a 17 éléments dans 13 groupes.

• Le Nikon AF-S DX NIKKOR 18-105 mm f / 3.5-5.6G ED VR comprend 15 éléments dans 11 groupes.

Il existe différentes façons pour les lentilles d'être meilleures que les autres. Bien que le 16-80 / 2,8-4 laisse passer moins de lumière que le 18-105 / 3,5-5,6 à une ouverture donnée, il a une ouverture maximale plus grande et peut laisser passer plus de lumière dans l'ensemble.

Si vous voulez simplement connaître la différence entre les objectifs, vous pouvez utiliser le spotmètre sur votre appareil photo. Après avoir mesuré les paramètres de plusieurs sources de lumière et ouvertures, effectuez quelques calculs pour déterminer le nombre de différences d'arrêt entre les objectifs.

Si vous voulez calculer des T-stops, vous pouvez comparer avec un objectif avec des valeurs T-stop connues.

Voir Qu'est-ce que le numéro T / arrêt T?