Sujet: De l'utilité d'un multiplicateur de focale

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De l'utilité d'un multiplicateur de focale

par papout » Lundi 02 Janvier 2012 18:34

DE L'UTILITE D'UN MULTIPLICATEUR DE FOCALE

Ce petit article apporte une contribution à la question que se posent beaucoup de photographes amateurs : quelle est l'utilité d'un multiplicateur
de focale (dénommé également téléconvertisseur).

Tout d'abord deux évidences découlant des lois de l'optique suite à l'ajout d'une lentille ou d'un groupe de lentilles (le multiplicateur) :

1°) l'image est dégradée : on constate un perte de résolution, de piqué, de contraste notamment.
2°) l'ouverture relative de l'objectif est diminuée (avec un multiplicateur 1,4 on perd un diaphragme d'ouverture ; on passe par exemple de f/5.6 à
f/8 ce qui, dans cet exemple, empêche le fonctionnement correct de l'autofocus).

Pour montrer l'intérêt ou le manque d'intérêt d'un multiplicateur j'ai comparé des photos prises avec un multiplicateur 1,4 et les mêmes scènes
prises sans multiplicateur, mais dans ce cas, l'image a été recadrée de 1,4 fois puis redimensionnée en utilisant un algorithme de
rééchantillonnage afin d'avoir une image aux dimensions identiques à celle prise avec le multiplicateur.

Ainsi je compare une image avec multiplicateur (donc grandie de 40 %) à une image multipliée informatiquement (donc grandie aussi de 40 %)
de mêmes dimensions : la comparaison est par conséquent rigoureusement acceptable.

Le matériel de prises de vues est le suivant :
- un Nikon D7000,
- un objectif 150 mm f/2.8 macro Sigma,
- un zoom 70-300 f/4.5-5.6 Nikon,
- un zoom 120-400 f/4.5-5,6 Sigma,
- un téléconvertisseur Kenko Pro 300 G,
- un arbre avec un carton imprimé,
- la distance de prise de vue est de 50 fois la focale de l’objectif.

PREMIER TYPE D'ESSAIS

Objectifs et zooms (à focale maximum) ont été utilisés à leur ouverture maximale (pleine ouverture).

150 mm.jpg
Sigma 150 mm
150 mm.jpg (87.1 Kio) Vu 6069 fois

300 mm.jpg
Sigma 150 mm
300 mm.jpg (75.97 Kio) Vu 6069 fois

400 mm.jpg
Nikon 70-300 mm
400 mm.jpg (87.16 Kio) Vu 6069 fois

TC signifie avec multiplicateur
RcRd signifie recadrée et redimensionnée

Les résultats sont significatifs et la conclusion est évidente :
il ne faut pas s'encombrer d'un multiplicateur pour l'utiliser avec un objectif ou zoom à pleine ouverture, surtout avec des zooms ouvrant à f/5,6 à
focale maximale parce que la mise au point doit être manuelle et cela n'est pas toujours facile.

SECOND TYPE D'ESSAIS

Un objectif ou zoom possède une ouverture optimale, l'ouverture qui donne la meilleure résolution (en général elle se situe vers f/5,6 - f/8).
J'ai donc pratiqué les essais en ouvrant objectif et zooms à f/8 (ce qui donne f/11 avec le multiplicateur)
400 mm F8.jpg
Sigma 120-400 mm
400 mm F8.jpg (103.39 Kio) Vu 6069 fois

400 mm F8 TEXT.jpg
Texture
400 mm F8 TEXT.jpg (257.44 Kio) Vu 6069 fois


Si du point de vue de la résolution, les résultats sont comparables, en revanche du point de vue de la texture, le rendu est bien meilleur avec le multiplicateur. Cela s'explique par le fait que l'algorithme de rééchantillonnage "invente" des pixels à partir de ce qu'il constate autour alors que le multiplicateur donne une image optique réelle donc "vraie".

Les résultats (ici sur le seul Sigma 120-400) sont significatifs et la conclusion est évidente :
le multiplicateur est intéressant lorsqu'il est utilisé avec un très bon objectif ou un bon zoom ouvert à son ouverture optimale.

