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  La diffraction en numérique

 



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Auteur Sujet :

La diffraction en numérique

n°1930471
Cicero75
Posté le 09-09-2007 à 01:24:29  profilanswer
 

Salut à tous,
 
Quid de la diffraction en numérique; sur APS-C, APS-H et 24x36?
 
Vincent Luc dans ses bouquins "Maitriser le ..." conseille de ne pas aller au-delà de f/11 sur APS-C, mais sur certains forums certaines personnes vont légèrement au-delà et beaucoup de photographes shootent systématiquement leurs paysages à f/22!  
 
La diffraction entraîne une perte de détails, mais dans quelle proportions? Est-elle fonction du capteur, des pixels, photosites, de la qualité des optiques? Comment l'éviter et pouvons-nous établir des seuils à ne pas dépasser?
 
Le meilleur moyen consisterait à photographier la même scène avec une expo identique à f/8, f/11, f/13, f/16, f/22 et f/32 et à faire des crops de 100 voire 200% mais je n'ai pas d'appareils en ce moment.
 
Qui maitrise ce sujet?
 
Liens utiles:
 
http://www.parlonsphoto.com/ftopic [...] ction.html
"On remarque que la photo à F/16 est nette sur l’ensemble de l’image, mais bien moins nette que la partie centrale de celle à F/2.8. C’est qu’ici intervient le phénomène de la diffraction. Autrement dit, fermer le diaphragme à fond n’est pas non plus une solution, car le piqué descend très nettement. En fait, en comparant attentivement les différentes prises de vue, l’effet est faible, mais déjà assez présent à F/11, mais on ne détecte rien de tel à F/8.
En conclusion, si je veux une bonne profondeur de champ en macro, je peux aller jusqu'à F/8 sans problème, et même F/11 à la limite, mais si je veux aller au-delà, ce sera un compromis entre la plage de netteté recherchée et la perte de piqué et de netteté due à la diffraction. Bien sûr, avec un capteur de format différent ou avec une focale différente, les valeurs mesurées seront différentes, mais on aura le même phénomène
."
 
http://www.parlonsphoto.com/ftopic21635-30.html
"La diffraction est un phénomène physique qui dépend uniquement du diametre du diaphragme : quand celui-ci devient trop petit, le phénomène de diffraction apparait.
 
Et ce diametre vaut : D = f/n
où f est la focale et n le nombre d’ouverture (5.6, 8, 16, 22, etc...).
 
On voit donc que plus la focale f est petite, plus D l’est aussi, et plus ca diffracte.
 
Donc, en raisonnant à angle de vue identique : plus mon capteur est petit, plus la focale est courte, plus D est petit.
Et plus ça diffracte.
 
Il faut bien avoir à l’esprit que le diametre du diaphragme dépend aussi bien de f que de n.
Par exemple un 300mm fermé à f/300 (on prend quoi en photo avec ça ? le soleil de face ?) a un diaphragme de 300/300=1mm de diametre, ce qui ne pose aucun probleme de diffraction (par exemple un bridge avec une focale de 8mm ouvert à f/8 a aussi un diaphragme de 8/8=1mm, et c’est plutot courant).
 
En fait je pense que cette histoire de diffraction est ce qui va empecher les constructeurs de diminuer encore et toujours la taille des capteurs. Encore faudrait il savoir à partir de quel diametre ça diffracte vraiment. Quelqu’un sait ?
 
