Toutes choses étant égales par ailleurs, dans un reflex numérique, un capteur plus grand produira-t-il une image plus nette?


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Il y a quelque temps, j'ai posé une question sur le «point idéal» d'un objectif, ce qui a conduit à une discussion très intéressante sur la «netteté», la physique de la lumière et la qualité générale de l'image.

1ère question

Dans le monde du cinéma, les films de grand format sont connus pour fournir une certaine qualité de netteté, de plage dynamique et de fidélité qui surpasse les petits formats.

Le résultat final est clairement perceptible, mais difficile à décrire.

Dans le monde numérique, les capteurs plus grands offrent-ils les mêmes avantages par rapport à leurs homologues plus petits que les films plus grand format aux leurs?

Clarification de la question et mises en garde ( veuillez lire )

  • Cette question ne concerne que les reflex numériques actuels, donc ne tenez pas compte des capteurs de type hasselblad «moyen format» ou des capteurs expérimentaux.

  • La question dit " toutes choses égales par ailleurs ", alors ne tenez pas compte de l'idée "ce n'est pas l'outil, c'est le photographe ", ou " c'est une question d'objectifs et de verre ".

  • Je sais que la «netteté» et la «qualité d'image» sont des notions problématiques, surtout lorsque l'on essaie de les mesurer. Essayez de réfléchir à la relation entre les tailles de film et appliquez-les à la question.

2e question

Je tourne traditionnellement avec du film et j'adore sa "qualité". Mais je veux mettre à jour mon Nikon numérique, mon D50.

Avec la première question à l'esprit, vais-je "gagner" cette qualité d'image haute fidélité du D700, ou le nouveau D7000 suffira-t-il (dans le cas où la taille n'a pas d'importance, et la technologie est plus récente après tout)

à votre santé!


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Pourriez-vous créer la prochaine fois 2 messages si vous avez 2 questions? S'il vous plaît?
stevenvh

c'est une question en deux parties non? Je pense que le 2e serait fermé en double non?
andy

La première partie est une question générale qui exclut la marque - un capteur APS offre-t-il un avantage de qualité tangible par rapport à un capteur APS-C? La seconde est très spécifique - vais-je remarquer une différence de qualité entre le d700 et le d7000? Je ne connais pas la réponse à la première, mais la seconde, vous pouvez mesurer et tester avec des échantillons de chacun pour votre propre style particulier, c'est-à-dire que c'est une question beaucoup plus facile à répondre.
mmr

d'accord mmr, bien que la vraie question m'intéresse définitivement le premier
andy

Je trouve intéressant d'affirmer que lors de l'utilisation d'un film, la taille donne un autre avantage que la résolution. Si l'émulsion est la même, comment peut-elle avoir une plage plus dynamique?
Karel

Réponses:


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Clarification:

Premièrement, vous avez raison de dire que la netteté est subjective, mais la capacité d'un système de caméra à résoudre de petits détails peut être mesurée, et cette mesure est fortement liée à la netteté perçue. Lorsque vous imaginez des lignes en noir et blanc qui se rapprochent, elles finiront par fusionner en une goutte grise. En mesurant à quel point les lignes peuvent se rapprocher avant de perdre une certaine quantité de contraste entre le noir et le blanc, vous obtenez une mesure de netteté. L'expression de la distance entre les lignes par rapport à la hauteur de l'image supprime la taille de sortie finale de l'équation.Cette mesure de netteté correspond à des paires de lignes maximales (c'est-à-dire une blanche et une noire) par hauteur d'image qui ont suffisamment de contraste pour être distinguées.

1ère question:

Toutes choses étant égales par ailleurs (même objectif, sujet, paramètres, taille de sortie finale ), le plus grand capteur produira une image avec une netteté de crête plus élevée au centre du cadre et une netteté moyenne plus élevée à travers la renommée. Il peut avoir des coins plus doux que l'image plus petite du capteur, car la netteté du cercle d'image projeté par l'objectif peut chuter considérablement plus vous vous éloignez du centre, et le plus grand capteur capture les extrêmes du cercle d'image de l'objectif.

Si vous prenez par exemple le Canon 30D de 8 mégapixels et le 1DsMkIII de 22 mégapixels, le 30D a presque exactement la même taille de pixels, donc son image s'apparente à recadrer le milieu de l'image 1Ds. Comme vous pouvez l'imaginer, en recadrant le milieu puis en faisant exploser l'image pour obtenir la même taille de sortie, vous devrez augmenter l'échelle et perdre la netteté.

Si vous prenez par exemple le 12mp 450D et le 12mp 5D, le plus petit 450D a le même nombre de pixels mais ils sont beaucoup plus petits et, ensemble, absorbent moins l'image projetée par l'objectif, c'est un peu comme faire exploser le centre de l'image projeté par l'objectif, perdant à nouveau la netteté. Les plus grands pixels du capteur 5D permettent de visualiser efficacement l'image de l'objectif de plus loin et sont moins exigeants quant à la résolution de l'objectif et produisent ainsi une image plus nette.

