Objectif argentique et boitier numérique

Un objectif argentique est un objectif conçu à l’époque des boîtiers argentiques, utilisant une pellicule. Les utiliser sur un boîtier à capteur numérique est un choix qui n’est pas donné à tous les photographes. Selon les marques, ils peuvent ou pas utiliser de vieilles optiques sur des boîtiers numériques. Car certaines marques ont effectué le choix radical de tout interdire. Au moins une autre a fait le choix contraire. Mais est-ce une si bonne idée ? Un objectif argentique est-il adapté aux contraintes du numérique ? 

Cette double question mérite d’être posée et la réponse est sans doute plus aléatoire qu’il n’y paraît de prime abord. Et avant d’aller plus loin, on peut déjà avancer une première conclusion : mettre un objectif argentique sur des capteurs dont la résolution est inférieure à 10 Mpx ne posera aucun problème. Au-delà de cette résolution, ce sera plus aléatoire.

Une façon de faire pas toujours possible

Les utilisateurs de la marque Pentax ont le droit d’utiliser tous les objectifs produits en monture K depuis 1975. Et il existe des adapteurs pour les montures M42, 67 et 645 vers la monture K, permettant d’utiliser ces autres optiques. La tentation est donc grande pour ces photographes d’utiliser de vieux cailloux pour les mettre sur des boîtiers numériques récents. Surtout si on en a un plein tiroir ! Il convient, dans un premier temps, de s’interroger sur le pourquoi, sur les raisons qui ont poussé les autres marques à ne pas suivre Pentax. Il en existe au moins 2.

Objectif prévu pour APS-C , monté sur un FF
Objectif prévu pour APS-C, monté sur un FF : la couverture du capteur par les lentilles est visible

 

  • La première est purement mercantile. En interdisant l’utilisation d’anciennes optiques, cela oblige l’utilisateur de la marque à racheter tout son parc d’objectifs. Certains ont même poussé le vice jusqu’à interdire l’utilisation d’objectifs APS-C sur les boîtiers plein format (il est vrai que le cercle optique étant plus petit, le résultat n’est pas forcément très intéressant).
  • La deuxième est celle qui va être plus amplement abordée ci-après. Les optiques conçues du temps de l’argentique, quand les spécifications et les attendus étaient différents, ne sont pas forcément adaptées aux exigences des boîtiers modernes.

Si la première explication peut s’entendre même si on ne l’admet pas, par avance, il est certain que la deuxième ne va pas convenir à tous. Comment accepter qu’un objectif acheté cher il y a 30 ou 40 ans ne puisse valoir des clopinettes. C’est assez difficile à accepter. Pourtant, cette explication est bien réelle comme on le verra plus loin.

À noter qu’un marché de l’occasion fort lucratif s’est créé. Un marché qui voit des cotes assez délirantes pour certains objectifs. Ainsi le FA★ 300 f/2.8 est proposé à 2800 € en occasion. Une somme qui peut paraître délirante quand on sait que cet objectif a été commercialisé de 1994 à 2004. Dans de nombreux cas, il n’est pas impossible que ce soit le fait d’une spéculation, suite à un manque d’alternatives sur le créneau. Même si dans ce cas particulier, il existe un DA★ 300 f/4 officiellement compatible FF.

Pellicule et résolution

La pellicule argentique… De par ses nuances de sensibilité et d’exposition, elle a procuré aux photographes des moments d’émotion inégalés, lors du développement, quand l’image se révélait. Certes, il fallait que la photo soit réussie, évidemment. Mais le charme de l’argentique, on le trouve principalement dans le rendu, le modelé et le grain, qui donnent une atmosphère à l’image. Une pellicule est une texture créée par des amas (certains parleraient de cluster !) de particules photosensibles la constituant. Ce sont les grains argentiques. Ces cristaux d’argent s’accumulent, formant une granulation, qui à partir d’une certaine taille deviennent visibles. Ce grain argentique, offrant un rendu aléatoire et unique, qui n’a rien de comparable avec le rendu numérique toujours ordonné et froid.

Les couches d’une pellicule argentique
Les couches d’une pellicule argentique

 

En simplifiant fortement, on peut dire que le négatif argentique serait une image en noir et blanc, sans niveau de gris. Soit une particule est présente et la lumière est bloquée, soit il n’y a pas de particule et la lumière passe. Ce que l’œil humain va voir, ce sont des moyennes locales de cette densité de grains. Plusieurs couches d’émulsion, chacune séparée des autres par un filtre et donc indépendante, permettent une interaction avec une seule couleur ou un seul niveau de gris (c’est d’ailleurs le principe du capteur Fovéon).