Ouf, cela nous rassure quand on sait que certains professionnels de l'image nature ou animalière en utilisent.

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Re: De l'utilité d'un multiplicateur de focale

par maboullette » Lundi 02 Janvier 2012 20:25

Le sujet est intéressant !

mais j'ai quelques questions ...

toutes tes photos ont elles été faites sur pied, et miroir relevé pour éviter les flous de bougé ?

(je n'ai pas l'impression)

as tu fais la mise au point en utilisant le live view sur trépied et en utilisant la loupe ?
(je n'ai pas l'impression non plus :mrgreen: )

as tu coupé le VR ?

comment as tu procédé pour redimensionner ton image (pour remplacer le convertisseur) ?
l' as tu fait en plusieurs étapes (par toute petite augmentation pour minimiser l'effet de gommage)
?

( toujours pas sûre :mdr02: )

cela dit ta conclusion n'est pas mauvaise...

une très bonne otique fixe ouverture 2.8 (c'est plus simple ... et de mon temps ça ne se mettait pas sur un Zoom nonnon ) 1 cran au moins ou 2 crans de diaph là tu as une très bonne résolution en mm/ligne

puisque ton optique est très bonne sa résolution est bien supérieur à celle de ton capteur (t'as pas de D3x ? tu nous a pas dit quel capteur tu avais et y'a pas d'exifs ...)



comme le TC x 1,4 de très bonne facture (on est raisonnable on utilise pas de doubleur) on "récupère" qu'une partie de l'image initiale que l'on agrandi sur le capteur, et on "récupère "la résolution disponible de ton optique par le même coup... donc on est mieux que si on recadrait simplement en remettant l'image à sa taille initiale.

ou ça se complique un peu, c'est si on fait une augmentation très progressive de l'image ce qui détériore beaucoup moins car les points se reconstruisent de proche en proche...
et pour peu que l'on fasse une petite accentuation au bon moment :super2: ça peut être surprenant
mais ça demande du post-traitement

Tout doit se compliquer si on veut un TC sur le D3x ... :evil: ça va couter cher en optique !

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Re: De l'utilité d'un multiplicateur de focale

par papout » Mardi 03 Janvier 2012 10:02

Bonnes questions

J'ai voulu faire une comparaison dans des conditions que je qualifie de "réelles" c'est-à-dire de "terrain". Donc à main levée sans pied, avec stabilisation. Mise au point AF et pour le manuel mise au point par le point vert du viseur et confirmation par live-view avec loupe.

Pour l'image, je recadre à 40 % ce qui fait que l'image devient plus petite que l'originale puis je la redimensionne avec un algorithme de rééchantillonnage bicubique en fixant la dimension de base égale à celle de l'originale soit 4928 px pour un D7000 (ce qui revient à l'agrandir de 40 %) afin que les objets des images prises avec et sans TC soient de mêmes dimensions et donc comparables. Cela est fait en une seule étape. J'enregistre en Jpeg à 100 % de qualité puis j'extrais un échantillon de l'image visualisée à 100 % pour comparaison.

Pour moi, les écarts de qualité avec objectif ou zoom à pleine ouverture sont tels que la conclusion s'impose de facto. : l'image recadrée et redimensionnée est meilleure qu'avec un TC et à qualité identique éventuellement pourquoi s'encombrer de cet accessoire surtout avec des zooms d'ouverture maxi f/5.6 qui obligent la mise au point manuelle pas évidente en photo animalière par exemple.

En revanche, avec objectif ou zoom ouvert à l'ouverture optimale, l'image TC est meilleure que "zoomée" numériquement.

========
En ce qui concerne la reconstitution de proche en proche, elle peut paraître a priori plus performante, mais n'oublions pas qu'il s'agit tout de même d'extrapolation par calcul (type moyenne quadratique, écaart-type, etc.) Vulgairement il faut "remplir des trous", ce sera toujours moins bon qu'un "remplissage" optique par éléments réels : le faux, l'inventé ne pouvant remplacer le réel, le vrai.