Pour conclure
 
Oui, la profondeur de champ et la diffraction sont des problemes purement optiques et ne dependent donc pas de la taille du capteur.
Mais n’empeche que la taille du capteur nous impose une longueur de focale, qui joue sur profondeur de champ et diffraction.
"
 

Message cité 1 fois
Message édité par Cicero75 le 09-09-2007 à 01:34:50
mood
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Posté le 09-09-2007 à 01:24:29  profilanswer
 

n°1930475
le vrai rd​u
je suis oignon
Posté le 09-09-2007 à 01:35:59  profilanswer
 

je trouve que celà tourne a du chipotage,, il faut savoir si on veut passer sa vie a shooter des mires pour voir le piqué et la diff ou si on fait des tophs (désolé mais faut que ca sorte ) c'est pas le matos qui fait la photo et je regarde pas mal de photo et je n'ai jamais remarqué ni été gêné par le problème que tu cites. Je pense que ca dooit être vrai et mesuré mais je trouve qu'il est dommage de se focaliser sur des données technique de labo, on peut très bien faire de superbes tophs avec du matos de merde ,d'ailleurs les grands noms de la photo avaient ce qu'on pourrait considérer aujourd'hui comme des bouses.
 
Ne prends pas ce post pour une attaque personnelle à ton égard ;) ce n'est absolument pas le cas. Pour moi un objo qui ferra de belles toph est un objo qui ouvre bien et un appareil photo qui bruite pas trop ans le cas d'un apn.  
 
Je pense que toutes les considérations ett querelles d'expert sur telle pu telle piqué et sur la diffraction ne valent pas grand chose face au plaisir de la photo et qu'il est vain de se masturber la cervelle sur des mesures de labo ;)
 
 
Par contre si tu pose la question d'un point de vue purement scientifique, je crois que je ne réponds pas du tout à la question posée [:ddr555]


Message édité par le vrai rdu le 09-09-2007 à 01:37:00

---------------
CX|flickr|gal|site
n°1930478
Cicero75
Posté le 09-09-2007 à 01:41:23  profilanswer
 

Franchement c'est le message typique qui n'est pas utile au débat.
 
On peut très bien prendre du plaisir à faire des photos et s'intéresser fortement à la technique: c'est mon cas.
 
Donc oui j'ai bien compris ton message, mais comprends qu'il est hors sujet; en gros tu dis "la diffraction on s'en fout, pense plutôt à shooter" (je grossis le trait).
 
Ne le prends pas mal mais j'ouvre ce topic pour tenter d'apporter des clarifications sur un phénomène assez mal connu, je crois. Et si je peux obtenir des infos pour éviter de faire de mauvais réglages ça ne m'empêchera pas de toujours considérer la photo comme une passion. Mais ce plaisir n'entrave pas la curiosité pour la théorie. ;)


Message édité par Cicero75 le 09-09-2007 à 01:42:17
n°1930481
le vrai rd​u
je suis oignon
Posté le 09-09-2007 à 01:45:37  profilanswer
 

ben si tu as une approche purement scientifique, je comprends que je suis à côté de la plaque ;)
 
Par contre je ne pense pas ne rien apporter au débat, je te dis d'ailleurs que c'est à mon sens pas visible et je ne pense vraiment pas que ca influe sur la qualité des photos de qui que ce soit [:spamafote]
 
Qu'on s'intérresse à la technique c'est tout a fait honorable mais je ne pense pas que ton histoire de diaph pose problème en photo et qu'il faut faire des test en labo ou des crop à 500 % pour débusquer un éventuel problème lié au diaph, c'est tout
 
 

Spoiler :

j'ai pas non plus le courage de ressortir mes cours sur la diffraction, ca m'a fait souffrir en prépa cette diffraction :(


Message édité par le vrai rdu le 09-09-2007 à 01:47:23

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CX|flickr|gal|site
n°1930483
Cicero75
Posté le 09-09-2007 à 01:49:33  profilanswer
 

Et pourtant il y a sûrement des différences plus ou moins significatives entre un photo à f/8 et une autre à f/22. Si tu prends en compte le nombre de pixels et le type de capteurs tu t'aperçoies que ça se complique.
 
Faire des tests ne coûte rien, avec la photo numérique il faut s'y habituer on en fait pour le bruit, les teintes du couleus, le piqué, front ou back focus et j'en passe.
 
