Résolution des appareils numériques : folle course aux pixels !
Chaque deux ans, la résolution moyenne des appareils numériques est quasiment doublée. Les constructeurs se sont lancés dans la course aux pixels au détriment de la qualité de l’optique et des capteurs.
Depuis quelques années, la résolution d’un appareil numérique est le facteur dominant (est de loin) dans l’acte d’achat d’un appareil photo numérique. Les constructeurs l’on bien compris et se sont lancées dans une course effrénée aux pixels. Chaque deux ans, la résolution moyenne des appareils vendus double. Il y a deux ans, le 3 millions de pixels était la panacée, très peu d’appareils de cette résolution sont aujourd’hui disponibles.
La démonstration suivante va en rassurer certains quant à la qualité de leurs appareils photos. Par ce calcul simple, nous cherchons à déterminer la résolution maximale théorique à partir de laquelle l’œil humain ne peut plus faire la différence. Vous allez être surpris.
Pour ce faire, nous posons les deux postulats suivants qui seront la base de notre calcul :
- La distance convenable d’observation une image est égale à la diagonale de cette image.
- Le pouvoir séparateur de l’œil est fixé « organiquement » à 1/60°, l’œil ne peut distinguer deux points plus rapprochés
Nous cherchons à savoir, compte tenu de la distance d’observation et du pouvoir séparateur de l’œil, la taille en pixel suffisante d’une image.
Partons d’un format classique en numérique, le format 4/3. Ce format est défini tel que le rapport Longeur/largeur soit fixe est égale à 4/3. Selon le postulat qu’une image est convenablement observable à une distance équivalente à une diagonale, calculons la diagonale de notre papier au format 4/3.
La diagonale d’un rectangle s’obtient simplement par le théorème de Pythagore :
Diagonale² = Longueur² + largeur²
En sachant que Longueur/largeur= 4/3
On trouve simplement Diagonale = (5/4) * Longueur
Calculons donc l’angle d’observation convenable d’une image au format 4/3:
Tangente d’un angle = Coté Opposé / Coté Adjacent
Tangente Angle d’observation = L / D = 4/5
Angle d’observation= 39°
Une image au format 4/3 est donc convenablement observée sous un angle de 30°, or nous savons que le pouvoir séparateur de l’œil est de 1/60°, nous pouvons donc calculer combien de fois cette angle est inclus dans l’angle d’observation et nous pourrons en déduire le nombre de pixels suffisants pour image dans ce format.
Nombre de pixels = Angle d’Observation / Pouvoir séparateur
Nombre de pixels = 39 / (1/60) = 2340
2340 pixels sur la Longeur sont donc suffisants pour visionner une image de manière optimale. En se rappelant que L/l=constant =4/3, on peut en déduire, en nombre de pixels, la résolution suffisante d’une image au format 4/3.
L= 2340 pixels
l=L *(3/4)= 1755 pixels
Résolution = L*l = 2340*1755 = 4,1 MégaPixels
Une résolution de 4.1 MégaPixels serait donc théoriquement suffisante pour observer convenablement n’importe quelle image. Le format 4/3 a été pris dans les calculs mais ceci reste à peu prés valable quelque soit le format. Pour les formats de type Ax (A0, A1, A2 etc.), pour lesquels le rapport Longeur/largeur est aussi constant est égale à racine de 2, on retrouve même une résolution minimale suffisante inférieure.
L’objection qui pourrait être fait à ce calcul vient de la définition de la distance d’observation dite convenable qui pourrait sembler quelque peu hasardeuse. Mais en prenant le temps de réfléchir quelques secondes, on se rend compte que rares sont les occasions où on est amené à visionner une image à une distance inférieure à la taille de sa diagonale.
La théorie est une chose, la pratique en est une autre et il faut laisser une marge à nos calculs. Dans tous les cas, une résolution de type 6 Mégapixels est amplement suffisante pour les utilisations familiales voire professionnelles de la photographie.
