Un article de Chenz sur la PDC

Bonjour,
Je suis à la recherche d'un article de Chenz très controversé à l'époque (il y a 45 ans?) sur la profondeur de champ, article qui avait fait l'objet d'une polémique sur une revue dont je ne me souviens pas vraiment (Zoom?). Seul contre tous, Chenz soutenait qu'une optique donnée pouvait produire une PDC différente suivant que l'image était exploitée en totalité ou partiellement ou cropée, un truc dans ce genre, je ne suis sûr de rien mais j'ai le souvenir qu'il avait raison. C'était d'autant plus surprenant que sa théorie contrevenait à une logique immédiate mais seulement apparente.
Je ne sais pas si la question est claire pour les ceusses qui jouissent encore d'une belle mémoire.
Si oui, merci de faire remonter cette superbe démonstration de l'ami Jacques Chenard.

CericF écrivait:
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> Bonjour,
> Je suis à la recherche d'un article de Chenz
> très controversé à l'époque (il y a 45 ans?)
> sur la profondeur de champ, article qui avait fait
> l'objet d'une polémique sur une revue dont je ne
> me souviens pas vraiment (Zoom?). Seul contre
> tous, Chenz soutenait qu'une optique donnée
> pouvait produire une PDC différente suivant que
> l'image était exploitée en totalité ou
> partiellement ou cropée, un truc dans ce genre,
> je ne suis sûr de rien mais j'ai le souvenir
> qu'il avait raison. C'était d'autant plus
> surprenant que sa théorie contrevenait à une
> logique immédiate mais seulement apparente.
> Je ne sais pas si la question est claire pour les
> ceusses qui jouissent encore d'une belle mémoire.
>
> Si oui, merci de faire remonter cette superbe
> démonstration de l'ami Jacques Chenard.

Soit Zoom, soit Photologie, si vous avez une date, c'est plus facile à retrouver.
Pour la PdC elle dépend des limites techniques et de la nature fr la sortie d'exploittion,
Ce n'est pas un absolu.

Bonjour

J'ai une vingtaine de n° de Photologie qui était animé par Chenz

En parcourant les sommaires rapidement je n'ai rien trouvé

Si vous avez le n° ce serait bien car il y a des articles qui ne ne sont pas forcément au sommaire sous l'appelation que l'on cherche

Nestor Burma écrivait:
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> Pour la PdC elle dépend des limites techniques et
> de la nature fr la sortie d'exploittion,
> Ce n'est pas un absolu.

Dans mon souvenir, par exemple une image réalisée à la 4X5 avec un 150 mm, tirée telle quelle en 40X50 présentait une certaine PDC. Mais agrandie et cropée, cette même image issue du même PF toujours en 40X50 présenterait la PDC d'une optique plus longue, d'autant plus longue que le rapport d'agrandissement était grand...
Encore une fois je ne suis pas certain de cela mais la conclusion de l'article était au moins aussi effarante...
Je n'ai aucune idée de la date, c'était peut-être dans les années 70...

CericF écrivait:
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> Nestor Burma écrivait:
> --------------------------------------------------
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>
> > Pour la PdC elle dépend des limites techniques
> et
> > de la nature fr la sortie d'exploittion,
> > Ce n'est pas un absolu.
>
> Dans mon souvenir, par exemple une image
> réalisée à la 4X5 avec un 150 mm, tirée telle
> quelle en 40X50 présentait une certaine PDC. Mais
> agrandie et cropée, cette même image issue du
> même PF toujours en 40X50 présenterait la PDC
> d'une optique plus longue, d'autant plus longue
> que le rapport d'agrandissement était grand...

C'est juste tout-à-fait classique, rien de renversant

> Encore une fois je ne suis pas certain de cela
> mais la conclusion de l'article était au moins
> aussi effarante...

C'est juste tout-à-fait classique, la PdC s'observe sur le tirage et la PdC dépend du grandissement, dans les limites des possibilité techniques de chacun des système, l'optique et le film.

> Je n'ai aucune idée de la date, c'était
> peut-être dans les années 70...

Dès qu'il se met à pleuvoir je regarde dans mes archives.

La PDC est définie relativement à un diamètre de tache de défocalisation maxi, en rapport avec la diagonale du format.

Sur un tirage donné, un certain diamètre de tache de défocalisation maxi, d.

On agrandit le tirage, facteur 2. La tache maxi grandit, facteur 2 : 2xd.
Seules les zones plus proches du plan de MAP présentent encore une tache <= d .