J'ai hâte d'avoir les clarifications des experts!

n°1930486
le vrai rd​u
je suis oignon
Posté le 09-09-2007 à 01:57:44  profilanswer
 

Cicero75 a écrit :

Et pourtant il y a sûrement des différences plus ou moins significatives entre un photo à f/8 et une autre à f/22. Si tu prends en compte le nombre de pixels et le type de capteurs tu t'aperçoies que ça se complique.
 
Faire des tests ne coûte rien, avec la photo numérique il faut s'y habituer on en fait pour le bruit, les teintes du couleus, le piqué, front ou back focus et j'en passe.
 
J'ai hâte d'avoir les clarifications des experts!


 
pour les test il faut si on veut faire du sérieux avoir un studio (pour avoir une lumière constante) et des mires. Les différences seront assez infime entre différents diaph en ce qui concerne la diff (amha)  en fait il y a tellement de paramètre en jeu lors d'une  "vraie" prise de vue (cad un photo en extérieur ou n'importe quoi d'autre qu'une photo en labo avec des mires ;) )  que isoler uniquement la diffraction n'apportera pas grand chose sur le terrain, en fait je ne pense pas qu'isoler les paramètres en labo soit très pertinent pour l'utilisation d'un reflex en condition réelle . (je dis ca pour le matériel du 20emme et 21 eme siecle)  En fait pour que le problème se pose vraiment il faudrait être en face d'un objo du 19 ème voir plus vieux , à l'époque ou les formules optiques étaient très basiques pour que la diffraction ait vraiment une influence.  
 
A l'heure actuel je pense vraiment que ce problème ne se pose que sur le papier, ce qui n'empêche pas qu'intellectuellement le problème soit interessant


Message édité par le vrai rdu le 09-09-2007 à 01:58:21

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CX|flickr|gal|site
n°1931007
JL35
Posté le 09-09-2007 à 14:44:36  profilanswer
 

ça commence un peu à ressembler au topic d'à côté...

n°1993604
klink33
Posté le 07-10-2007 à 19:21:33  profilanswer
 

Bonjour,
Je m'interesse à ce sujet de la diffraction pour une raison scientifique justement. Je bosse ma thèse sur le sujet de la photo au cabinet dentaire, et dans ma revue de littérature j'ai toujours vu que les auteurs conseillent de faire les clichés avec un objectif macro (focale 100 ou 105 mm) et d'être entre f22 et f32. Ce sont des recommandations qui trainent dans le milieu de la photo médicale depuis l'argentique et je me demande après lecture du bouquin de V Luc et de R Bouillot si c'est encore d'actualité.


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+++ Klink Blog, Mixs, DeepHouse EPs
n°2223886
Zygonyx
Dilapidation Now
Posté le 12-01-2008 à 19:56:24  profilanswer
 

Cicero75 a écrit :

Salut à tous,
 
Quid de la diffraction en numérique; sur APS-C, APS-H et 24x36?
 
Vincent Luc dans ses bouquins "Maitriser le ..." conseille de ne pas aller au-delà de f/11 sur APS-C, mais sur certains forums certaines personnes vont légèrement au-delà et beaucoup de photographes shootent systématiquement leurs paysages à f/22!


Bonsoir,
Vous trouverez des explications et exemples illustratifs du phénomène ici :
http://forum.lesnumeriques.com/les [...] 2424_1.htm
En APS-C f11 c'est en effet la limite de dégradation sérieuse pour les 10 MPix, mais pour les 6 MPix on va sans problème jusqu'à f16.  
La qualité des optiques est un facteur aggravant ou au contraire atténuant de la diffraction, selon leur définition.


Message édité par Zygonyx le 12-01-2008 à 20:04:24

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Zygo Flick r - PENTAX Unlike Crowds
n°2378654
CCDA
Posté le 12-03-2008 à 15:57:52  profilanswer
 

Contrairement à la remarque de Cicero 75,
La diffraction dépend de la valeur du diaphragme n (8, 16, 22...), mais pas du diamètre du diaphragme D (...mm).
La quantité de lumière diffractée par les bords du diaphragme est toujours la même, quelque soit la focale. A courte focale, le diamètre du diaphragme est plus petit afin de  prendre la même quantité de lumière alors que l'objectif voit un espace plus large, donc plus de lumière.
Sur cette quantité de lumière, seule les rayons passant près des bords seront diffractés. les autres ne le seront pas et la diffraction sera d'autant moins visibles qu'ils seront nombreux.
 
