|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
l'auteur
|
La haute résolution :
|
Par expérience, on sait que le pouvoir
séparateur de l’œil humain vaut en moyenne |
Nous nous en tenons ici aux grandeurs qui ne dépendent pas du photographe. On pourrait citer bien sûr la précision de mise au point, la planéité du film, les vibrations (solidité du pied, vent), mais un minimum de soin permet en principe d’en minimiser l’effet. Nous ne retenons donc que les principaux paramètres imposés par la conception et la construction même du système photographique :
La qualité de l’objectif
Le phénomène de diffraction (dépend du diaphragme)
Les caractéristiques du film ou du capteur
Chaque élément agit successivement pour dégrader la résolution de la chaîne. On peut simuler cette dégradation en appliquant un filtre flou avec un logiciel :
La première constatation est évidemment que la mire de droite est devenue illisible, tandis que les deux autres conservent encore une information pertinente. Mais notons tout de suite, également, que cette information a également été dégradée, puisque les bords des lignes – la transition avec le blanc – ne sont plus aussi nets. Si l’on renouvelait l’expérience sur cette mire « floutée » afin de simuler l’effet de l’élément suivant, la mire centrale pourrait bien perdre elle aussi toute lisibilité, surtout si on recule un peu de son écran. Il n’y a donc pas un seuil « tout ou rien » : jusqu’à tel niveau de détail aucune dégradation, puis tout est perdu ; non, tout est progressivement estompé, mais l’effet est plus catastrophique sur les détails les plus fins.
Les équipements utilisés au tirage présentent eux aussi leurs défauts et leurs limitations. Ce sont principalement l’objectif et la mécanique de l’agrandisseur ou du scanner, et les phénomènes sont identiques à ce qui se passe à la prise de vue.
Notons cependant un avantage considérable de la prise de vue numérique directe : l’étape d’agrandissement est un simple redimensionnement et n’induit aucune perte supplémentaire.
On trouvera une description détaillée de la méthodologie employée dans l’article d’André mouton « La haute résolution en photographie argentique » sur ce même site. Nous n’en reprenons ici que les principaux résultats, en insistant sur le fait que ce qui nous intéresse, ce n’est pas tant de déterminer le summum réalisable avec un système d’exception, mais plutôt ce qu’on est en droit d’attendre de tel ou tel format de prise de vue, en somme ce qu’on est presque sûr d’atteindre avec un minimum de soin dans une situation courante.
On détermine son pouvoir séparateur en photographiant des mires ou au moyen d’un banc d’essai optique en laboratoire, pour des mesures plus complètes en fonction du contraste sujet. Les fabricants publient également des courbes FTM qui constituent une description plus rigoureuse de la résolution des optiques ; ces courbes sont souvent calculées à partir de la formule optique, plus rarement mesurées.
Valeurs couramment admises :
Petit format : 120 pl/mm au centre
Moyen format : 80-90 pl/mm
Grand format : 50-60 pl/mm
Pour les films comme pour les capteurs, on peut photographier des mires ou se baser sur les données par le fabricant dans le cas des films. Celles-ci distinguent en fonction du contraste du sujet :
Contraste sujet faible : 50-65 pl/mm
Contraste sujet fort : 150 pl/mm
Pour les capteurs numériques, nous partons du principe simplifié selon lequel il faut deux rangées de pixels (une noire et une blanche) pour résoudre une paire de lignes.
Nous renvoyons là encore à l’article d’André Mouton pour une méthode de calcul possible. L’article utilise une formule empirique simplifiée qui rend assez bien compte cependant de ce qui se passe dans la réalité.
On peut noter deux points importants
Le premier est assez évident : La résolution globale ne sera jamais meilleure que celle du plus faible élément.
Le deuxième est souvent source d’erreurs ou d’incompréhensions : si l’on a deux éléments de même pouvoir séparateur, la résultante des deux est inférieure à cette valeur commune.
Un objectif à 60 pl/mm et un film à 60 pl/mm ne donnent pas une image à 60 pl/mm, mais plutôt à 40-45 pl/mm.
Pour le comprendre, on peut utiliser une analogie avec un tamis à mailles régulières. Les grains ne passent le tamis que si leur taille est inférieure à la maille. Mais si l’on superpose de manière aléatoire deux tamis identiques, les mailles ne coïncident pas forcément et la taille maximale des grains pouvant passer est plus faible. On perd donc de la matière (nous dirons ici « de l’information ») par rapport au passage dans un seul tamis.
Plusieurs paramètres sont difficilement maîtrisables ou mal connus et compliquent la tâche de calcul :
Le contraste du sujet – de sorte que les résolutions calculées dépendront tout naturellement des conditions de prise de vue
L’homogénéité de l’objectif sur toute la surface de l’image ; meilleur au centre, moins bon sur les bords
Le diaphragme utilisé, qui influence le pouvoir séparateur de l’objectif, mais peut aussi provoquer le phénomène de diffraction
L’estimation de la résolution globale à partir de celles des éléments pris séparément.
