Diffraction: influence du capteur ?

[flogls]

Bonjour, je m'interroge sur l'effet de la diffraction avec deux capteurs différents. En considérant un même objo et une ouverture définie, lequel des capteurs apsc ou FF rendra les meilleurs résultats ? J'ai lu le test sur le monde de la photo de l'objectif canon 15-85is et constaté qu'il ne subit presque pas cet effet à f16 alors que d'autres objectifs dit supérieurs ont une baisse sensible dès f11 ?
Le couple boitier/objectif y est-il pour qque chose ???

[vince]

Salut

D'autres apporteront des lumières sur la question mais pour moi la diffraction est liée à la densité de pixel, donc indépendante du format du capteur.
Plus la densité de pixel est forte, plus la diffraction sera sensible.

Je lis aussi çà et là que certains objectifs sont moins sujet que d'autres à la diffraction, ce qui me laisse assez dubitatif. Pour le coup, et avec mes lointains souvenir en optique physique, je ne vois pas comment on peut lutter contre ce phénomène qui me semble inéluctablement déterministe...

[GONico]

ya probablement des traitements permettant de rendre ces petits trous bien lisse (afin d'améliorer la diffraction)

[vince]

Mouais... Je me dis que si les constructeurs bossaient effectivement sur le problèmes ils communiqueraient dessus.

[GONico]

c'est pas le genre de chose dont on parle

[ear_78]

flogls, la diffraction du capteur est un terme impropre...

Stingray, si il lit ce post va te dire qu'il attend toujours qu'on lui prouve le phénomène.

En réalité on utilise, à tort, le terme de diffraction pour caractériser un phénomène particulier qui affecte le microcontraste (valeur quantifiable) et donc le piqué final (valeur subjective liée à l'observateur) avec la réflexion des rayons lumineux sur les bords des puits des photosites. Plus les photosites sont petits plus ce phénomène peut apparaître selon l'incidence des rayons lumineux. Cette 'diffraction de capteur peut donc altérer le microcontraste AVANT la diffration optique liée à l'optique et au diaphgrame utilisé...

Ainsi avec un D7D, cette 'diffraction de capteur' n'intervenait pas avant f/16 bien après la diffraction optique de la plupart des objectifs... C'est pour cela que tu ne constatais pas de différences avec les optiques macro de 5,6 à 16... Tu montes le même 2,8/50mm sur l'Alpha 900, tu constateras une baisse de piqué sensible à f/16 et sur un grand tirage f/8 donnera un meilleur piqué que f/11... Sur les APS-C 14 MP c'est le même problème.

[jr56]

Oui, jamais trop cherché à théoriser là dessus.

Mais comme le dit ear, pour moi, la diffraction ne vient pas du capteur (celui-ci ne fait que la subir, l'enregistrer), mais du diaph. et de l'optique convergente de l'objectif.
Avec une lentille simple (plus compliqué certainement avec un objectif composé de p+q lentilles en séries), la diffraction par une ouverture circulaire (diaph.) se traduit par un étalement de l'énergie lumineuse: là où on devrait avoir un point lumineux, la lumière se retrouve étalée sur un disque dont le diamètre est proportionnel à la longueur d'onde d'une part (donc la diffraction est en gros deux fois plus forte dans le rouge que dans le bleu) et le rapport f/d (elle double quand f:d passe de 8 à 16 par ex.)

Pour les physiciens, je ne parle que du disque central, en ignorant les "anneaux secondaires" qui entourent le disque principal, et pour les matheux, disques et anneaux sont en fait une fonction de Bessel: Disque et figure d'Airy, bien connus des astronomes amateurs et professionnels, observant les points lumineux ponctuels sur fond totalement noir que sont les étoiles; chaque étoile devient une figure d'Airy, avec son disque et ses anneaux secondaires, et permettent notamment de régler finement son optique et de qualifier sa qualité

Comme dit Vince, elle est inéluctable et liée au fait qu'on a une ouverture circulaire limitée qui canalise la lumière et des lentilles qui la font converger. Un point lumineux est donc transformé quoi qu'il arrive en un petit disque lumineux par l'objectif, et cela le capteur et son constructeur n'y peuvent rien.
Les variations d'un objectif à l'autre (à focale et f/d constant je suppose) doivent provenir des variations des formules optiques complexes de nos objectifs modernes, bien loin des lentilles simples de nos TP de physique

En photo argentique, où la surface sensible est en gros continue (taille des molécules photosensibles faible devant la longueur d'onde de la lulière visible?), l'effet est sans doute continu.