Pour une même valeur du diaphragme n, le rapport entre la quantité de lumière non diffractée et la quantité diffractée est donc constant, indépendant de la focale.
Pour une valeur de diaphragme égal à 16 (ou un diamètre du diaphragme égal à F/16),  que l'on utilise 35 ou 200mm de focale, chaque point de l'image se transformera en tache floue de diamètre égal à environ 10µm !
Ce flou de diffraction de 10µm est:
Totalement imperceptible en grand format (>24x36mm)
A peine perceptible en 24X36mm
Franchement perceptible sur un capteur 1/2.5" (4,3x5,8mm), c'est pourquoi les APN utilisant ces capteurs ne ferment pas jusqu'a 16.

mood
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Posté le 12-03-2008 à 15:57:52  profilanswer
 

n°2378788
Juan Blum
Lyon c'est des bidon
Posté le 12-03-2008 à 16:44:23  profilanswer
 

Bravo.Simple et nickel ton explication (CCDA). Et largement suffisante pour comprendre le phénomène (même si le rdu a raison. Sur le terrain ça change pas grand chose)
*
(Ceci dit,pour ce qui est des differents capteurs c'est pas tellement leur taille, probablement, qui minimise ou amplifie l'impact du flou que la taille de leurs photosites. Gros photosites (D40, D3) => meilleure absorbtion du flou et lycée de Versailles)


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Quand Sarko montre la Lune du doigt, le Sage ne voit que sa Breitling.
n°2382639
CCDA
Posté le 13-03-2008 à 19:42:08  profilanswer
 

Certes, si les photosites sont plus gros que la tache de diffraction, celle ci sera moins perceptible. Cela ne signifie pas qu’elle sera plus faible, simplement, elle deviendra masquée par un autre phénomène : la pixellisation.
 
Pour bien comprendre l’effet de la diffraction, (puisque c’est le sujet de ce forum), il faut considérer ce phénomène seul, c’est à dire avec une optique parfaite (aucun flou dû aux aberrations optiques), parfaitement propre (pas de réflexions parasites) et un capteur parfait (des pixels infiniment petits et totalement indépendants).
 
A ce moment là, le seul flou qui restera sera le flou de diffraction.
Pour simplifier on peut dire que le diametre (et non le rayon) de cette tache est égale à ≈0,6 fois l’ouverture (un peu moins pour le bleu, un peu plus pour le rouge), soit 10µm à F/16, 5µm à F/8, 2.5µm à F/4.
Cela signifie que sur une image prise à F/16,  toute transition noir blanc passera inévitablement par un dégradé de largeur 10µm, quelque soit le format ou la focale.
 
Le niveau de diffraction relatif à la taille de l’image est donc inversement proportionnel au format.
Aujourd’hui, avec la généralisation de capteurs 6 fois plus petits (1/2.5" ) que le 24x36, la diffraction est devenue 6 fois plus importantes. Pour la limiter on diaphragme un peu moins et on essaye de l’atténuer par soft.

n°2604320
esperado
C'était mieux avant ;-)
Posté le 20-06-2008 à 14:17:47  profilanswer
 

La diffraction sur le diaphrame devrait dépendre de sa forme (circulaire étant la meilleure) et de l'épaisseur de ses bords.
Pourquoi les constructeurs d'optiques macro ou on a interet à travailler au diaf le plus fermé possible pour augmenter la pdf ne font-ils pas d'efforts sur ce point ?
Je sais qu'avec le Sénopé, on essayer d'aiguiser (réduire) au maximum l'épaisseur du trou. Cela a moins d'impacts sur les opbjectifs "traditionnels" ?


