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H4D50ms-200ms

Dans le test du H4D40 nous avons vu un ensemble d’éléments communs au système Hasselblad H4D. Sur ces pages dédiées aux H4D-50ms et 200ms, nous irons voir aux plus vite les particularités hors du commun de ces dos multi poses et la technique Hasselblad pour contourner la matrice Bayer. Pour aller plus loin, et profiter au maximum de cet extraordinaire outil, nous ferons un parallèle entre cet appareil et le Nikon D800e, le Leica M9 et le Canon 5D Markll, dans le but de clarifier au mieux le rapport taille pixel/taille capteur.  
Nouveau voir H5D-200c
 


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Hasselblad (comme la plupart des autres marques), fabricant des boitiers légendaires, a dû pour s'adapter à l'ère numérique devenir constructeur-intégrateur, un peu comme dans l'industrie automobile.
Pour ce faire, ils ont associé autour de leurs corps de métier le savoir-faire d'autres sociétés en pointe dans certaines technologies. Imacon, le célèbre fabricant de scanners et dos numériques, est une des sociétés qui ont apporté tout leur savoir au sein du nouveau groupe, et notamment le système de micro déplacement des capteurs numériques. C'est cette technologie unique qui a permis la création des dos 50ms et 200ms à partir d'une matrice Bayer montée sur une table à mouvements xy micrométriques, que permet le déplacement du capteur en 3 fois et 5 fois.

Le capteur du H4D50ms
Sur ce capteur CCD sans micro lentilles, la sensibilité est plus modérée que sur le H4D40. Avec cette technologie, la qualité des fichiers obtenus entre 50 et 100iso est au summum, par sa brillance, saturation, contraste et faiblesse du bruit, entre 200 et 400iso avec un bon dématriçage on obtient une très bonne qualité d'image sauf pour des sujets très exigeants (absence complète de bruit, pureté maximale des couleurs).
Le H4D50 à une surface de 1800mm² (36,7x49,1), avec 27.700 pixels(6µ) mm² donc 27.700x1800=50Mp. 50 millions de pixels avec une diagonale de 61 mm cela donne un rapport de 1,16 très proche du facteur 1 tant recherché (la diagonale d'un 4,5x6 avec ces 2464mm² est de 71mm ).
Le pixel carré de 6µ et l'absence de filtre passe-bas devraient dans des conditions idéales fournir une résolution de 166 points par mm. Mais que nous dit la taille du pixel.

1) Que nous dit un pixel de 6µ de largeur
Un millimètre linéaire peut contenir 166,6 pixels de 6 microns, un pouce fait 25,4mm donc 25,4 x 166= 4216ppp ce résultat divisé par les 300ppp nécessaires pour une impression standard donne un rapport de 14x, 14fois la largeur de 49,1mm du capteur permettent un tirage de 690mm. Par ailleurs ces 166 points divisés par l'agrandissement de 14x, permettent une résolution d'environ 12 points au mm sur le tirage final, excellente performance, car on sait que la résolution d'un bon oeil est de 10 points par mm. Mais...

2) Que nous dit un pixel de 6µ²
Dans un millimètre linéaire, nous avons 166,6 pixels horizontaux, mais dans un millimètre◊ on a aussi 166,6 pixels verticaux (166x166= 27.700 pixels au mm²), et comme tout carré à une diagonale, ici avec un pixel de 6µ elle est de 8,4µ, donc dans la diagonale du capteur on a seulement 119 points au mm linéaire.
Cette information permet d'évaluer la résolution réelle du capteur dans sa diagonale et de comprendre pourquoi on ne peut atteindre la résolution de 166 points au millimètre que permet la gravure de 6µ.  De plus, cela nous permettra de voir comment la matrice Bayer filtrée en R,V,B réduit l'information possible avec les 27.700 pixels au mm² du capteur.
Après d'avoir chiffrer les caractéristiques du H4D50 et ces capacités en mode normal, on ira observer Comment Hasselblad s’est mis en quatre et en six pour aller chercher le maximum d'information en contournant la barrière Bayer.