Résolution argentique

Pour avoir commencé à photographier et développer vers la fin des années 70, quand j’étais très jeune, il me reste quelques notions :

  • La taille moyenne d’un grain d’argent est très petite, entre 6 et 20 micromètres. On ne peut pas les voir en regardant une photographie ou un négatif. Sauf à utiliser un microscope.
  • Le pouvoir de résolution d’un négatif photographique est limité par la finesse des grains de l’émulsion : il est de l’ordre de 50 à 100 paires de lignes par millimètre.
  • Plus le film est lent, plus la résolution est élevée.
  • La moyenne des films proposait 2 à 5 millions de grains de sel argentique, même si quelques pellicules très haut de gamme pouvaient atteindre les 12 millions (voire 20 paraît-il pour quelques-unes).
Argentique vs numérique
Un peu d’histoire pour remettre de la perspective

Quand le numérique est arrivé, on ne peut pas dire que les résolutions aient été affolantes. En 1975, le tout premier appareil de l’histoire proposait la fantastique résolution de 100 x 100 pixels. Il faudra attendre le début des années 1980 pour voir apparaître les premiers appareils photo numériques « grand public ». Ce seront le Nexa, un appareil prototype dont la résolution est restée inconnue, mais sans doute similaire au Mavica), le Mavica de Sony et le QuickTake de la marque Apple. Le deuxième proposait une résolution de 279 300 pixels tandis que le troisième offrait une résolution de 307200 pixels, soit du 640 x 480 pixels !

Cela prête à sourire aujourd’hui. Ces résolutions étaient loin de celles proposées par la pellicule argentique qui restait supérieure. Le QuickTake, pour l’avoir essayé, avait une sensibilité affreuse, était inutilisable en intérieur et nécessitait un temps d’enregistrement très long. Et je ne m’étendrai pas sur l’absence d’écran de contrôle et sur son viseur… plutôt approximatif. Néanmoins, il était magique.

Mavica de Sony avec enregistrement sur disquette 2"
Mavica de Sony avec enregistrement sur disquette 2″ (provenance image : Wikipédia)
QuickTake 100 d’Apple
QuickTake 100 d’Apple, look étrange et sensibilité déplorable… mais joujou génial (source image : internet)
 

C’est à cette époque que les bases du futur ont été posées. Rapidement on s’est demandé à quel moment le numérique aurait une résolution supérieure à l’argentique. Du moins pour les pellicules de types 24×36, car on estime que les plaques 20×25 proposent des résolutions proches du 180 Mpx !

Débats autour du point de bascule

Il y a eu de nombreux débats à ce sujet qui fixaient le point de bascule à 10 Mpx. Si je me souviens bien, on y parlait du théorème d’échantillonnage de Nyquist-Shannon à appliquer. Pour un capteur FF, si on veut obtenir l’équivalent de 80 paires de lignes par mm, il faut que ce dernier propose une résolution de 5760 x 3 840 pixels, soit 22 Mpx environ. Ce qui correspondrait pour un APS-C à un capteur de 9,4 Mpx (3755 x 2500 pixels).

Soit cette fameuse limite de 10 Mpx évoquée ci-dessus en tenant compte de la pondération nécessaire due à la présence d’un filtre passe-bas censé éviter le moiré, en floutant légèrement l’image. Un surcroît de pixels était nécessaire pour compenser un peu son action. Le filtre passe-bas est aussi appelé antialiasing ou anticrénelage. Lequel n’est plus désormais nécessaire, l’augmentation du nombre de photodiodes dans un capteur ayant permis de supprimer le moiré. Le premier boîtier grand public, toutes marques confondues, à s’en affranchir, fut le Pentax K-5 IIs en 2012. Les autres marques ont rapidement suivi.

Si on tient compte de ce théorème d’échantillonnage, en deçà de 10 Mpx pour un capteur APS-C et de 22 Mpx pour un capteur FF, les objectifs argentiques ne poseront pas de problèmes particuliers. Du moins autres que ceux qu’ils avaient déjà en argentique. Un objectif mauvais le restera.