La diffraction est un phénomène physique incontournable dont presque tout le monde a déjà fait l’expérience. En ville, il suffit de regarder le soir par sa fenêtre à travers des voilages très fins : le lampadaire lointain n’apparaît plus comme une tache lumineuse ponctuelle, mais comme une succession de taches partant en étoile en suivant la trame du voilage.
L’approche de la diffraction présente un grand intérêt en ce qu’elle fournit une limite haute, valable dans toutes les conditions. Elle dicte en effet la résolution maximale physiquement réalisable pour un diaphragme donné. En pratique, elle ne commence à se faire sentir qu’à partir de f/22 et au-delà.
La diffraction dépendant également de la longueur d’onde de la lumière (sa couleur), il est cependant difficile d’avancer une valeur précise. Nous donnons ci-dessous des valeurs approchées qui ont l’avantage de reprendre la succession des diaphragmes en sens inverse. Il suffit de se souvenir d’une et ce truc mnémotechnique permet de se souvenir rapidement des autres au moment de déclencher.
Diaphragme |
Limite de diffraction |
Agrandissement maxi |
16 | 90 | 18x |
22 | 64 | 13x |
32 | 45 | 9x |
45 | 32 | 6x |
64 | 22 | 4x |
Chaque limite de résolution a été convertie en facteur d’agrandissement maxi par division par 5 pl/mm (pour une observation à 25 cm).
Nous ne présentons ici que des ordres de grandeur des tailles de tirage réalisables, valeurs obtenues par recoupement des différentes approches précédentes. Rappelons que ces valeurs s’appliquent pour une observation à 25 cm. Si l’on accepte que l’image ne soit regardée qu’à 50 cm de distance, les dimensions indiquées doivent être doublées.
Format de prise de vue |
Tirage maxi |
24 x 36 |
28 x 42 cm |
Moyen format 6x6 |
50 x 50 cm |
Moyen format 6x9 |
50 x 75 cm |
Grand format 4"x5" |
60 x 75 cm |
Grand format 20x25 |
80 x 100 cm |
Le petit format est limité plutôt par le film que par l’objectif. Le grand format au contraire est plutôt limité par ses optiques, obligées de « couvrir » un format de plus en plus grand. C’est ce qui explique que la taille de tirage maxi n’augmente pas proportionnellement au format.
Résoudre 5 pl/mm demande 10 pixels/mm sur le tirage (papier). Cela correspond à une résolution d’impression de 254 points par pouce, ce qui coïncide approximativement avec ce que peuvent sortir les meilleures imprimantes actuelles.
À cette résolution d’impression,
si l’on considère que tous les pixels de l’image sont des pixels utiles
et pertinents, le calcul de la taille maximale à partir du nombre de
pixels est très simple :
Une image de 2000 x 3000 pixels (6 MPix)
pourra être agrandie à 20 x 30 cm.
Résolution capteur |
Tirage maxi |
6 MPix |
20 x 30 cm |
12 MPix |
30 x 40 cm |
22 MPix |
40 x 55 cm |
80 MPix |
80 x 100 cm |
(là encore, pour une observation à 25 cm)
Il est évidemment très difficile de comparer les systèmes argentiques et numériques. En reprenant à l’envers la règle de calcul pour le numérique, on peut cependant compléter le tableau présenté pour l’argentique afin d’estimer la quantité d’informations contenue sur un original des divers formats, quantité exprimée ici en mégapixels.
Format de prise de vue |
Mégapixels équivalents |
24 x 36 |
8-12 MPix |
Moyen format 6x6 |
20-25 MPix |
Moyen format 6x9 |
25-30 MPix |
Grand format 4"x5" |
40-50 MPix |
Grand format 20x25 |
65-90 MPix |
On remarque ici que la quantité d’informations présente sur le film est doublée quand on double la longueur du format : elle n’est pas proportionnelle à la surface.
Mise en garde
Une image de 60 x 75 cm contient 45 Mpix (6 x 7,5). Une image de 70 x 87,5 (même rapport hauteur/largeur) dépasse légèrement 60 MPix, soit un tiers de plus que la précédente. Pour autant, il n’est pas certain que l’effet obtenu (par exemple dans une exposition) sera très différent. Il faut donc se méfier de ces valeurs en mégapixels, qui ont tendance à gonfler un peu les différences. Ceci explique également que nous proposions des plages de valeurs assez larges dans notre tableau.
Les résultats ci-dessus peuvent se
résumer de la façon suivante pour répondre à la question de départ :
quel matériel dois-je utiliser pour faire une image de telle dimension
satisfaisant au critère de résolution pour une observation à 25 cm ?
► Tirage jusqu’à 50 cm :
Moyen format argentique, ou Numérique 22 MPix
► Tirage jusqu’à 60-70 cm :
Grand format argentique 4x5, ou Dos numérique à balayage
► Au-delà de 80 cm :
Grand format argentique 20x25, ou Dos numérique à balayage
dernière modification de cet article : 2004
tous les textes
sont publiés sous l'entière responsabilité de leurs auteurs |
|||||
une réalisation phonem |
|
||||
|
|||||