Optiques
Les deux optiques que fourniront les images sont le 80mmf/2,8 que nous avons déjà utilisé pour le test du  H4D40, et une optique hors norme comme le 100mm f/2,2. Malheureusement pour des raisons techniques nous ne pouvons tester ces objectifs indépendamment du boitier, donc il faut bien garder à l'esprit que ce test du H4D50ms, est le test d'un couple Opto-Capteur. L'autre precaution et que ces optiques peuvent pénaliser les prises de vues rapprochées, pour lesquels une optique macro aurait était mieux adapté. Nous avos fait des images a plusieurs diaphragmes, mais pour simplifier seulement le meilleur sera présenté.

Méthode du test, rapports et mires
Quand le sujet et les conditions de prise de vues le permettent, nous pouvons utiliser au mieux la surface du capteur, en portrait ou en reproduction des tableaux par exemple, on cadre le plus juste possible, en moyen format des rapports de 1/10 à 1/50 conviennent dans la plupart des cas. Par contre en architecture et paysage, des rapports de réduction allant de plusieurs milliers des fois  jusqu'à l'infini sont fréquents. A cela s'ajoute le fait qu'on ne dispose  pas toujours de la focale parfaitement adaptée au cadrage souhaité,  dans ces conditions on est obligée d'aller chercher toute la finesse possible pour obtenir une image exploitable après recadrage.
Pour faire le parallèle avec le premier mode de prises de vues, nous reproduirons des mires de 24x36cm, 60x90cm et 120x180cm
Le côté de 36cm  rapportés aux 49,1mm du capteur H4D50, donne un taux de réduction de 1/7,3, cette réduction passe à 1/18 avec la mire de 90cm de côté et 1/36 avec la mire de 180cm de coté. Pour rappel les rapports de réduction en  24x36 pour photographier ces mires sont de 1/10, 1/25 et 1/50.

Pour le deuxième mode de prises de vue (paysage,architecture) une échelle de réduction de 1/100 de la focale sera présentée, ce rapport de réduction permet d'approcher aux mieux les conditions de prise de vues lointaines, et aussi de parler de résolution au millimètre (un millimètre sur la mire devient un centième de millimètre sur le capteur). De plus cette approche permet de mieux comparer des systèmes photographiques ayant des tailles de capteurs très différentes.Par exemple avec la première méthode(rapport sujet-capteur) on peut comparer un Nikon D800 au H4D50 et voir l'apport en qualité du capteur plus grand, avec la deuxième méthode on peut comparer les différences en résolution et qualités des rendus des micros détails dans une surface de référence d'un millimètre².
 

 Type des données et lecture des données
Dans les tests et présentations de capteurs numériques, on trouve une multitude d'approches et d'interprétations, ça va des tests avec de modèles plus ou moins dénudes, aux graphiques sophistiques avec des courbes et chiffres aussi compréhensibles que la langue de signes dans le noir complet.
Notre volonté à Revoirfoto est de faire voir et revoir des résultats photographiques comparables, et de fournir tous les éléments compréhension  que pourraient aider le photographe à voir plus clair lors du choix du matériel. 
Pour nous le parallèle entre la gravure au mm² et le rendu maximum obtenu sur ce mm² dans des conditions très précises, est le point le plus important pour juger la qualité d'un couple opto-capteur, car il permet d'aborder le problème du rendu des micros détails projetés par l'optique sur une matrice (Bayer)  naturellement incapable de lire toutes les informations d'un point sujet sur un  point minimum d'image  (pixel). Ce parallèle avec un sujet connu (mires-rapports) permet aussi de mesurer et comparer les gains obtenus par la suppression de la mosaïque Bayer, comme ici avec la méthode multi poses (multi shot, en lague impériale) proposé par Hasselblad.

Travaux pratiques
Le premier rapport sera celui obtenu par la reproduction d'une mire de 24x36cm, ce format est très proche des rapports utilisé en portrait rapproché et en photographie d' objets. Avec un capteur 24x36mm cela donne un rapport de 1/10, avec le H4D50 le rapport est de 1/7,3 (360mm/49,1mm)
 


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 Cette Pdv faite avec le H4D50 en mode normal, représente la mire à détection Bayer, l'encadre rouge montre le secteur le plus critique pour tout capteur à mosaïque Bayer car les pixels verts sont rendus inopérants par la saturation du rouge et du bleu. L'intéret de cette zone est de montrer comment même a des faibles rapports de réduction les détails les plus fins perdent leurs identités malgré les 50Mp du capteur, elle permet aussi d'illustrer les bien fait du système "MS" dans la restitution des couleurs.
 