L’augmentation de la résolution n’est plus une nécessité, c’est aujourd’hui une flexibilité supplémentaire permettant aux photographes de recadrer leurs clichés. La qualité de l’optique et les corrections matérielles et logicielles doivent aujourd’hui devenir le cheval de course des constructeurs.
Crédit Photo : © Alain Vigneron
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Commentaires
suis content que vous ayez pris une de mes photos pour illustrer, très intéressant pour les adeptes des pixels.
Posté par Vigneron à 15:02, avril 17 2005
Parfaitement raisonné !
Et il en va de même avec les écrans TV haute définition.
La définition ("Full HD") de 1920 x 1080 est parfaitement inutile compte tenu de la distance de visualisation qui, pour le confort, reste proportionnelle à la diagonale d'un écran.
Posté par terrien à 15:44, novembre 21 2005
Parfaitement raisonné !
Et il en va de même avec les écrans TV haute définition.
La définition ("Full HD") de 1920 x 1080 est généralement inutile compte tenu de la distance de visualisation qui, pour le confort, reste toujours proportionnelle à la diagonale d'un écran.
Posté par terrien à 15:48, novembre 21 2005
Vous avez parfaitement raison pour ce qui de l'observation d'une image en entier. Mais parfois, on veut se rapprocher de plus près pour scruter un détail. Et là , les 4 megapixels ne sont plus suffisants!
Je m'explique,
Premier point: Selon les raisonnements de Maître René Bouillot, le géotrouvetou de Réponses photo, le nombre de pixels influence la taille du tirage réalisé. Comment? le pouvoir résolvant de l'oeil nu etant de 1/60°, il correspond à une résolution d'imprimante de 300ppi (pixel per inch). Un tirage de 10x15cm (4x6in), doit comporter au minimum 1200x1500 pixels, soit 2 mégapx. pour 15x20 c'est 1500x2400: 4 méga, etc...avec ces résolutions, vous pouvez observer votre tirage même de très près, avec pour seule limite votre distance minimale d'accomodation (punctum proximum), qui est prise à 25 cm pour les calculs. Seuls les myopes (dont je suis:-() peuvent détecter des artefacts à 300pp. Mais le pixel fait vendre! et nul ne peut faire face à la pub.
Un deuxième point: les mégapixels permettent le recadrage: à moins de s'appeler HCB ou YAB, le cadrage est très difficile sur le tarrain, et on peut toujours faire mieux sur photoshop. D'où l'intérêt d'une reserve de pixels!
Un troisième point: (je sais, je suis bavard) la course aux pixels doit un jour s'arrêter vers les 12 mégapixels, car les optiques ne suivront pas, du moins sur le format APS. Les meilleurs objectifs ont un pouvoir résolvant de 80 cycles par mm (80 paires de lignes noires et blanches). dons ils ne peuvent pas restituer des détails de moins de 6.25µm sur le capteur. Ceci correspond à un capteur au format APS de 12 mégapixels (6µm par photosite). Plus de pixels ne serviraient à rien, si deux photosites voisins voient la même chose!
je ne parle bien sur pas des full frame 24x36mm, qui peuvent monter à 24 méga, ni du moyen format avec qui mes calculs deviennent trop compliqués. D'ailleur, les fichiers du Hasselblad 36 méga sont si peu maniables sur nos PC actuels, que peu de gens prennent des photos en résolution max avec cet engin!
Bon y'a pas de 4° point, mais je vais voir ce que vous pensez de mon post.
Salut!
Posté par 7amid à 23:15, septembre 11 2006
Bonjour,
En numérique, la fréquence d'échantillonage doit être le double de celle correspondant au plus petit détail que l'on souhaite représenter fidèlement (théorème de Nyquist) ; dans ce cas, il faudrait 2 pixel par minute d'arc, soit une résolution de 8 megapixel ; c'est grosso-modo la résoltion du film argentique 24x36
Posté par bogus à 20:43, mai 14 2007
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