On coupe, même dimension de tirage qu'à l'étape 1 :
on a gardé le même critère,
on s'attend alors toujours au même diamètre d maxi relatif à l'étape 1,
mais maintenant il est satisfait seulement pour les seules zones définies ci-dessus.

élémentaire, non ?

Chenz écrivait des articles intitulés: "le point de vue de chenz"
[apphotnum.free.fr]
[fr.scribd.com]

danmrb écrivait:
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> On agrandit le tirage, facteur 2. La tache maxi
> grandit, facteur 2 : 2xd.

Pas forcement, cela dépend du potentiel film/optique.

CericF écrivait:
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> Bonjour,
> Je suis à la recherche d'un article de Chenz
> très controversé à l'époque (il y a 45 ans?)
> sur la profondeur de champ, article qui avait fait
> l'objet d'une polémique sur une revue dont je ne
> me souviens pas vraiment (Zoom?). Seul contre
> tous, Chenz soutenait qu'une optique donnée
> pouvait produire une PDC différente suivant que
> l'image était exploitée en totalité ou
> partiellement ou cropée, un truc dans ce genre,
> je ne suis sûr de rien mais j'ai le souvenir
> qu'il avait raison. C'était d'autant plus
> surprenant que sa théorie contrevenait à une
> logique immédiate mais seulement apparente.
> Je ne sais pas si la question est claire pour les
> ceusses qui jouissent encore d'une belle mémoire.
>
> Si oui, merci de faire remonter cette superbe
> démonstration de l'ami Jacques Chenard.

[www.galerie-photo.org]

Pour info

j'ai les numéros de 1 à 4 de 7 à 11 de 13 à 17de 19 à 23

il me manque donc les numéros 5 6 12 18

Merci à tous.
Alors question 2 : Et en numérique, cette observation est-elle comparable, différente ? Le capteur se comporte-t-il comme le film ?

CericF écrivait:
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> Merci à tous.
> Alors question 2 : Et en numérique, cette
> observation est-elle comparable, différente ? Le
> capteur se comporte-t-il comme le film ?

Bien sûr, mais l'évolution est beaucoup plus brutale en général, encore faut-il tester chaque format de photosite.

de CericF

Et en numérique, cette observation est-elle comparable, différente ? Le capteur se comporte-t-il comme le film ?

Un capteur silicium ne fait qu'échantillonner une image optique analogique.
Donc pour ce qui est de l'image optique analogique qui se forme sur le film ou le capteur, il n'y a évidemment aucune différence, quel que soit le mode d'enregistrement de l'image, pour ce qui est de la transition net-flou et donc des limites de profondeur de champ (PdC).

Aux débuts des appareils numériques pour amateurs, il y a déjà plus de 20 ans, l'image était tellement mauvaise que les constructeurs ajoutaient dans l'appareil un post-traitement renforçateur de netteté, très violent, qui avait comme conséquence de modifier considérablement le passage net-flou dans une image, par comparaison avec ce dont les amateurs avaient l'habitude avec le film.
Cet effet n'était absolument pas dû au capteur et à sa structure géométrique, mais au post-traitement secret interne à l'appareil.
Aujourd'hui, je doute qu'il y ait aucun fichier de sortie d'appareil numérique, fût-il présenté comme RAW, qui n'ait pas fait l'objet d'un pré-traitement secret.
Les différences de rendu dans la transition net-flou entre une prise de vue sur film et un capteur silicium sont donc essentiellement dues, tant qu'on ne m'a pas prouvé le contraire, à ce qui se passe entre l'échantillonnage et la sortie du fichier vers l'utilisateur.

Certes, la structure granulaire aléatoire du film, qui est plus où moins apparente, a une influence sur la perception de la
transition net-flou.

Mais il y a un point important qui distingue la prise de vue sur film de la prise de vue avec un capteur silicium, c'est que de très petits capteurs silicium peuvent aujourd'hui donner des images dont la qualité surpasse celle de prises de vues avec des surfaces de film bien plus grandes.
Cet effet sur la profondeur de champ n'a rien de mystérieux et il se modélise parfaitement par les formules classiques, vieilles de plus d'un siècle, et sur lesquelles tous les sites web consacrés à la PdC se basent pour proposer un calculateur.
La simplicité merveilleuse du modèle géométrique de la PdC résiste au passage au numérique, bien entendu, mais dans les limites de ce modèle.

