Testez vos objectifs (tableau de résultats et mires)

L'article du Compétence Photo n°30 (p 88 à 103) sur les tests d'objectifs donne une méthode qui se veut simple pour tester appareils numériques et objectifs. Elle est intéressante si elle permet de comparer des résultats. C'est pour cela que nous avons publié un tableau donnant des exemples de performances de différents modèles d'appareils numériques. Ces comparaisons ne portent que sur le pouvoir séparateur de l'ensemble boîtier-optique. D'autres éléments entrent en ligne de compte dans la qualité de l'image, notamment le rapport signal sur bruit. Nous aurons certainement un jour l'occasion d'en reparler.
En attendant le pouvoir séparateur est un bon moyen de prévoir la capacité d'agrandissement des fichiers produits par un système. Pour qu'une image en ton continu (constitué de niveau de gris et de couleurs progressant régulièrement, sans à-coups) soit satisfaisante, il faut qu'elle fasse 200 dpi (soit environ 8 points par mm, ou encore 4 cycles par mm sur un tirage observé au punctum proximum (distance minimum d'observation distincte ; on prend en général une moyenne de 25 cm). Pour une observation orthoscopique (restituant correctement la perspective), il faut se placer à une distance équivalente à la diagonale du format si la prise de vue est faite avec une focale normale. Tout cela nous conduit à choisir un format de 14 x 21 cm (homothétie 3:2), pour respecter ces conditions. Un tel agrandissement doit donc faire 1120 x 1680 pixels (1,9 mégapixels) pour être visuellement satisfaisant d'un point de vue définition. Pour des agrandissements de taille supérieure, on est censé se reculer proportionnellement pour conserver une observation orthoscopique. Donc la même définition de fichier pourrait suffire. Cependant il faut tenir compte du fait que l'on s'approche d'une image pour vérifier sa netteté. C'est pour cela que les fabricants ont augmenté beaucoup la définition de leurs appareils (et aussi pour permettre le recadrage). En oubliant parfois que cette caractéristique ne résout pas tous les problèmes.

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Les valeurs de pourcentage de résolution réelle par rapport à la résolution théorique sont instructives également. Leur comparaison entre elles renseignent sur la qualité optique, pour un même boîtier et sur l'efficacité du traitement du signal lorsque l'on compare des appareils numériques entre eux, munis de leur meilleure optique. Ainsi si l'on analyse deux appareils de même définition comme le Nikon D300 et le Nikon D700, ce dernier donne un meilleur pourcentage parce qu'il réclame moins de performance à l'objectif, grâce à ses photosites plus grands. Dans le tableau de résultat que nous joignons, nous voyons qu'avec le même (excellent) objectif 50 mm f/1,8 AF-S, le D700 parvient à une performance de 92 % alors que le D300 plafonne à 86 % de rendement.
Dans le tableau en question nous avons testé d'autres appareils et objectifs qui nous passaient entre les mains. Nous y observons les excellents scores du Canon EOS-1D X. Mais les records ne sont pas obtenus avec les optiques que nous aurions pu imaginer. Problème de réglage d'autofocus ?
Les Nikon haute résolution que nous avons testés : D4 et D800 obtiennent des scores moyens, bien que les tests aient été réalisés avec de très bonnes optiques. Nous avons remarqué sur plusieurs boîtiers Nikon de mauvais calages d'autofocus, ces derniers temps. Avec le D800 nous avons fait un essai intéressant : le même objectif à deux définitions : Large (36 mégapixels) et Medium (20 mégapixels). Nous observons que le rendement monte sensiblement, passant de 82 à 87 %, ce qui confirme que la définition maxi est exigeante en qualité optique.
Les essais réalisés avec le Pentax K5 attestent que l'optique de base 18-55 mm n'est pas un coupeur de cheveux en quatre, alors que le Tamron 18-200 mm f/3,5-6,3 est légèrement meilleur malgré sa plus grande amplitude de focales.
Avec l'hybride Sony Nex7, nous avons comparé le 18-55 du kit de base avec le 30 mm macro pour reflex Alpha, monté sur la bague d'adaptation LA-EA1. La performance est étonnamment moins bonne que les 72 cycles que nous avions mesurés avec la même optique montée sur le SLT Alpha 77.
Ces quelques essais montrent qu'il y a beaucoup d'enseignements à tirer de la méthode que nous avons détaillée dans le n°30 de Compétence Photo.

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Dans notre article nous avons rapporté les mesures de pouvoir séparateur à un format 24 x 36. Pour deux raisons. La première, historique. Le pouvoir séparateur des films et des optiques était très important sur ce format 24 x 36, moins sur les moyens et grands formats. Par exemple le meilleur film diapo, Fuji Velvia 50 est capable de séparer 160 cycles par mm. Sur un format 24 x 36, cela correspond à 7680 x 11520 pixels, soit 88,5 mégapixels. Malheureusement ces mesures sont faites en tirant une mire de définition par contact sous vide. Avec l'image formée par un objectif, le résultat est nettement moins bon : la moitié témoigne déjà d'une optique de qualité supérieure, ce qui conduit à environ 4000 dpi enregistrés sur le film. Ce chiffre explique au passage la résolution des scanners films, moyen et haut de gamme.
L'autre raison de notre choix du format 24 x 36 est que les bons capteurs actuels sont à ce format. Et, en face de la multiplicité des tailles de senseur, il fallait faire un choix, pour pouvoir comparer les résultats entre eux. Cela ne présente pas beaucoup d'intérêt du point de vue du pouvoir séparateur réel de savoir qu'un capteur 1/1,7" de 7,4 x 5,6 mm délivrant des clichés de 4000 x 3000 pixels a une résolution théorique de 270 cycles par mm. En revanche il est intéressant de savoir si ce capteur et l'optique qui lui est associée sont capables de percevoir des petits détails et de supporter l'agrandissement comme un capteur 24 x 36 de même définition qui ne fait théoriquement "que" 59 cycles par mm (c'est le cas du Nikon D700). Mesurer que le capteur 1/1,7 pouce et l'optique 24-120 mm (équivalent 24 x 36) qui lui est associé est capable de résoudre théoriquement 62 cycles par mm sur un format 24 x 32 (homothétie 4:3) et qu'il en sépare en pratique 48 me permet de faire des comparaisons intéressantes.
C'est vrai que plus le capteur est petit, plus l'optique doit fournir un pouvoir séparateur élevé. Mais justement les lois de l'optique font que plus la focale est courte plus il est facile d'atteindre cet impératif. Donc notre système fonctionne.
Nous aurions pu aussi bien faire tous les calculs et observations par rapport à un format d'agrandissement donné, par exemple 30 x 45 cm. Dans ce cas-là, nous ferons les calculs par rapport au format final. Un Nikon D700 avec son capteur de 4256 x 2832 pixels y produira en théorie 9,46 cycles par mm et en pratique 8,5 cycles. L'idée qui nous a fait choisir le 24 x 36 est une commodité par rapport à l'argentique et aux données historiques et par rapport aux capteurs plein format maintenant répandus. Quelle que soit la méthode employée, c'est la comparaison entre les données obtenues qui est intéressante.

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