La dynamique d'un capteur

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conca
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#1 Message Mar 14 Oct 2008 14:39


Alors je ne sais pas si c'est le bon forum mais je voulais essayer de rassembler des infos lisibles sur le sujet

Pour moi plus le capteur a une grande dynamique (ou une grande plage :? ) plus on a des infos dans les hautes et basses lumieres.
La dynamique est exprimée en IL non?

Exemple dans le cas d'une photo prise en Jpeg, avec les differents niveaux de Dynamic Range (DR0, DR+....) on voit tres bien que les noirs ne sont plus bouchés en contre jour et que les blancs sont moins cramés

En RAW, le DR n'agit pas. le fichier RAW a toutes les infos possibles
Donc pour le developpement, sous IDC on utilise la foncion DR, sous toshop c'est Ton Clairs/Ton Foncés (ou les calques non ?)

Bon, voila, il y a surement des inexactitudes et je vous laisse le soin de d'eclairer ma lanterne

A vos plumes

ear_78
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#2 Message Mar 14 Oct 2008 14:48


Oui c'est bien cela. J'ai cru comprendre que Sony avait modifie l'outil Dynamic Range sous IDC 3, je vais le verifier ce week-end. Avant sous IDC 2 sur les RAW on allait jusqu'a D-R level +3 pour ne pas faire trop monter le bruit je suppose. Il semblerait qu'on puisse monter jusqu'au level +5 desormais ?
100x150 et 45x200 ! Epicétou...

conca
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#3 Message Mar 14 Oct 2008 15:36


Ah, je n'ai pas remarqué, faut que je dwl IDC 3 pour voir.
Mais est ce plus efficace pour développer un RAW d'utiliser la fonction IDC DR ou de passer via CS et TC/TF ???

jr56
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#4 Message Mar 14 Oct 2008 15:45


Si tu veux approfondir ces histoires de dynamique, regarde à l'occasion les courbes de sensitométrie dans les tests techniques de Chasseur d'images. Elles me semblent pédagogiques si on prend un peu de temps pour les comprendre.

De mémoire, en horizontal tu as la quantité de lumière qui arrive sur le capteur, et en vertical, l'intensité qui en résulte sur la photo en sortie de capteur (attention à l'échelle verticale: les basses lumières sont en haut, les Hl en bas).

Il y a diverses courbes, qui permettent de voir quelle intensité en sortie de capteur résulte d'une illumination donnée du capteur.

La courbe est plate en haut à gauche (si pas assez de lumière sur le capteur, celui-ci donne du noir jusqu'à un certain seuil d'illumination) et en bas à droite (au-delà d'une certaine quantité de lumière, le capteur te donne son intensité maximale, et ne peut rien donner de plus même si la luminosité augmente encore: blancs cramés!)
La dynamique totale est donc la plage entre l'illumination qui fait décoller le capteur du noir à gauche et la première qui provoque un blanc saturé. En général, si tu as une plus grande dynamique, tu peux programmer tes courbes pour donner plus de détails dans les HL et BL, mais ce n'est pas obligatoire:

La partie intéressante de la courbe est en effet celle où la courbe a une pente. Ou plutôt plusieurs.
Au milieu, elle a en général (sauf niveaux élevés de DR9+ par ex.) une pente constante. Plus cette pente est forte, plus on passe vite des BL aux HL pour une variation de luminoqité donnée (donc contraste plus fort)
Les arrondis en haut et en bas de courbe sont aussi essentiels, car ils conditionnent la finesse des détails dans les BL et HL Plus la transition courbe est étalée, plus l'image reproduira de fines variations au sein des BL ou HL (il y aura plus de niveaux de codages utilisés pour retranscrire une même variation d'illumination). A l'inverse, plus par ex. la partie centrale de la courbe arrive abruptement dans les HL, moins tu auras de détails dans les HL.

La forme de la courbe se fixe essentiellement en programmant le convertisseur analogique (nombre d'électrons accumulés dans un photosite) / numérique (niveau de luminosité pour la photo, codé sur 12 ou 14 bits en général). Bref, on peut ajuster les courbes comme on veut. Par ex. favoriser les détails dans les HL ou BL, ou un contraste plus doux dans les valeurs moyennes. Les différentes courbes du DR+ montrent bien comment on peut déformer fortement (entre level +3 et +5) la forme traditionnelle de ces courbes pour obtenir des rendus spécifiques pour certaines plages de luminosité.

Par contre, la dynamique globale (largeur de la plage de luminosité entre celle ou le capteur commence à décoler du niveau 0 et celle où il restitue un blanc saturé) dépend essentiellement des caractéristiques physiques du capteur. Autrement dit, la place totale pour dessiner la courbe est elle imposée. En faisant qques petits dessins, tu vois vite que si tu veux préserver des arrondis très larges pour restituer plus de détails en BL et HL, pas de miracle, ta courbe va devoir passer beaucoup plus vite des BL vers les HL: tu va avoir moins de détails, beaucoup plus de conttraste, dans les valeurs moyennes. Et inversement. En général donc, quand la dynamique augmente, donc la largeur disponible pour "dessiner" la courbe augmente, on en profite pour faire des arrondis plus doux, donc restituer plus de détails dans les Bl et HL.

En jouant sur quelques paramètres, dont la sensibilité (pas simple à exliquer pour un capteur numérique, c'est assez conventionnel, donc arbitraire), on arrive à élargir un peu la dynamique, ou au contraire à en utiliser moins (cf. les sensibilités affichées en-dessous de la sensibilité "native", physique du capteur). Mais là c'est nettement moins simple à comprendre... et à expliquer!
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conca
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#5 Message Mar 14 Oct 2008 16:27


Merci Jr56 :)

stingray
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#6 Message Mar 14 Oct 2008 19:35


JR à bien résumé, juste deux ou trois petites choses :

jr56 a écrit :Si tu veux approfondir ces histoires de dynamique, regarde à l'occasion les courbes de sensitométrie dans les tests techniques de Chasseur d'images. Elles me semblent pédagogiques si on prend un peu de temps pour les comprendre.

Oui mais malheureusement il n'y a pas tout dans ces courbes, vu qu'elles sont faites avec des jpg.

jr56 a écrit :La forme de la courbe se fixe essentiellement en programmant le convertisseur analogique (nombre d'électrons accumulés dans un photosite) / numérique (niveau de luminosité pour la photo, codé sur 12 ou 14 bits en général).


non, jusqu'au raw il n'y a pas de courbes appliqués, la relation Intensité lumineuse->niveau codé (sous 12 ou 14 bits) est strictement linéaire. C'est après, au traitement des raw que l'on applique la courbe. On fait en effet ce que l'on veux (si de dematriceur le permet) et c'est bien pourquoi les courbes sensito de CI sur des jpeg sont insuffisantes et ne montrent pas tout.

jr56 a écrit :Par contre, la dynamique globale (largeur de la plage de luminosité entre celle ou le capteur commence à décoler du niveau 0 et celle où il restitue un blanc saturé) dépend essentiellement des caractéristiques physiques du capteur.


Oui, la courbe décolle en dessus du bruit. D'ailleurs cette dynamique globale est la seul chose qui serait vraiment intéressante pour savoir ce qu'un capteur a "dans le ventre", mais personne ne la donne :wink:
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