Néanmoins, le modèle classique explique parfaitement pourquoi des images prises avec un objectif de focale de 6 mm ouvrant à f/2 sur un téléphone donne la même impression de PdC « infinie » qu'une prise de vue en 6x6 avec l'objectif fermé à f/22.
Rien de surprenant, il suffit d'appliquer les formules classiques de PdC

Les limites de profondeur de champ p₁ et p₂ sont données par la formule (valable pour les optiques de grandissement pupillaire proche de l'unité) :

1/p_{1|2} = 1/p {+|-} (1/H)(1-f/p)

où p est la distance au sujet,
p₁ (proche) et p₂ (lointaine) sont les distances-limites de netteté acceptable

H est l'hyperfocale classique définie par
H = f²/(Nc)

où
f est la focale de l'objectif
N est le nombre d'ouverture
c est le diamètre du cercle de confusion.

Pour simplifier la comparaison entre notre téléphone portable avec sa focale de 6mm et notre Rollei-bi favori, nous allons imposer quelques contraintes simplificatrices au problème.
On va d'abord supposer que la distance p est vraiment beaucoup plus grande que la focale, contrainte qui n'en est pas une avec le téléphone portable et ses 6mm de focale, contrainte également très légère avec le flex-bi et son septante-cinq de focale qui ne s'approche pas à plus de nonante centimètres du sujet.

Dans ces conditions où p >>f , les formules de PdC se simplifient
considérablement :

1/p_{1|2} = 1/p {+|-} (1/H)

Formule miraculeuse où la focale n'intervient plus explicitement !

Et dans laquelle on prévoit que pour une même distance p, les limites de PdC p₁ et p₂ sont les mêmes quel que soit l'appareil, du moment que le paramètre H est le même.

Poussons un peu plus la simplification en supposant que dans notre comparaison, les deux appareils utilisent une focale normale pour un format dont la diagonale D est égale à la focale f.
Ne reste plus qu'à choisir le paramètre c, simplification ultime : nous allons prendre pour c la valeur de base
c = D/1720
avec D = f pour la focale normale

Dans ces conditions simplificatrices pour le choix de c, l'hyperfocale devient « universelle » sous la forme
H_u = 1720 f / N

La même valeur de H s'obtient donc à la condition très simple

N₂ = N₁ f₂ / f₁

La comparaison de PdC devient immédiate : entre deux appareils, si le rapport f/N est le même, l'hyperfocale est la même et les limites de PdC sont les mêmes à grande distance p >>f.

Une focale de 6 mm ouvrant à f/2 aura donc le même rendu de PdC que notre flex-bi et son septante-cinq, si on le ferme à N = 2 x 75/6 = 25

Le compur s'arrête à f/22, mais on voit en toute simplicité qu'un flex-bi fermé au max donne le même rendu de PdC qu'un téléphone portable à pleine ouverture f/2

Et un 150 mm pour le 4x5 pouces aura le même rendu de PdC qu'un 50 mm de 24x36 avec la correspondance de diaphs suivante

50 mm      150 mm
24x36      4x5 po
 N           3N
 2            6
 2,8          8,4
 4           12
 5,6         16,8
 8	     24
11	     33

E.B.

J'entends déjà le choeur antique :
« Mais il ne faut pas trop fermer le diaph à cause de la diffraction ! »

Ce qui incite à faire une petite estimation du nombre de points résolus dans l'image en comparant les deux formats.

Supposons un format N°1 de diagonale D₁ et un format N°2 de diagonale D₂, avec
D₂ = k D₁
Supposons une équivalence de PdC comme décrite précédemment, avec les mêmes hypothèses simplificatrices, c'est à dire
N₂ = k N₁

Estimons le nombre de points résolus dans chaque image.
La première a une largeur L₁ et la seconde une largeur L₂.
La période de coupure de diffraction p_c s'écrit
p_c = N lambda
où N est le nombre d'ouverture et lambda la longueur d'onde de la lumière.
En échantillonnant à deux points par période, le nombre d'échantillons NP_res
dans une longueur de format L s'écrit
NP_res = 2 L / (N lambda)

Pour le format N°1 et le format N°2 nous avons donc
NP_res1 = 2 L₁ / (N₁ lambda)
NP_res2 = 2 L₂ / (N₂ lambda)

À profondeur de champ égale, nous avons
N₂ = k N₁
Mais comme les formats se déduisent l'un de l'autre par le coefficient k,
L₂ = k L₁
le rapport L/N est constant d'un format à l'autre à PdC identique

on en déduit simplement que
NP_res2 = NP_res1

Le nombre de points résolus est le même dans les deux images supposés limitées par la diffraction.