Pour un certain nombre de personnes, la montée en puissance des reflex numériques commence vers 2006. Si en 2003, il y a bien le Pentax *istD, un APS-C de 6,1 Mpx, ce dernier ne rencontrera pas un le succès. Le marché s’animera avec la sortie du premier reflex numérique de Canon, l’EOS D30, un APS-C de 2,8 Mpx. Avec la mise en vente du Pentax K-10D (APS-C de 10 Mpx), en 2007, le fameux point de bascule était enfin atteint. 

Des résolutions non comparables

Peut-on comparer résolution argentique et résolution numérique ? Répondre à cette question n’est pas si simple, car elles sont différentes dans leur structure.

La pellicule argentique reste chimique et les sels argentiques ne sont pas uniformément répartis sur toute la surface impressionnable, même si les fabricants y tendent. Il n’y a pas 2 emplacements sur une pellicule qui ont exactement la même densité et la même répartition des grains. De plus, la réaction chimique à la lumière peut être différente d’un grain à un autre. En fait, on ne peut jamais refaire 2 fois exactement la même photo. C’est d’ailleurs ce qui fait toute la magie de la pellicule argentique et qui rend certains photographes si nostalgiques. Je reviendrais sur cette « magie » prochainement.

Les photodiodes des capteurs électroniques sont toujours uniformément rangées et réagissent toujours de manière identique. À condition de lumière identique, sauf bug électronique ou électrique, on peut reproduire un même cliché à l’infini. Sans compter que le rendu est souvent froid, sans ce petit supplément d’âme.

Optiques et résolution
Principes

Cette tentative de comparaison a un intérêt, surtout quand on s’attaque aux optiques. Même si mesurer la résolution d’un objectif n’est pas chose aisée malgré un principe simple. En fait, il suffit de mesurer des détails de plus en plus fins et de voir à quel moment l’image fournie par l’objectif cesse d’enregistrer valablement ces détails.

Sauf que si le principe est simpliste, l’exécuter peut s’avérer lourd. Il convient de le faire à toutes les focales, toutes les ouvertures et dans des positions différentes afin de mesurer l’homogénéité de l’image, entre le centre-champ et le bord-champ. Avec un résultat sous forme de courbes MTF difficiles à appréhender et interpréter pour les profanes (je m’y inclus). De plus, il faut savoir que ces mesures ne tiennent pas compte des limites du capteur, de la perception de l’œil humain, plus sensible au contraste qu’à la résolution, et pour qui tous les détails ne sont pas égaux.

Courbe MTF du DFA★ 50 à f/1.4
Courbe MTF du DFA★ 50 à f/1.4 (source : © Ricoh-Imaging)

 

On peut ajouter d’autres facteurs qui vont influer, comme la résolution de la pellicule ou du capteur aujourd’hui. C’est ainsi que des objectifs qualifiés de bons avec certaines pellicules ou APN vont se révéler médiocres avec d’autres. Ici entre en jeu la résolution du support, qu’il soit analogique ou numérique. Plus c’est dense (en photodiodes ou en sels argentiques), plus les limites de l’objectif vont être atteintes.

C’est certainement la raison pour laquelle les différentes marques n’ont eu de cesse de faire progresser leurs traitements optiques. Toutes les marques proposant des objectifs ont leurs propres traitements équivalents, avec des noms et des brevets différents. 

Les impacts

Le tableau ci-dessous montre les résolutions des principaux capteurs des reflex et hybrides en 2020, APS-C ou FF.

modèle capteurrésolution native (dépends des constructeurs)résolution estimée (FF ou APS-C, selon)
APS-C 24 Mpx≈ 6000 x 4000 pxFF estimée : (9204 x 6136 px, soit 56,5 Mpx ≈)
APS-C 26 Mpx≈ 6250 x 4170 pxFF estimée : 9587 x 6397 Mpx (soit 61 Mpx ≈)
FF 24 Mpx≈ 6016 x 4016 pxAPS-C : 3920 x 2616 px (soit 10,2 Mpx ≈, c’est à dire celle du K-10D)
FF 36 Mpx≈ 7360 x 4912 pxAPS-C : 4800 x 3200 px (soit 15 Mpx)

Si on lit attentivement ce tableau, on s’aperçoit que :

  • Tous les boîtiers APS-C actuels offrent une résolution supérieure à celle des pellicules 24×36 (sauf exception). Ils sont plus denses. 
  • Tous les boîtiers FF actuels offrent une résolution équivalente à celle des pellicules 24×36 (du moins de la grande majorité). Pour respecter la même densité en Plein Format que celle proposée par un capteur APS-C de 24 ou 26 Mpx, il faudrait que celui du FF atteigne environ 61 Mpx (ce que propose le capteur Sony IMX 455). 