---------------
http://www.esperado.fr/contenu/hardware.fr.html
n°2912206
Zygonyx
Dilapidation Now
Posté le 14-11-2008 à 22:40:39  profilanswer
 

Oui.
Le problème c'est que la course aux "pixels" rend inutile cette sophistication des lamelles de diaph puisque la taille des photosites devient le facteur limitant principal.
Quant au sténopé, à f/100 ou f/200, inutile d'imaginer que tout capteur numérique va diffracter à mort...


Message édité par Zygonyx le 14-11-2008 à 22:46:45

---------------
Zygo Flick r - PENTAX Unlike Crowds
n°2914954
Eric B
Posté le 17-11-2008 à 11:53:21  profilanswer
 

ca reste flou ces histoires de diffraction.
De ce que j en ai compris, cela dépends:
1) de l'ouverture du diaphragme.
2) de la focale.
3) de la taille du pixel sur le capteur
4) et pour être précis, de la longueur d onde de la lumière (couleur violette + courte que le rouge).
 
C'est le pt 3 qui commencent à faire grincer les dents: jusqu'à présent, on considérait f/11 comme l ouverture min sur un APS-C, mais avec les dernières générations (50D, K20D?), ce serait f/8:
http://img514.imageshack.us/img514/461/12gr3.jpg
src: http://www.the-digital-picture.com [...] eview.aspx
 
Certains annoncent même des valeurs plus faibles:
http://www.roumazeilles.net/news/f [...] numerique/
 
Un compact (genre le G10) serait alors victime de diffraction même à pleine ouverture?
 
Difficile de s'y retrouver vraiment...

n°2915014
Zygonyx
Dilapidation Now
Posté le 17-11-2008 à 12:59:24  profilanswer
 

Eric B a écrit :

ca reste flou ces histoires de diffraction.
De ce que j en ai compris, cela dépends:
1) de l'ouverture du diaphragme.
2) de la focale.
3) de la taille du pixel sur le capteur
4) et pour être précis, de la longueur d onde de la lumière (couleur violette + courte que le rouge).
 
C'est le pt 3 qui commencent à faire grincer les dents: jusqu'à présent, on considérait f/11 comme l ouverture min sur un APS-C, mais avec les dernières générations (50D, K20D?), ce serait f/8:
http://img514.imageshack.us/img514/461/12gr3.jpg
src: http://www.the-digital-picture.com [...] eview.aspx
 
Certains annoncent même des valeurs plus faibles:
http://www.roumazeilles.net/news/f [...] numerique/
 
Un compact (genre le G10) serait alors victime de diffraction même à pleine ouverture?
 
Difficile de s'y retrouver vraiment...


 
Oui pour les 4 points, et aussi de la qualité de l'optique (résolution) et de la forme de l'ouverture diaphragmée (là ça sent la pinaille). Mais la théorie doit être confrontée à la pratique sans quoi elle ne vaut pas grand chose...


Message édité par Zygonyx le 17-11-2008 à 13:02:18

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Zygo Flick r - PENTAX Unlike Crowds
n°2918116
alain H
Posté le 19-11-2008 à 00:26:17  profilanswer
 

Sans trop vouloir rentrer dans les détails, il y a un truc - chiant - que j'ai constaté avec mon vieux 100 macro Canon (l'ancienne version sans USM) monté sur mon 350D (pour mémoire : capteur aps-c et 8 mpixels) : à f11, pas de problème, le piqué reste très bon, mais à f16... aïe... ça devient flou. Il y a de la diffraction.  
Alors qu'en argentique 24x36 il était encore très bon à cette ouverture.

n°3392275
CCDA
Posté le 15-09-2009 à 10:15:36  profilanswer
 

Pour répondre à la première question de ce forum ainsi qu'à Eric B,  
La diffraction ne dépend que de l'ouverture du diaphragme et un peu de la longueur d'onde.
Le diamètre de la tache de diffraction en micron est égale à 1.22 fois l'ouverture réelle multiplié par la longueur d'onde en micron.
Diffraction (µm) = 1.22 x Ouverture x Lambda (µm)
La longueur d'onde moyenne étant égale à 0.5µ, la tache de diffraction (µm) est égale à ≈0,6 fois l’ouverture réelle.
 