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Le images ci-dessus faites avec deux capteurs 24x36 (D800e et M9) au rapport 1/10, et presentées à 100%,  nous permettent de voir  la dégradation de l'identité d'un élement en fonction de sa taille et aussi l'incapacité pour ces matrices de séparer distanctement les elements les plus fins du damier de (0,2mm), cette limite est très perceptible avec le capteur de 18Mp du M9.

Pdv à courtes distances de travail
    


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Ces deux images en Pdv rapprochée, montrent ce que les mires ne peuvent montrer, le rendu de matieres. Ces Pdv avec le 80mm à f/8 ci-dessus et avec le 100mm f/16 ci-dessous, sont très intéresantes pour voir comment même sur des elements monochromatiques ou achromes les rendus sont sublimés par le mode multi pose, au point de faire doutér de la mise au point des images en mode normal. Nous avons glissé la capture ecran des exif, comme preuve de la rapidité de la mise en oeuvre de prises de vues multi-poses.
 

 
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Si on était raisonnable, on arrêterait le test du H4D50-MS sur cette démonstration, car le choc des images a presque tout dit. Mais les images faites à d'autres rapports sont encore plus riches en information sur ce système, alors c'est plus que raisonnable de continuer  et de tout montrer.

Rapport 1/18
Ici la mire de 90cm de large couvre les 49,1 mm du capteur, cela donne un rapport de réduction d'environ 18 fois, ces rapports sont très courants en portrait, mode et reproduction.


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 Sur cette reproduction à 1/18eme, nous avons choisi l'angle de l'image pour parler de l'excellence du 100mm à f/8 même dans ce secteur critique, et surtout pour montrer l'énorme différence dans la restitution des détails grâce aux quatre poses; les détails ne sont pas seulement mieux définis et riches en information, mais ils réapparaissent. Ces gains sont visibles surtout dans le secteur rouge bleu, car comme nous l'avons déjà dit ces motifs utilisent seulement 2 pixels sur les 4 de la matrice Bayer. 
     


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Pour cette image, nous avons choisi un autre secteur critique pour illustrer le rendu de matière aux tons neutres. Sur les deux images à 100% on voit clairement que  avec des rendus très similaires sur le sujet, les fonds sont très différents en chromie et finesse, et même avec accentuation en post traitément la difference entre les deux rendus est très nette.
Pour ne pas perdre la proportions des chosses, vous pouvez glisser votre pointeur et voir le rendu du D800e avec le Macro Planar de 50mm à f/5,6
 

 
 Cliquez pour voir à 100%

 Avec cette dernière image que représente assez bien le champ et la distance en prise de vue de portrait. On ne fait que confirmer les gains obtenus avec les multiposes de Hasselblad. À mi-parcours on peut dire que; quelle qu'elle soit la situation photographique en  reproduction et nature morte, le mode Multi-Poses permet un gain visible sur tous les éléments constitutifs de l'image: contraste, résolution, couleurs, saturation... Dans la prochaine étape avec des rapports de 1/36, nous parlerons de deux optiques qu'alimentent ces capteurs.

100mm f/2,2 et 80 f/2,8 aux rapports 1/36 (une et quatre poses)

Sur la première serie d’images ci-dessous, on peut voir, le centre, la zim, et l'angle d'une mire de 180cm de largeur, ces trois zones sont plus au moins importantes selon le type de photographie (portrait, paysage, reproduction).
La Zim est pour nous la zone la plus importante en photographie générale, mais en mode reproduction et paysage toutes les zones doivent fournir une très grande qualité d'image, surtout quand le capteur permet des résolutions aussi élevées. Ici, avec le H4D50 nous avons un capteur très fin décuple par le système (Bayer out) de Hasselblad. Pour bien informer des subtilités dans les choix des optiques, nous avons assemblé les deux modes de prise de vues aux deux optiques testées.

H4D50 MS et 80mm f/2,8
Pour ne pas trop alourdir cette page, nous présentons le couple H4D50 en mode normal et 4poses et le 80mm seulement à f/8, ce qui devrait être un excellent diaphragme de travail, toutes les images on était faites à un rapport de 1/36.
      