Cela veut dire qu’un objectif devra être très performant pour tirer avantage desdits capteurs. Or de nombreuses optiques anciennes ont été conçues pour des pellicules de 2 à 5 millions de grains argentiques. Ces objectifs sont de facto pénalisés sur des capteurs de 20 ou de 26 Mpx. Même si, pour les APS-C, ils vont gagner un peu de netteté et d’homogénéité en n’exploitant que le centre de l’optique.

Si à l’avenir les capteurs FF de plus de 60 Mpx se généralisaient, leur résolution mettrait encore plus à mal certains objectifs argentiques. Et sans doute aussi certains objectifs numériques non conçus pour de hautes résolutions !

Un exemple, le FA★ 300 f/2.8

Récemment, j’ai eu entre les mains le FA★ 300/2.8 qui est un objectif de légende, construit en respectant les spécifications de la première génération STAR, le haut de gamme de Pentax. Une référence en la matière à l’époque puisque cette norme de fabrication était prévue pour des pellicules pouvant dépasser les 10 millions de grains argentiques.

FA★ 300 f/2.8, image entière
FA★ 300 f/2.8, image entière
Premier extrait, là où le focus a été fait
Premier extrait, là où le focus a été fait (sur « FAL INDUSTRIE »)
Deuxième extrait
Deuxième extrait

En effectuant ces tests sur des capteurs FF ou APS-C récents, on s’aperçoit qu’il va manquer d’homogénéité sur toute la surface de l’image. Il est aussi sujet à des AC importantes et du flare est visible. Sans doute une conséquence de la densité des capteurs. Là ou auparavant les AC étaient à peine visibles par manque de résolution, elles le sont plus facilement aujourd’hui. 

Une évolution des attentes

Les temps ont grandement changé et il y a eu un déplacement dans ce que les acheteurs souhaitent. Difficile de se prononcer sur l’origine de ce déplacement. Est-ce simplement une volonté des utilisateurs ou celle des opticiens, doublée de celle des marketeurs ? Sans doute un peu de tout. Hormis l’utopie de l’objectif 11-300 à f/2.8 pesant moins de 500 gr à 500 €, il existe certaines tendances que l’on peut dégager :

  • Bien qu’il existe toujours une demande pour les objectifs manuels, la majorité des acheteurs souhaitent des objectifs autofocus, rapides et silencieux. D’où l’ajout de moteur interne à l’objectif, au détriment du poids.
  • Si dans les années 50 à 80, l’exigence de la netteté était au centre du cliché, depuis la généralisation des Plein Format dans les années 2010, elle doit être partout la même. Nombreux sont ceux à vouloir la même netteté au centre champ et au bord champ. L’homogénéité compte désormais pour beaucoup.
  • Une augmentation du poids des objectifs (à force d’inclure plus de lentilles et des moteurs, le poids ne peut que fluctuer à la hausse).
  • Une demande d’objectifs à ouverture f/4, afin de réduire le poids sans porter une grande atteinte à la qualité. Sans remplacer les objectifs f/2.8 ou inférieures !
L’homogénéité de rigueur

Il s’agit d’une tendance très lourde du marché. Au moins 2 facteurs l’expliquent.

Avec la pellicule, les grains argentiques étaient plus concentrés au centre. Les objectifs, en étant très bons au centre, ne faisaient que prendre en compte cette réalité. Dès le début du reflex numérique, c’est le format APS-C qui s’est imposé. Or le capteur APS-C, en étant plus petit, exploitait essentiellement le centre du cercle optique des objectifs argentiques. De facto, toute la photo était homogène. Et quand les objectifs purement APS-C sont apparus, les lentilles étant plus petites, il était plus facile de tendre vers l’homogénéité.