Si vous avez peur de la diffraction, donc si vous ne fermez pas beaucoup le diaph et si vous avez une faible PdC, et si le sujet s'y prête, vous pouvez avoir recours à une bascule avec des angles de bascules bien plus grands et donc bien plus faciles à régler en grand format.

E.B.

Emmanuel Bigler écrivait:
-------------------------------------------------------
> de CericF
>
> Et en numérique, cette observation est-elle
> comparable, différente ? Le capteur se
> comporte-t-il comme le film ?
>
> Un capteur silicium ne fait qu'échantillonner une
> image optique analogique.
> Donc pour ce qui est de l'image optique analogique
> qui se forme sur le film ou le capteur, il n'y a
> évidemment aucune différence, quel que soit le
> mode d'enregistrement de l'image, pour ce qui est
> de la transition net-flou et donc des limites de
> profondeur de champ (PdC).

Les cristaux de bromure Ag étant en gros 10 fois plus petit en diametre que les photosites,
La tache image peut passer de 100 à 140 cristaux là où sur un capteur silicium la tache passera de 1 à 4 photosites,
Ce qui nous donne une progression brutale avec le capteur

Si je résume avec mes mots ce que j'ai compris :

La PDC n'existant pas dans l'absolu :

- Soit une image réalisée dans les règles de l'art, avec un plan de netteté et un "volume de netteté acceptable autour de ce plan de netteté à une distance d'observation donnée".

Si la distance d'observation de cette image diminue, ce volume de netteté acceptable diminue lui aussi, autrement dit le flou devant et derrière le plan de netteté devient plus évident au fur et à mesure que l'on s'approche de la photo.

De même si on agrandit cette même image, on fait la même constatation. Si l'image tirée par contact paraît nette partout, le fait de l'agrandir fait apparaître les flous avant et arrière du plan de netteté proportionnellement au rapport d'agrandissement.

C'est ça ou j'ai tout faux?

En attendant d'avoir accès à l'article de Chenz, quelques idées complémentaires.

Les formules de PdC sont simples et claires, mais pour ce qui est des comparaisons entre focales et formats, il faut se mettre d'accord sur un protocole d'observation.
Pour ce qui est des comparaisons entre focales normales pour différents formats
focale f = diagonale du format D
le protocole d'observation est : un tirage de diagonale 30 cm observé à 30 cm de distance, ou bien un tirage de diagonale DD observé à la distance DD.
Dans ces conditions, le cercle de confusion c est défini à partir d'une limite angulaire d'acuité visuelle, de 2 minutes d'arc, soit 1/1720. Ramené au niveau de la diagonale D₀ de l'image de départ avant agrandissement, ceci nous donne une valeur de
c = D₀ / 1720

Les malentendus arrivent vite
- parce qu'on va comparer des formats différents en mélangeant des focales diverses, pas forcément que des focales normales ;
- parce qu'on va comparer un tirage 10x15 cm avec une affiche 100x150 cm ;
- parce qu'on n'est pas d'accord sur le critère de netteté c.

Exemple de difficulté pour le choix de c.
Les objectifs Hasselblad C ou CF sont équipés d'une échelle de profondeur de champ.
Mais le paramètre c choisi par le constructeur pour établir les gravures n'est pas forcément le même, alors que le format 6x6 ou 4,5x6 est le même !

Chez Hasselblad, les échelles de PdC de divers objectifs n'étaient pas calculées avec la même valeur de c.
En regardant l'hyperfocale à f/22 = H₂₂, on en déduit la valeur prise pour c
c = f²/(N H])
c = f²/(22 H₂₂)

D=80 mm   D/1720 = 47 microns

                   H22(m)    c(microns)
Rolleiflex T
Tessar 75           5            51

Zeiss Hasselblad 
Distagon C 50       2,2          50
Planar 2,8-80       4,9          60
Planar CF 100 1982  6            75
Sonnar C 250 196x  24            60

En pratique : si j'ai un CdC de 70 microns sur une certaine échelle de PdC que je juge laxiste, passer au CdC de 50 microns revient à changer de un diaph ma lecture de PdC sur cette même échelle.

Pour calculer ma PdC, faut-il changer la valeur de c avec la focale, même si mon format ne change pas ?
Personnellement j'y suis réticent, mais chez Hasselblad, on avait choisi 75 microns pour graduer la PdC du planar 3,5-100, sans doute pour ne pas effrayer les utilisateurs :

Autre exemple simple qui illustre l'importance des conditions d'observation.

