Le capteur est limité par l’optique

Les capteurs pour appareils photo petit format ont une résolution toujours grandissante. Mais qu’en est-il des objectifs ?

Afin de déterminer simplement la limite optique d’un des meilleurs objectifs de la gamme Nikon et pour savoir si je profite pleinement des 12 Mégapixels du boîtier plein format Nikon D700 dont je dispose, j’ai réalisé ce test simple, à l’instar du précédent article sur la résolution optique du scanner Epson V700.

Protocole :

1. Photographier une scène avec un objectif de focale 50 mm.
2. Photographier cette même scène avec un objectif de focale 200 mm sans bouger le trépied (zoom sur l’image).
3. Comparatif entre le recadrage de la première image à 100% (un pixel dans l’image correspond à un pixel à l’écran) et de la deuxième image réduite à la taille du recadrage de la première.

Voici les deux images originales. Elles ont été prises sur un trépied, au diaphragme de meilleur piqué, avec un déclencheur souple et le miroir levé. Un flash électronique éclaire uniquement le papier journal qui servira de référence dans ce test.

Photo d'ensemble, prise au Nikkor 50 mm F/1.4 à F/4 (meilleur piqué)

Photo d'ensemble, prise au Nikkor 70-200 mm VR ED F/2.8 à F/8 (meilleur piqué)

La première image permet d’avoir une image en condition réelle, utilisant normalement le capteur. Nous ferons un recadrage sur le milieu de l’image, dans le journal. Ce recadrage servira de référence pour la seconde image.

La seconde image est là pour obtenir tous les détails, avec un objectif de plus longue focale pour extraire un maximum d’informations.

En mettant côte à côte la première image recadrée à 100% et la seconde image recadrée et réduite – par l’algorithme de re-échantillonnage bicubique de Photoshop CS4 – pour obtenir le même rendu, il ne reste plus qu’à comparer les différences de netteté entre les deux images.

Comparaison du résultat en fonction de la focale

Si le capteur était utilisé pleinement, c’est-à-dire si la qualité de l’optique était suffisante pour que sa résolution convienne au moins à celle du capteur (c’est-à-dire au moins deux fois plus fine que celle du capteur du fait du théorème de Shannon-Nyquist), on ne devrait voir aucune différence entre les deux images. Etant donné que le capteur est identique, si les optiques avaient une résolution suffisamment fine pour ce capteur, nous ne devrions voir aucune différence entre une image prise à 50 mm et une autre à 200 mm concernant la netteté (pour la distorsion et la profondeur de champ le débat est autre).

Or, ce n’est pas le cas. On distingue très nettement que l’image prise à 50 mm est moins bonne que celle prise à 200 mm.  C’est très notable sur les parties où la typographie est petite comme dans le chapeau de l’article ou même dans les trois paragraphes en dessous du titre.

Concrètement, cela veut dire qu’avec un capteur de 12 Mpx, malgré l’emploi d’une optique excellente (Nikkor 50 mm F/1.4) et dans les meilleures conditions (flash électronique éclairant la scène, pas de bruit atmosphérique, mise au point sur un sujet plan donc pas de problème de profondeur de champ, emploi du diaphragme au meilleur piqué, d’un trépied, d’un déclencheur souple et enfin activation de la remontée du miroir avant la prise de vue), l’optique amène du flou sur le capteur qui ne peut donc pas montrer tout son potentiel.

L’évolution technique et commercialle des constructeurs d’appareils photo, amateurs et professionnels vers des capteurs plus grands formats, aux photosites plus gros et jouissant d’optiques au cercle d’image plus grand semble donc tout à fait naturelle et logique pour obtenir une meilleur définition d’image.