Vous pouvez voir cette tendance pour des capteurs plus grands afin de produire des images plus nettes reflétées dans les tests de l' objectif dpreview , qui vous permettent de voir le MTF (une mesure du pouvoir de résolution de l'objectif ou de la netteté) du même objectif sur différents capteurs:

http://www.dpreview.com/lensreviews/nikon_50_1p4g_n15/page3.asp

Comparez les résultats des tests de l'objectif Nikon AF-S 50 mm f / 1,4G pour le format DX (1,5 recadrage) par rapport au FX. À f / 4, le capteur DX (plus petit) résout 1500 paires de lignes par hauteur d'image au centre et 1250 dans les coins. Le capteur FX, à la même ouverture, résout plus de 2200 lp / ph au centre et plus de 1500 dans les coins!

2ème question:

Pour votre deuxième question, l'augmentation du nombre de mégapixels pour la même taille de capteur améliorera la netteté (donc la qualité de l'image). Cependant, les améliorations diminuent à mesure que le nombre de mégapixels augmente, vous devez donc à un moment donné passer à un capteur plus grand. Il est difficile de dire si le D7000 répondra à vos besoins de netteté, vous devrez essayer d'en emprunter un!

Il y a un autre facteur qui fait beaucoup plus de différence que la netteté entre les tailles de capteur et c'est la profondeur de champ. Encore une fois, toutes choses étant égales par ailleurs (cadrage le plus important), vous obtiendrez une profondeur de champ plus faible avec un capteur plus grand, environ 1,3 arrêts. Pour la plupart des gens, c'est une raison majeure d'utiliser un plus grand capteur reflex numérique 35 mm. Pour obtenir la même image qu'un appareil photo FF photographiant à 50 mm f / 1,4 sur un APS-C (comme le D7000), vous auriez besoin de quelque chose comme un 30 mm f / 0,9, qui n'existe pas!


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Merci, si vous pensez que cela a répondu à votre question, pourriez-vous la marquer comme acceptée en cliquant sur l'icône de case à cocher à côté de la question!
Matt Grum

++ Excellente réponse.
jrista

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haha, j'aime juste attendre un peu ... ça encourage les autres à répondre ce qui enrichit les connaissances je pense
andy

"Si vous prenez par exemple le Canon 30D 8mp et le 1DsMkIII 22mp, le 30D a presque exactement la même taille de pixel, donc son image s'apparente à rogner le milieu de l'image 1D. Comme vous pouvez l'imaginer, rogner le milieu puis souffler l'image vers le haut pour obtenir la même taille de sortie, vous devrez mettre à l'échelle et perdre la netteté. " Pourriez-vous expliquer un peu plus cette partie? Étant donné qu'ils ont presque les mêmes tailles de pixels, je pense que le recadrage du 8mp central de la marque III donnera une image de la même taille que l'image 8D 30D. Merci!
LyK

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La netteté, ou la netteté perçue, est influencée par un certain nombre de facteurs, mais les effets du capteur sur cela dépendent un peu de certains détails autour d'eux. En règle générale, un capteur plein format a des sites photo plus grands qu'un capteur APS-C qui, à leur tour, sont plus grands qu'un point et une prise de vue. Donc, si nous utilisons cela comme base de discussion, en comprenant qu'il y a des exceptions au cas "typique" que j'ai décrit, alors:

La plus grande taille de pixel offre un certain avantage dans le contrôle du bruit qui peut aider à la netteté perçue (moins de perte de détails), mais son plus grand avantage est qu'il faut une ouverture plus petite pour limiter la diffraction car la taille croissante du disque aéré peut être contenue à l'intérieur du site photo pour plus longtemps. Par exemple, un Canon EOS 1D commence à se limiter à la défraction à f / 16 tandis qu'un Nikon D70 le frappe à f / 11. Maintenant, gardez à l'esprit que les dimensions physiques du capteur n'affectent pas spécifiquement cela, c'est simplement un cas qui, généralement, mais pas toujours, le plus grand capteur a de plus grands sites photo dans les appareils photo actuels. Consultez cet article Cambridge in Color pour plus de détails.

Un autre facteur de netteté est le contraste. Les plus gros capteurs ont généralement, mais pas toujours, une plus grande plage dynamique et cela conduit généralement à un meilleur contraste. Si le contraste est meilleur, la netteté est meilleure. Bien sûr, cela dépend du sujet et s'il y a peu de contraste, cela ne fera pas vraiment de différence avec l'appareil photo que vous utilisez.

Désormais, l'inconvénient est que des pixels plus petits peuvent capturer plus de détails à la même distance focale, en fait, en grossissant. C'est là que le facteur de recadrage, ou multiplicateur de distance focale, entre en jeu. Un objectif de 100 mm sur un facteur de recadrage APS-C (1,5) a le même angle de vue qu'un objectif de 150 mm sur le cadre complet. Dans cet angle de vue, l'APS-C, s'il n'est pas limité par la diffraction, aura capturé plus de pixels de données que le cadre complet, ce qui lui donne plus de détails et le potentiel d'être plus net pour la même région de l'image en supposant que vous avez pris la photo en utilisant le Objectif 100 mm sur les deux. Ce qui, soit dit en passant, est parfois un inconvénient si vous voulez une faible profondeur de champ. C'est l'une des raisons pour lesquelles beaucoup ont du mal à obtenir un joli bokeh d'un point et à tirer (bien que cela puisse être fait).