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Ces images, nous permettent de confirmer encore une fois le gain obtenu en multi poses, mais aussi de voir comment ce gain ne peut aller au delà de la qualité de l'optique. Si on regarde attentivement les images par couple de zones à la verticale, on constate qu'au centre la qualité est nettement supérieure en 4poses, dans la zim également on voit une grande amélioration par rapport au mode normal, par contre dans les angles la différence entre les deux modes est infime, et il faut analyser très attentivement pour voir une différence.
Pour nous l'explication vient du fait que la qualité de l'optique dans les angles est en deçà du capteur, même  en mode normal, et que le fait de retirer la matrice Bayer ne  aporte plus gran chose, tout simplement parce qu’il n'y a pas d'information à lire.

80mm vs 100mm
Intrigués par ces résultats nous avons fait d'autres tests pour voir plus en détail les qualités optiques requises pour alimenter un capteur aussi perspicace.
Les couples suivants montrent l'angle de l'image  obtenu avec le 80mm et le 100mm à f/8 en mode 4poses.
   


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Avec ce comparatif on  constate l'excellence du 100mm f/2,2, et malheureusement on voit aussi que le 80mm f/2,8 même diaphragmé à f/8, n'est pas à l'hauteur pour ce type de capteur.  

Pour terminer cette approche sur les deux optique que nous avons utilisée tout au long de ce test, voici un couple du rendu possible avec deux systèmes Hasselblad. À gauche le système pour les moins fortunées (H4D50 + 80mm f/2,8), à droite le système pour ceux qu’ont pu faire  des économies pendant le  précédent quinquennat (H4D50MS + 100mm f/2,2). 
 

 
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Ce parallele à 200%, met en avant les performances du H4D50MS couplé avec des optiques haut de gamme, il est probable qu'avec un objectif macro corrigé pour ce type Pdv les résultats seraient encore plus frappants. Mais pour l'instant saluons la qualité du 100mm f/2,2, et souhaitons que Hasselblad reétude son normal de 80mm f/2,8, car il n'est pas adapté aux très grands capteurs.

Mires 1/100 de la focale et moirage
Pour bien faire la différence entre les gains obtenus par une taille de pixel inférieure, les gains obtenus grâce à une surface de capteur plus grande, et les gains obtenus par la suppression de la matrice Bayer, il fallait passer par tout ces tests.
La dernière étape que nous abordons et celle que permettra d'aller au coeur même du la matrice, bien entendu avec les moyens du photographe, c'est-à-dire Pdv, mires et traitement.
L'idée de réduire tout en 100 fois nous permet de voir l'information minimum à une échelle proche de l'infini et aussi de comparer des capteurs sur lesquels on projette des éléments de taille connue. Nos tests  sur banc, nous les avons introduits il y a plus de six ans, pour montrer et expliquer aux photographes que les tests d'optiques, pour  lesquels on utilisé un boitier du commerce comme élément d'analyse,  étaient un leurre du point de vue de la résolution. Au mieux il s'agissait du test d'un couple (opto-capteur) mais en aucun cas d’un test optique. Et il a fallu l'apparition du système Hasselblad MS pour que l'on puisse prouver avec un appareil photographique, l'ampleur de la destruction des informations fournies par l'optique à causse de la matrice Bayer .

Avec les images qui vont suivre et nous mettrons en avant la résolution maximum au mm² et les phénoménes liés à la géometrie de la mosaïque Bayer.

Pour commencer la mire à damier que nous utilisont pour nos test optiques, vue par  trois systemes, D800e, H4d50 et H4D50MS en 4poses, le tout acompagné de la capture faite au banc, du centre du cercle d'image d'un Makro-Symmar 90mmf/4,5.
 

 
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Toutes les mires on était reproduites avec une échelle 1/100, les images obtenues avec des capteurs sont présentées à 200% pour mieux les voir à l'écran,  l'original à taille réelle de pixels (100%) est ici.
 
La référence, est l'image aérienne au centre d'un Makro-Symmar 90mm f/4,5 obtenue par microscopie avec un objectif 10x et présentée à 200pixels.

Attention! sur cette partie du test il s'agit seulement de résolution au mm², pour se faire une idée de la qualité globale, il faut rapporter ces résultats à la surface totale du capteur: 864mm² surface du 24x36 et  1800mm² surface du H4D50.

À la lecture des rendus produits par les trois systèmes ci-dessus, on peut constater plusieurs choses.

1) Le D800e et ces 40 000 pixels (5µ) au mm² obtienent plus d'informations, mais moins saturées que le H4D50 et ses 27 700 pixels (6µ) au mm².