Cercle optique, cercle de couverture et capteurs
Cercle optique, cercle de couverture et capteurs

 

Pendant une grosse dizaine d’années, les photographes ont été habitués à cette homogénéité. Le passage au Plein Format numérique, avec ses photodiodes uniformément réparties, a fait souffrir plus facilement les optiques argentiques. Leurs défauts sont devenus plus facilement visibles. Et comme les photographes avaient pris le mauvais pli de l’homogénéité, un retour arrière était compliqué, voire impossible. Le format APS-C porte donc une part de responsabilité non négligeable.

Rendre homogènes les objectifs plein format et leur donner une pérennité supplémentaire en cas de capteurs plus performants à l’avenir, a posé de gros problèmes. Les opticiens ont dû revoir leurs formules optiques. Par exemple, pour créer son DFA★ 85 f/1.4, Ricoh Imaging a voulu repartir du FA★ 85/1.4, sauf que les ingénieurs ont fini par jeter l’éponge. Cette adaptation nécessitait l’ajout de lentilles supplémentaires, rendant l’ensemble très lourd et presque inutilisable. Les ingénieurs ont dû reprendre la conception depuis une feuille vierge. Plus d’un an de travail a été gaspillé.

Une évolution dans la qualité proposée par les objectifs

En pratique, à force d’utiliser et de tester de nombreux objectifs, on s’aperçoit que les objectifs plus récents se montrent supérieurs aux objectifs anciens, qu’ils soient fixes ou zoom. À focale et ouverture comparables bien sûr. En fait, on a même des zooms qui se montrent au moins aussi performants que des focales fixes.

C’est dire les progrès réalisés sur ces objectifs. La définition, le contraste, et la netteté sont d’un tout autre niveau. Doit-on obligatoirement conclure que les reliques doivent être rangées définitivement au placard ? Non, car certaines sont en mesure de proposer d’excellents clichés, au moins sur un boîtier Plein Format (car si l’APS-C propose une définition supérieure à 20 Mpx, certains défauts pourraient être plus facilement visibles).

Cliché réalisé avec un FA 20-35 et un K-1 mk II
Cliché réalisé avec un FA 20-35 et un K-1 mk II

 

Si on s’intéresse uniquement au ressenti visuel, certains « vieux » gardent la main. Ils ont des défauts, mais on peut en tirer de belles choses. Sans compter qu’il existe un facteur émotionnel que bien peu sont en mesure de percevoir… et d’accepter.

Mais les optiques anciennes qui sont capables de produire de très bons clichés ne sont pas si nombreuses. Certaines expériences ont amené de grandes désillusions !

Objectif argentique et boîtier numérique, que conclure ?

Plusieurs choses :

  1. Il est possible d’utiliser, quand les marques le permettent, des objectifs argentiques sur des boîtiers numériques.
  2. L’association objectif argentique et boîtier numérique sera aléatoire, même si un objectif ancien mauvais ou moyen proposera des photos de mauvaise qualité.
  3. Si l’objectif argentique était de qualité, alors la photo sera bonne. Peut-être pas aussi bonne qu’avec un objectif des années 2020, mais pas loin. C’est le cas du FA★ 300 f/2.8 ou du F135/2.8 qui, face aux exigences modernes de notation, ne sont pas forcément très bien notés, même s’ils délivrent des photos de très bonne facture. Le débat porte plus sur le rapport qualité / prix qui n’est pas toujours correct.
  4. Si l’objectif argentique était bon ou très bon, sur un APS-C, il devrait se montrer bon, sur un Plein format de 36 Mpx. Au-delà, il commencera à montrer des limites, surtout en termes d’homogénéité.

Mais attention… À aucun moment, nous ne vous déconseillons d’utiliser les objectifs argentiques sur un boîtier reflex numérique. Dans bien des cas, il sera possible d’obtenir d’excellents résultats. Ainsi, le FA★ 300/2.8 à 2800 $ en occasion est une aberration quand on se rend compte que le DA★ 300/4 fait mieux, qu’il est plus léger et moins cher neuf. Même s’il n’ouvre qu’à 4. Par contre, le même à 1000/1200 $ serait une bonne affaire pour les amateurs de zoom très lumineux. Tout est une question de prix.  

Photo réalisée avec un F 135/2.8 monté sur un K-1. Une bonne association.
Photo réalisée avec un F 135/2.8 monté sur un K-1. Une bonne association

 

Il faut être conscient des forces et des faiblesses de chaque objectif et de s’y adapter. Et, accessoirement, il convient de raison garder en termes de tarif sur l’occasion.

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