Je suis convaincu que les essais en situation "labo" : pied, pas de bougé, etc. ne changeront pas ces conclusions.
Mais j'ai voulu rester en situation de terrain strictement comparative, c'est un choix que l'on peut évidemment discuter : à vos labos les Copix.

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Re: De l'utilité d'un multiplicateur de focale

par maboullette » Mardi 03 Janvier 2012 13:24

Depuis toujours on sait qu'il ne faut pas utiliser un TC avec un cul de bouteille, et qu'il est préférable de verrouiller le diaph d'un cran ou deux selon les optiques pour bénéficier de la résolution maximale de cette optique. C'est très bien de le rappeler.

par contre sur le terrain tu t'arrangeras pour avoir une vitesse qui corresponde à ta focale... tu feras varier des paramètres par exemple en bougeant les isos...

Je pense que lors d'un test on doit éviter d'ajouter l'erreur humaine c'est pour ça que le pied et le miroir relevé me paraissent indiqués (car j'ai la sensation de voir des flous directionnels qui indiquent un flou de bougé ou un VR qui a merdu ...) ça permet de révéler la potentialité du TC.
si non ça reste que ton interprétation...

si j'y pense un jour qu'il fera beau et moins de vent je sortirai mon 180 f:2.8 et mon 300 f:4 et un vieux doubleur :shock: Là ça risque de faire mal :mrgreen:

si je me rappelle bien pour avoir une certaine homogénéité des tests ils doivent se faire à 50 fois la focale de l'objectif.

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Re: De l'utilité d'un multiplicateur de focale

par bkinthebay » Mardi 03 Janvier 2012 13:42

ça me donne envie de faire ce genre de tests avec mon D700!

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par dbull » Mardi 03 Janvier 2012 14:07

Intéressant, moi qui pensait investir, ça me permettra finalement d'attendre un peu et faire descendre cet objet dans ma wish list.
Ce qui peut paraître évident ne l'est peut-être pas, mais je suppose que la déperdition sur un x2 est encore plus prononcé mais quid sur la texture?? Je doute que l'on gagne plus?

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Re: De l'utilité d'un multiplicateur de focale

par lincal » Mardi 03 Janvier 2012 14:43

Bonjour papout,

Merci pour ce test très intéressant :coucou21:

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par papout » Mardi 03 Janvier 2012 14:46

Maboulette l'erreur humaine dont tu fais état est sensiblement répétitive vue l'utilisation d'une stabilisation attendue bien stabilisée et une mise au point bien vérifiée. Dans les mêmes conditions les erreurs se compensent et mes tests sont donc significatifs. Les tests "labo" peuvent être plus précis, mais ne devraient pas changer fondamentalement les conclusions.

dbull investir dans un x1,4 pour un très bon objectif ou zoom, oui, pour une prise de vue à l'ouverture optimale. Quant à acheter un x2 (doubleur) très peu de gens en utilisent car la dégradation est patente et la perte de luminosité est de 4 fois (2 crans de diaphragme) ce qui ne facilite pas la mise au point manuelle (détail peu lumineux et bougé).
Un test intéressant serait de comparer une image avec multi x1,4 recadrée et redimensionnée à x2 et une image prise au multi x2. Il est possible que l'on ait des résultats dans le même esprit.

Aute question en débat pour laquelle je n'ai jamais trouvé de réponse solide (scientifiquement rigoureuse) est : faut-il mieux utiliser un multi de la marque de l'objectif ou un multi de type universel ? J'envisage ce type de test en procédure "terrain" mais dans plusieurs mois.

cordialement et bonne année à vous tous et .... belles photos

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Re: De l'utilité d'un multiplicateur de focale

par maboullette » Mardi 03 Janvier 2012 20:41

c'est le "sensiblement " qui pose problème :mdr02:
Naturellement ce n'est pas une polémique, puisque de toute manière je suis en parfait accord avec tes conclusions !