Cependant, j'ai commencé cette réponse avec une hypothèse de l'état "typique" des capteurs, mais la technologie autour de cela s'améliore de façon spectaculaire et constante. Sony (qui fournit généralement Nikon et Pentax) et Canon font de grands progrès dans la technologie des capteurs et produisent des capteurs APS-C de plus haute densité avec une plage dynamique améliorée et beaucoup moins de bruit. Par exemple, les caméras telles que le Pentax Kx (capteur Sony) reçoivent des critiques élogieuses pour leur contrôle du bruit par faible luminosité étant dans le même stade que les capteurs plein format. Donc, bien qu'un appareil photo plein format puisse présenter certains avantages dans ce domaine aujourd'hui, je ne pense pas que cela restera nécessairement un truisme constant. Maintenant, ce sont des caméras "pro" et auront un certain nombre d'autres fonctionnalités pour les accompagner que d'autres ne le feront pas, donc elles peuvent être convaincantes de toute façon.

En passant, vous avez exclu le format numérique moyen, mais ils ont un avantage supplémentaire par rapport à leurs cousins ​​plein format à partir de 35 mm: pas de filtre anti-aliasing. Le filtre aide à moirer, mais introduit également un peu de flou. Les utilisateurs de ce format préfèrent traiter le moiré en post-traitement afin d'obtenir une netteté maximale sur le capteur.


@andy: Vous êtes tout à fait les bienvenus. Soit dit en passant, si vous pouvez vous permettre le prix, j'irais en plein écran. En fin de compte, ça va être plus similaire au film dans la manipulation.
John Cavan

hey man, relisez simplement votre réponse, je viens de le parcourir le premier site, encore une fois, d'excellentes choses, en particulier les trucs de format moyen supplémentaires
andy

merci mec ... ouais, je pense que je le ferai, passer du film au joli modeste D50 a été une vraie lutte ... et ça ne me semble toujours pas bien. avant de me lancer sur un D700, je pense à obtenir mon premier film Medium Format!
andy

Si vous cherchez un format moyen, vous voudrez peut-être regarder Pentax. Le 645D se dirige vers l'Amérique du Nord et devrait coûter environ 10 000 $ pour un capteur de 40 mégapixels dans un format moyen avec les caractéristiques du reflex numérique et la structure du corps. En plus de certains nouveaux objectifs de Pentax, il y a souvent pas mal d'objectifs disponibles via Craigslist, bien que je m'attende à une hausse des prix lorsque le 645D arrivera ici.
John Cavan

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1ère question

Qu'entendez-vous par "un capteur plus grand"? Plus grand en taille, ou plus grand en pixels?

  1. De plus grande taille. À mesure que la taille des pixels augmente, sa sensibilité s'améliore, ce qui signifie moins de bruit au même réglage ISO. La netteté est la même.

  2. Plus grand en pixels. Dans ce cas, l'effet est inversé: vous obtenez des images plus bruyantes, car les pixels sont plus petits. En même temps, la netteté augmente, mais vous devrez peut-être tirer au format RAW au lieu de JPG pour en profiter.


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Je ne suis pas d'accord avec le point 1, si vous utilisez le même objectif et conservez la même taille de sortie finale, la netteté n'est pas la même. Le plus grand capteur produira une image plus nette (en termes de pouvoir de résolution absolu) en plus d'une plus grande sensibilité - voir la comparaison entre le Nikon 50 mm f / 1.4 sur un cadre complet et le capteur de taille APS-C que j'ai publié: dpreview.com/lensreviews /nikon_50_1p4g_n15/page3.asp
Matt Grum

Q une densité de pixels plus élevée ne signifie pas toujours plus de bruit. C'est possible , mais pas toujours. Par exemple, un Canon 5D mk II va être beaucoup plus net qu'un Canon 20D, même avec le même objectif, etc.
Rowland Shaw

Bonne réponse pour "toutes choses égales par ailleurs". Concis. J'aime ça, et j'aurais dit la même chose. +1
AJ Finch

@ Rowland: netteté et bruit sont deux choses différentes. Vous pouvez avoir une image plus bruyante et moins bruyante tout en étant aussi nettes l'une que l'autre. Le bruit provoque une déviation de la couleur réelle dans les pixels individuels.
stevenvh

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Le bruit @stevenh a un effet sur la netteté perçue et mesurée, mais il est faible par rapport au fait qu'un capteur plus grand utilise beaucoup plus le cercle d'imagerie de l'objectif. Il n'est pas vrai que si le nombre de pixels est le même, alors les pixels correspondants dans les deux capteurs voient la même couleur, car les pixels correspondants visualisent différentes parties de l'image projetée par l'objectif! L'image projetée par l'objectif a une résolution limitée. Si vous prenez simplement la partie centrale de cette image et la faites exploser (ce que fait effectivement le plus petit capteur), vous perdrez la netteté.
Matt Grum
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