2) Le mode multi poses du H4D50, est le seul que permet de discerner les éléments de 0,01mm et de deviner ceux de 0,005. Cette performance est extraordinaire et permet de restituer  les réflexions infimes de la lumière sur les matières.

3) Les optiques haut de gamme sont un investissement pérenne, car il faudrait plusieurs générations des capteurs pour lire tout ce qu’elles offrent à voir. Sur l'image de référence par exemple, le damier avec des éléments de 0,5mm (0,005 sur le plan focal), que représentent plus de 100Plmm  est bien visible, mais malheureusement complètement détruit par la matrice Bayer, et seules les 4poses du H54D50 permettent un début de discernement. Peut-être qu'il faudra attendre des capteurs avec des pixels de 3 ou 4 microns pour tirer toute l'information fournie par des telles optiques, à suivre....

Moirage et résolution
Supposons que nous reproduisons une mire noir et blanc avec des points carrés, avec une superbe optique capable de séparer 160 points au mm linéaire avec un très bon contraste, cette résolution au carré fait 25.600 points au mm², le H4D50 à 27.700 pixels au mm² c'est-à-dire une quantité des points légèrement supérieure à celle de l'optique. Au vu des ces chiffres on devrait avoir une restitution très convenable de la mire, malheureusement c'est n'est pas le cas, car la rencontre des points noir et blanc de la mire et les pixels rouge,vert,bleu du capteur est aléatoire et donne des résultats très variables voir médiocres et inexploitables.
Les mires qu’illustrent cet article ont était conçues pour rendre les images très parlantes, pour mieux montrer les bienfaits de la technologie "anti Bayer" et le gain en résolution et chromie qu'en résulte.
Ci-dessous deux photographies faites avec le H4D50 au rapport 1/100 
(voir) et les deux modes de capture, normal en haut, et quatre poses en bas. 
   



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Après ce feu d'artifice final, nous devons rendre l'antenne, mais on a encore des images à vous montrer, ces images faites avec deux autres boitiers montrent clairement les  limites de capteurs actuels. De 22Mp au 50Mp testé ici, le problème reste entier.
Même si le filtre anti passe bas du Canon 5D Markll est discret et laisse passer quelques artefacts, la résolution avec 22Mp est insuffisante, le D800e et le H4D50 sont coude à coude dans cet exercice que ne tien pas compte de la taille du capteur, puisqu'on est à 1/100 de la focale. Devant ce problème photographique, seul le H4D50-MS comprend ce que lui dit  l'optique et nous le redit de très belle manière. Bravo!
   

  
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Première Conclusion
Quand nous avions demandé à Hasselblad France le système H4D50-MS pour le tester, il y à plus d’un an, on nous avait répondu que c'était un mode de prise de vue très complexe, qu'il fallait des flashs extrêmement précis,  un sol extrêmement rigide ainsi qu'un pied très solide. Comme nous n'avons ni flash ni dalle en ciment au sol, nous avons renoncé à faire ce test.  Notre surprise fut totale quand Fabrice Michaux nous a fait une démonstration en 10 minutes au Moyen Format, avec les tubes néon du local et l'appareil à même la table. On a pris plus d'un an de retard pour faire ces pages, heureusement c'est n'est pas  trop tard, car le H5D50-MS présenté à la Kina 2012 conserve le même capteur.

Techniciens hyper rigides, pour qui un point détermine le tout, à Revoirfoto nous avons eu un grand plaisir à tester ce vrai moyen format qui permet des résultats interdits à tout autre système.
Dans une autre page nous verrons le H5D50-200MS et ses 6poses qui poussent encore plus loin les limites   du visible en photographie numérique.
Hasselblad prouve avec ce dos multi poses, que même s'il doit s'accommoder des lents progrès de l'industrie des capteurs moyen format, il ne se contente pas seulement de les placer derrière l'obturateur.
Les musées, le centre de recherches archéologiques, les photographes d'oeuvre d'art et d'objets riches en formes et matière, devraient systématiquement tester ce système avant toute décision d'équipement, car Hasselblad est le premier fabricant à faire sienne la devise "un pour tous, tous pour un", et de l'intégrer au coeur de son système MS.

Nous remercions Fabrice Michaux du Moyen Format pour les conseils et prêts du matériel

 

Tin Cuadra

 

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