Parfois les erreurs se compensent effectivement, mais parfois elle s'ajoutent ... et avec ma petite formation scientifique, je suis un peu ennuyée pour accréditer ta façon d'évaluer sur le terrain le bien fondé d'un TC. la rigueur scientifique demande que l’expérience soit reproductible (par d'autres)

j'emploie le terme évaluation, car elle t'est propre, elle est fonction de ta façon d'utiliser le matériel habituellement.

naturellement la qualité du capteur est primordiale, un D3x sera plus discriminant qu'un D1...

En tout cas c'est très intéressant d'avoir lancé le sujet, charge à nous de reproduire l’expérience ...

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par papout » Mercredi 04 Janvier 2012 9:54

Non Maboulette, pas question de polémique biens sûr, seulement des échanges de point de vue. Moi aussi de formation scientifique et ayant travaillé en labo de recherche optronique (optique électronique), je sais que mon expérience est entâchée d'imprécision. Mais le test "terrain" comme je le nomme est acceptable lorsqu'il présente des comparaisons ayant un bon écart (écart-type), ce qui, compte tenu des erreurs ne changent pas "sensiblement" le résultat, seulement la précision du résultat.

Ce test est reproductible par tous, il suffit de prendre le matériel indiqué dans les conditions indiquées, avec les erreurs de "terrain".

Je suis d'accord sur le fait qu'un test "labo" : pied, distance, éclairement, etc. serait plus précis, mais pas davantage reproductible dans la mesure où l'on ne compare pas deux multiplicateurs entre-eux avec le même équipement de test (même banc de test), mais l'effet d'un multiplicateur sur diverses optiques : donc il y aura des différences (tolérances de fabrication) entre les appareils, les objectifs, etc. Ceci renforce l'idée que mon test reste significatif, d'ailleurs, si on y réfléchit bien, je n'ai fait que que confirmer ce que la théorie nous enseigne.

Enfin, pour accentuer les écarts de comparaison, il conviendrait de prendre un appareil ayant une fréquence d'échantillonnage (Fe) du capteur significativement supérieure à celle du capteur d'essai (D7000), un D3X par exemple dont la Fe est de 6048 au lieu de 4928 soit 23 % plus importante et en utilisant des objectifs dont la résolution dépasse les 80 pl/mm (FTM à 50 %) ce qui n'est pas garanti.

Ai-je apporté un peu plus d'éclaircissement sur ce test, qui n'a que la valeur que l'on veut bien lui accordé ?

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par michan » Mercredi 04 Janvier 2012 11:00

papout a écrit:DE L'UTILITE D'UN MULTIPLICATEUR DE FOCALE
2°) l'ouverture relative de l'objectif est diminuée (avec un multiplicateur 1,4 on perd un diaphragme d'ouverture ; on passe par exemple de f/5.6 à
f/8 ce qui, dans cet exemple, empêche le fonctionnement correct de l'autofocus).

- un Nikon D7000,

Les résultats sont significatifs et la conclusion est évidente :
il ne faut pas s'encombrer d'un multiplicateur pour l'utiliser avec un objectif ou zoom à pleine ouverture, surtout avec des zooms ouvrant à f/5,6 à
focale maximale parce que la mise au point doit être manuelle et cela n'est pas toujours facile.

Bonjour papout
D'abord un grand merci pour ces tests :clap: :clap: :clap:
J'aurai juste quelques remarques sur les extraits que j'ai laissé dans la citation ci dessus.
J'utilise parfois mon D7000 avec un 300mm f/4 et un TC 17 (comme d'autres pixelistes d'ailleurs). J'ai donc dans ce cas une ouverture maximale à f/6.7 et je suis au dessus de la barre fatidique des 5.6. Pourtant, en dehors du liveview, l'autofocus fonctionne plutôt bien même s'il a tendance à ramer plus que de coutume en basse lumière ou a être un peu plus lent.
Pour être précis, dans la documentation du D7000 (page 100), la restriction ne porte pas directement sur le fonctionnement de l'AF, mais sur le télémètre électronique et son indicateur de mise au point (ambiguë n'est ce pas).
Et pour alimenter la discussion un lien vers une petite page ou je présente des essais (pas un vrai test comme toi) dans cette configuration.
http://perso.numericable.fr/~andrimic/pages/D7000-300mmF4AFS-TC17.html