Il y a quelques années, je suis allé avec Marcel C. (que je salue au passage) voir une expo à Nyon (CH-VD) où Philippe A. (que je salue au passage) exposait de superbes tirages platine-palladium.
Dans cette expo, il y avait de grands tirages N&B genre 1m par 1m20, sans doute pris sur film à la chambre. Vus à distance normale, donc au moins à 1m50, les images étaient parfaitement nettes.
Mais comme on pouvait s'approcher très près, on pouvait détecter que les limites de PdC avaient été atteintes à certains endroits de l'image.
Mais examiner un tirage de 1m par 1m20 à 20 cm de distance a-t-il un sens ?

E.B.

CericF écrivait:
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> Si je résume avec mes mots ce que j'ai compris :
>
>
> La PDC n'existant pas dans l'absolu :
>
> - Soit une image réalisée dans les règles de
> l'art, avec un plan de netteté et un "volume de
> netteté acceptable autour de ce plan de netteté
> à une distance d'observation donnée".

Ce qui précède concerne une prise de vue d'un objet ou un sujet ou une scène en trois dimensions.

Ce qui suit concerne l'observation d'une image plane en deux dimensions.

> Si la distance d'observation de cette image
> diminue, ce volume de netteté acceptable diminue
> lui aussi, autrement dit le flou devant et
> derrière le plan de netteté devient plus
> évident au fur et à mesure que l'on s'approche
> de la photo.
>
> De même si on agrandit cette même image, on fait
> la même constatation. Si l'image tirée par
> contact paraît nette partout, le fait de
> l'agrandir fait apparaître les flous avant et
> arrière du plan de netteté proportionnellement
> au rapport d'agrandissement.
>
> C'est ça ou j'ai tout faux?

de CericF
C'est ça

C'est exactement cela.

Et on peut même ajouter que la source des malentendus, qui sont nombreux dans cette histoire, nous vient, comme le dit Descartes, de ce que
« nous conduisons nos pensées par diverses voies, et ne considérons pas les mêmes choses.»

Idéalement, si on n'est pas satisfait des graduations de PdC sur l'objectif (de toutes façons à la chambre, il n'y en a pas, mais il peut y avoir un calculateur de PdC sur le corps arrière), il faudrait recalculer la PdC au moment de la prise de vue, en anticipant les conditions d'observation de la future image !

E.B.

Merci Emmanuel et à tous, ça fait du bien de se replonger dans ces principes pas évidents au premier abord.

CericF écrivait:
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> La PDC n'existant pas dans l'absolu :

Laissons l'absolu à La Mathématique

> - Soit une image réalisée dans les règles de
> l'art, avec un plan de netteté et un "volume de
> netteté acceptable autour de ce plan de netteté
> à une distance d'observation donnée".

Classique

> Si la distance d'observation de cette image
> diminue, ce volume de netteté acceptable diminue
> lui aussi, autrement dit le flou devant et
> derrière le plan de netteté devient plus
> évident au fur et à mesure que l'on s'approche
> de la photo.

Alors oui et non, un cas particulier mais courant, soit une prise de vue HD sur un film 8x10 et tiré sur un beau papier, un tirage en 40x50 et un tirage en 80x100, la PdC sera affectée pour les limites classiques, mais aussi par la limite de résolution du papier qui affectera plus fortement le tirage 40x50 que le 80X100,
Une même prise de vue avec une optique moins résolvante ne révèlera pas ces différences de la même façon, idem si la PdV est faite avec de la Panatomic-X ou une Tri-X 320 poussée.

A l'inverse, une image 6x6 d'une Tri-X 320 issue d'un bon appareil, tiré en 30x30 cm sera lu avec une PdC optimale et une résolution apparente très satisfaisant, tirée en 60x60 la PdC apparente sera sans doute plus faible la résolution papier n'ayant plus un rôle limitant, mais en 100x100 on retrouve PdC apparente et résolution avec notre vision complètement pervertie par un grain très visible et une image nette paraitra très nette.



> De même si on agrandit cette même image, on fait
> la même constatation. Si l'image tirée par
> contact paraît nette partout, le fait de
> l'agrandir fait apparaître les flous avant et
> arrière du plan de netteté proportionnellement
> au rapport d'agrandissement.

Un facteur important est à la limite qu'impose le papier, en plaquant une asymptote à la résolution sur le résultat final.

> C'est ça ou j'ai tout faux ...

... Tographe