La diffraction ne dépend donc pas de la focale, à partir du moment ou l'on ouvre à f/16, que l'on soit à 28 ou 135mm de focale, la tache de diffraction fera toujours 10µ.
 
Elle ne dépend pas de la taille des pixels, à partir du moment ou l'on ouvre à f/16, que l'on ait des petits ou des gros pixels, la tache de diffraction fera toujours 10µ. Cependant si les pixels sont plus gros que la tache de diffraction, elle deviendra masquée par un phénomène plus important: la pixellisation.
 
Elle ne dépend pas non plus de la qualité de l'optique, à partir du moment où l'on ouvre à f/16 que l'on ait une bonne ou une mauvaise optique, la tache de diffraction fera toujours 10µ. Cependant, si l'on a une mauvaise optique, on aura un flou supplémentaire qui peut être plus important, ce sera un flou d'aberrations optiques et non un flou de diffraction.  
 
La diffraction ne dépend pas non plus de l'épaisseur du diaphragme, à partir du moment ou l'on ouvre à f/16, que l'on ait un trou bien aiguisé ou très épais, la tache de diffraction fera toujours 10µ. Cependant, si le diaphragme est très épais, on risque d'avoir des réflexions parasites par l'épaisseur, ce qui engendrera un flou supplémentaire, ce sera un flou de réflexions parasites et non un flou de diffraction.
 
Par contre on peut dire que la diffraction relative dépend du format.  
A partir du moment ou l'on ouvre à f/16, que l'on utilise un petit ou un grand capteur, la tache de diffraction fera toujours 10µ, mais cette tache sera d'autant plus négligeable que le format sera grand. (C'est probablement ce point qu'a constaté Alain H)
 
En conclusion, pour y voir clair il faut bien distingué toute ses flous !
(Flou d'aberrations optique + flou de diffraction + flou de réflexions parasite + pixellisation)
La seule façon de limiter le flou de diffraction est donc de limiter la fermeture du diaphragme ou d'augmenter la surface du capteur (et non des pixels).

n°3660317
mmichel13
Posté le 21-03-2010 à 09:59:59  profilanswer
 

Le dernier message de CCPA est très bien sauf que la formule citée n'est pas exacte.
Ce n'est pas le diamètre de la tache de diffraction mais son rayon qui est égal à 1,22 fois la longueur d'onde en microns que multiple l'ouverture.
Il suffit pour s'en assurer de se rendre sur un site scientifique consacré à la diffraction.
Donc pour une ouverture de 16 le diamètre de la tache de diffraction sera toujours non pas 10 mais 20 microns quelques soient les autres conditions.
Il convient de noter que cette erreur est assez courante sur les sites français consacrés à la photo.
 
Bien cordialement,
 
Michel.

n°3974020
CCDA
Posté le 11-11-2010 à 00:04:24  profilanswer
 

Pour répondre à mmichel13, je confirme, c'est bien le diamètre de la tache de diffraction et non le rayon qui est égal à 1,22 fois la longueur d'onde en microns que multiple l'ouverture.
 
La tache de diffraction forme une courbe de type J1²(x)/x², J1 étant la fonction de Bessel d'ordre 1.
La formule 1.22 lambda x Ouverture correspond à la distance qui va du point 0 (amplitude max) jusqu'au premier passage à 0 de cette fonction.
 
Cette distance correspond aussi au diamètre de la tache à 37% de l'amplitude max, ce qui correspond au diamètre moyen de la tache.
Donc pour une ouverture de 16 le diamètre de la tache de diffraction sera bien de 10µ et non 20.
Je confirme aussi que cette erreur est assez courante sur les sites français consacrés à la photo.  
 
Bien cordialement
 
Charles


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