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Dernière édition par michan le Mardi 03 Novembre 2015 11:55, édité 1 fois.

par papout » Mercredi 04 Janvier 2012 11:29

Bonjour Michan
Premier point : un constructeur (Nikon en l'espèce) évite le risque de reproche et donc fait des mises en garde toujours avec un certain coefficient de sûreté.
Second point : l' AF est un système compliqué, détection de phase et de contraste qu'il n'est pas facile à comprendre. Il y a des cas où avec un objectif ou zoom ouvrant à f/5.6 et un multi x1,4 (on a donc f/8), l'AF du D7000 fonctionne bien, d'autre fois il patine : pourquoi ? mystère et boule de gomme. Cela dépend de l'éclairement, des détails de la scène.
En donnant f/5.6 comme limite de bon fonctionnement on n'a pas de reproche.

Dans ton cas 300 mm f/4 avec multi x1,7 (donc 6.8) on est à 20 % de la limite f/5.6 qui n'est pas "couperet", pas d'étonnement au fonctionnement.

J'ai vu tes images, elles sont assez bonnes vue "comme ça" mais ont elles été prises à pleine ouverture (f/4) ? si oui (ce que je pense), elles seraient encore plus piquées si tu les avais prises à l'ouverture optimale qui dans le cas du 300 mm f/4 se situe vers f/8 quitte à monter en Iso, ce que supporte très bien le D7000.
:coucou2:

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par michan » Mercredi 04 Janvier 2012 12:47

papout a écrit:J'ai vu tes images, elles sont assez bonnes vue "comme ça" mais ont elles été prises à pleine ouverture (f/4) ? si oui (ce que je pense), elles seraient encore plus piquées si tu les avais prises à l'ouverture optimale qui dans le cas du 300 mm f/4 se situe vers f/8 quitte à monter en Iso, ce que supporte très bien le D7000.
:coucou2:

Les images prises dans le brouillard ont effectivement été prises à f/4 (f/6.7 avec le TC). Pour les autres, j'ai un peu fermé mais sans doute pas de façon optimale (f/5.6 => F/8 avec le TC).
Le coefficient de sécurité est très large. Avec la Swarovski en bonne lumière l'indicateur de mise au point est fonctionnel malgré l'ouverture à f/11. :good:

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par papout » Mercredi 04 Janvier 2012 14:32

Quleques infos utiles pour toi michan et d'autres évidemment.
D''après les tests effectués par TheDigitalPicture on voit que l'ouverture optimale se situe entre f/5.6 et f/8.

N300 tdp.jpg
N300 tdp.jpg (112.49 Kio) Vu 5989 fois

D'après les tests (Imatest) de Photozone sur un D200, on voit que la perte de résolution est moindre à f/5.6, mais on voit aussi que la perte d'un x1.4 et de 1,1 % alors qu'elle passe à 6,3 % avec un x1.7, alors avec un x2 n'en parlons pas.

n300 pz.jpg
n300 pz.jpg (54.3 Kio) Vu 5989 fois


Voici le tableau de calcul des pertes que j'ai établi d'après les résultats des tests de Photozone.

perte.jpg
perte.jpg (10.85 Kio) Vu 5989 fois


Merci à The-digital-picture.com et à Photozone.de

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par michan » Mercredi 04 Janvier 2012 16:59

Merci papout pour ce complément d'information.

En retour, un petit conseil, peut être inutile, mais dans un autre domaine; tu me demandais à quelle ouverture était prises mes photos; avec des navigateurs récents comme firefox ou chrome, tu peux rajouter un des nombreux petits add-on qui te permettent de consulter les exifs de n'importe quelle photos sur le web, pour peu qu'il soit présent dans le fichier bien sur. :coucou21:

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