Sur un capteur dont les photosites réalisent un échantillonnage spatial, je suppute que l'effet de la diffraction est faible tant que la tache centrale reste bien inférieure à celle d'un photosite. Par contre quand elle déborde statistiquement de façon importante sur les photosites voisins, elle disperse sur ces voisins de la lumière qui n'aurait pas du échapper au photosite correspondant au centre de la tache (ce qui a comme conséquence la baisse du microcontraste citée par ear: un rayon lumineux est étalé sur plusieurs photosites au lieu de rester concentrée sur un seul; pour faire un calcul rigoureux, il faudrait y ajouter l'étalement du filtre passe bas, qui a le même efffet au-delà d'une certaine finesse de détail, mais cela ne change pas le raisonnement qualitatif me semble-t-il, juste les valeurs numériques).

Comme souvent en numérique, lié à l'échantillonage qui est effectué, le phénomène n'est donc sans doute plus linéaire (variation continue) mais présente un effet de seuil.

Bref, après ce petit exercice à chaud (je suis ouvert à la contestation si je me suis trompé ), la diffraction dépend essentiellement de la taille des photosites, et donc (cf. Vince) de leur densité, mais uniquement à taille du capteur fixée.

Cela expliquant qu'à format fixé, la diffraction intervient d'autant plus tot (quand on ferme le diaph) que le nombre de pixels (donc leur densité) est plus grand, la taille de chacun des photosites devenant plus faible.

[jujucoline]

Je ne contesterai pas
Effectivement, fondamentalement la "dispersion" de la lumière à l'origine de la diffraction n'est pas due à la taille des photosites, mais le fait que les photosites constituent une mosaïque plutôt qu'une surface "continue" comme un film fait que la diffraction apparaît relativement brutalement, par effet de seuil. Par exemple jusqu'à f/11 elle existe mais on ne la voit pas, et passé f/11 elle est de plus en plus visible.

Enfin il se murmure qu'on peut diminuer (légèrement) la diffraction par construction de l'objectif, en agissant à la source. C'est paraît-il la position du diaphragme dans la formule optique qui permettrait de lutter. Et de gagner un diaph, voire un et demi dans les bons cas favorables... Et effectivement, en comparant attentivement les tests optiques sur un même boîtier, on voit que la diffraction se fera sentir tantôt à f/11, tantôt à f/16, et qu'en général les objos macro supportent un cran de plus de diaph que les autres. Bien évidemment, ce placement du diaph doit avoir un coût en terme de compromis optique, entraînant un coût financier...

Pour résumer l'objectif crée la diffraction, et la densité de pixels détermine l'ouverture à partir de laquelle elle est visible. On peut agir sur les deux, a priori une ouverture à gagner / perdre par la construction et le placement du diaphragme, beaucoup plus à perdre en montant en résolution...

[jr56]

Oui, tu as certainement raison sur l'inflence de l'emplacement du diaph.

En fait, de façon très basique, la diffraction existe dès qu'une onde (rayon lumineux) passe près d'un obstacle: celui-ci la fait "tourner" un peu (changer de direction)
L'exemple hyper classique est la houle qui passe à l'entrée d'un port devant le bout de la jetée: la houle qui passe au raz du bout de la jetée change un peu de direction
(mes disques dAiry et autres Besseleries apparaissent quand on a une symétrie de révolution: le diaph entoure de façon circulaire l'axe optique).

Selon la place du diaph. au milieu des lentilles d'une formule optique complexe, on doit pouvoir limiter un peu la déviation des rayons lumineux une fois arrivés dans le plan focal.

[ear_78]

C'est certain sinon on n'aurait jamais pu fermer à f/45 en studio...

[flogls]

Et bien merci à vous tous de m'avoir éclairé sur le sujet. La lumière est moins diffuse maintenant