Tout d?abord, bonjour à tous !:hello:
Je me propose ici de vous présenter les origines des problèmes de moiré, bords colorés, artefacts (?) qui font couler beaucoup d?encre ces derniers temps, tout particulièrement concernant le Nikon D70. Le but est avant tout d?offrir une meilleure compréhension des systèmes actuels, afin de mieux cerner comment les problèmes suscités apparaissent et pourraient être réglés.
Je n?ai toutefois nullement la prétention de vous offrir des explications très rigoureuses, ou exempt de toute erreur : ce n?est pas mon domaine de prédilection, et certaines corrections seront sans aucune doute nécessaire. Aussi si vous avez les connaissances nécessaires, n?hésitez pas à me rappeler à l?ordre.
Notre « étude » débutera avec les capteurs CCD/CMOS, et plus particulièrement en se recentrant sur leurs filtres couleurs. Vous verrez qu?il y a de quoi être surpris !
Voyons donc à quoi tout cela ressemble :
Première surprise, la disposition des filtres colorés. En effet, là où l?on peut s?attendre à des filtres superposés ? comme en argentique ?, on retrouve une sorte de « mosaïque colorée ». Vous verrez que cela joue un rôle capital !
Avant d?affiner la description, sachez que chaque « carré » du cadre Détail correspond à un photosite sur capteur. Chacun d?eux est donc surmonté d?un filtre rouge, vert, bleu ou cyan* (*uniquement sur certain capteur ; cf. le GIF animé présentant les deux type existants), arrangés selon un motif répétitif.
On retrouve donc un agencement qui peut rappeler celui d?un écran LCD par exemple? On pourrait s?attendre à ce que la combinaison d?un photosite rouge, de deux verts (ou un vert et un cyan) et d?un bleu donne un pixel de l?image finale?mais il n?en air rien !
En effet chaque photosite ? qui n?enregistre donc qu?une des composantes rouge, verte ou bleue ? va donner un pixel de l?image finale. En conséquence, les deux composantes manquantes devront être interpolées à partir des autres photosites adjacents, ce qui revient à recréer tout même les deux tiers de l?image finale (sic !) : c?est ? il me semble? ? ce que l?on appelle interpolation de Bayer, parti intégrante du processus dit de dématriçage.
Le « brut de capteur » va donc devoir subir diverses interpolations et filtrages ? sur lesquels je vais davantage m?attarder par la suite ?, que l?on regroupe sous le nom de dématriçage. Et c?est de là d?où découle la plupart des problèmes des capteurs actuelles : définition réelle décevante, bords colorés, moiré coloré?
Je vais donc vous proposer un exemple sur une photo sportive, illustrant ? grossièrement ? ce processus, et faisant apparaître certain des problèmes qui lui sont inhérents :
http://webzeb.perso.free.fr/Capteur2.jpg
A gauche l?image telle qu?elle devrait être « vue », au centre ce que « voit » effectivement le capteur, et enfin à droite l?image recomposée grâce à une succession d?interpolations basiques ? probablement bien moins évoluées que ce qui est utilisé dans les appareils modernes.
Recréer les deux tiers manquant de l?image n?est pas une mince à faire, et n?est pas sans conséquence sur le rendu de l?image finale : manque global de piqué avec une sensation de flou sur l?ensemble, contours crénelés, rouge et bleu « baveux » ? normal puisque le nombre de photosites enregistrant les composantes rouge et bleu est inférieur de moitié à ce qui est utilisé pour le vert ?, et problèmes de bords colorés sur certaines zones ? sangle du casque, branches en arrière plan?
L?image obtenue n?est donc nullement satisfaisante ! Cela impose d?utiliser d?une part des procédés d?interpolation plus évolués ? simple moyenne des valeurs des pixels adjacent ici ?, et surtout d?effectuer un post-traitement très complexe sur l?image.
Concernant l?interpolation de Bayer ? qui consiste donc à recréer les composantes colorés manquantes des pixels -, on peut recourir à d?autre procédé, procurant une meilleur netteté?quelquefois au prix d?artefacts étranges, tels de spirales ou autre dessins géométriques inattendus... C?est ce qu?on constate sur le Nikon D70, où certains motifs prennent au piège les algorithmes : comme souvent, c?est une affaire de compromis, et les algorithmes employés par l?appareil privilégie la netteté et la reconstitution des détail de haute fréquence ? c?est-à-dire des détails les plus fins ? au prix de l?apparition d?artefacts dans certains conditions.
Mais procédés d?interpolations plus efficaces ou non, l?application de filtres reste absolument indispensable ! Les deux principaux sont l?AntiAliaising ? souvent abrégé AA ? et le Sharpen ? ou Accentuation en français. L?AA consiste grossièrement à appliquer un effet de flou, qui va d?une part éviter les effets de crénelage ? contours en dents de scie ?, et d?autre part limiter les bords colorés et le moiré ? je détaillerai davantage ce second aspect dans un autre « article ». On se retrouve donc face à un compromis des plus délicats : plus d?AA fait disparaître ? en grande partie ? le moiré et les bords colorés, mais en contrepartie réduit le piqué et la netteté, et inversement pour un AA « léger ». Nikon s?étant longtemps vu reprocher la mollesse des images de son D100 ? également due à une accentuation archaïque ? a donc probablement voulu répondre aux attentes ? voir même qu pression d?ailleurs ? du public en misant tout sur le piqué?au prix des problèmes qu?on connaît ! Je m?étendrai de toute façon davantage sur cet aspect prochainement, en essayant de vous expliquer le « pourquoi du comment ».
Et second filtre donc l?accentuation. Celle-ci joue un rôle absolument essentiel, en renforçant les contrastes des détails fins ? ce que CI appelle µcontrastes. Il agit donc en soulignant ces µcontrastes d?un double liseré clair/sombre (je vous en remet à l?article de CI sur ce point, très explicite). On distinguera trois critères principaux pour cette accentuation : sa « force » - c?est-à-dire à quel point le liseré est marqué ?, son rayon ? c?est-à-dire l?épaisseur du liseré, qui peut être fin et net, ou plus « diffus » - et enfin le seuil à partir duquel l?accentuation est appliqué ? qui permet par exemple de ne pas trop souligné le bruit. Sur image interpolée et lissé par les différents traitements qui lui ont été appliqués, l?accentuation est absolument indispensable, sans quoi on obtiendrait une image globalement molle et floue. Ce filtre n?a toutefois rien de « magique », car d?une part il ne peut évidemment pas récréer un détail qui n?a pas été enregistré, et d?autre part le liseré peut apparaître comme un artefact visible et désagréable, selon son importance, et la sensibilité de l?observateur ! Chez Nikon, on retrouve avec le D70 une accentuation assez importante, mais effectuée visiblement sur un large rayon ? donc avec un liseré diffus ?, ce qui apparaît plus ou moins naturel selon la taille du tirage : cela reste avant tout une question de sensibilité personnelle quant à savoir si les artefacts du Sharpen vous apparaissent visibles ou non. On notera e tout cas les gros progrès accomplis depuis le D100, malgré un dernier Firmware surprenant pour ce dernier?
J?ai donc tenté ici de vous présenter de façon plus claire ? et dans l?état de mes faibles connaissances en la matière, j?en suis désolé? ? le processus de dématriçage, et ses différentes conséquences sur l?image finale.
Je posterai dès que possible un second « article » qui éclaire mieux les problèmes de moiré coloré, mais il me reste du travail d?illustration avant de pouvoir le faire?
En espérant vous avoir éclairés, et en attente de vos commentaires ou corrections.
@+
Message édité par webzeb le 08-04-2004 à 19:38:54
