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les limites de la numérisation


LES INEVITABLES LIMITES

On a coûtume de dire que "la plus belle fille du monde ne peut donner que ce qu'elle a... " et on peut tout à fait appliquer ce dicton à nos supports d'images car, quelles que soient les qualités des scanners, aucun ne peut aller y chercher des informations qui n'existent pas.

Numériser un tirage au-delà de 300 dpi équivaut à arroser un trou de serrure avec une lance de pompier pour remplir un verre situé de l'autre côté de la porte, car dans ce cas on ne fait qu'interpoler l'image, c'est à dire créer des pixels supplémentaires qui ne sont que des copies "de voisinage" de ceux qui peuvent prétendre être les éléments originaux.
Encore faut-il définir ce que sont ces "originaux" - qu'aucun logiciel d'ailleurs ne sait différencier d'avec d'éventuels "faux" - car il ne s'agit que petits paquets d'argent-métal ou de colorants selon que l'on est en présence de noir & blanc ou de couleurs. Ces éléments sont dispersés pas très régulièrement en suspension dans des couches de gélatine, et l'on est loin des photosites tirés au cordeau des capteurs. Leur nombre varie en fonction du support, de sa sensibilité nominale et leur taille est fonction de cette dernière.
Un tirage-papier voit ses contrastes aplatis et dépasse rarement 300 dpi de résolution. Un négatif ou une diapo tournent autour de 3000 - 3200 et conservent une certaine profondeur de couleurs et tout le contraste encaissé par le film. D'où l'intérêt du scanner à films dont la dMax est généralement supérieure à celle d'un mixte.

Tout ceci pour rappeler (quitte à se répéter) que contrairement au numérique, scanner n'est pas "constuire" une image mais la re-photographier avec tous ses défauts et qualités. Un tirage mal fait avec des basses ou hautes lumières peu détaillées ne pourra quasiment jamais être "rattrapé" par une numérisation.
Dans le cas d'un travail pour l'édition, on peut parfois admettre d'agrandir à 150% des images sur lesquelles on souhaite se donner une certaine "marge" pour réaliser des retouches. Et l'affaire passe très bien à partir du moment ou la finalité est de réduire à nouveau à l'échelle de l'impression dans la mesure ou celle-ci se contente de formats modestes, car tous les éditeurs ne font pas nécessairement du "double page" ni même du A4.

Pour le film c'est autre chose. Un négatif peut contenir des informations que la tireuse n'a pas su trouver en particulier dans les zones d'ombres, la machine ou le "tireur" étant contraints de faire des choix qui consistent à "moyenner" l'exposition sur l'ensemble de l'image pour aplatir le contraste afin qu'il entre dans les bonnes grâces du papier. Les hautes lumières peuvent avoir fait les frais de cette façon de travailler ou - ce qui est plus radical - d'une mauvaise exposition (surtout avec le numérique) et ont souvent perdu des détails qu'il est quasiment impossible de rattraper.

C'est là que le numérique intervient. Là ou le papier montre ses limites, et ou les APNs mal drivés peuvent - avec l'écrasement en jpeg - être incapables de faire le "grand écart" entre les hautes et basses lumières, les pixels bien menés peuvent parfois nous tirer de ce mauvais pas à la condition de faire de bons choix.
Qu'il s'agisse des gros APNs capables de faire du bracketing (-1, 0, +1 ) et en Raw s'il vous plait... ou de la multi-numérisation appliquée à postériori à une diapo, on peut s'essayer à faire des "sandwich" au moyen de masques de fusion, ou encore du HDR (High Dynamic Range) à l'aide de softs tel que Photomatix (ici un tuto) Vous trouverez pas mal de liens sur la page Wikipedia vers laquelle renvoit le premier des deux liens ci-dessus, mais aussi sur ce site à la section [post-traitement].


 

le coolscan en Noir et Blanc


LES DUREES DE TRAITEMENT DES NEGATIFS NOIR & BLANC

noir et blanc Ci-dessous un tableau reprenant les temps en secondes, constatés lors de la numérisation d'un [négatif] Ilford FP-4 avec le Coolscan 5000 et son pilote [Nikon Scan], avec la résolution maximum de 4000 dpi et en fonction de l'activation de [GEM] faisant partie des trois traitements complémentaires liés à l'ICE4 :

L'anti-poussières ICE est désactivé car inutilisable avec ce type de film. La fonction GEM a été utilisée niveaux [2] et [3], [ROC] en principe ne sert à rien en monochrome.

Les durées vont du lancement de la numérisation à la mise à disposion - complète - de l'image dans la fenêtre de visualisation et/ou sur son support de sauvegarde. Le tout avec un simple AMD-Athlon de 1.25 Ghz de fréquence et 1 Giga de ram. Les temps sont donnés à la fois pour les fichiers en 8 et 16 bits, ce qui permet de constater que ces valeurs n'ont pas ou peu d'incidence sur la durée de numérisation.

Comme déjà constaté, la durée des traitement n'est pas influencée par la résolution et la profondeur de couleurs. Ce qui confirme que la machine traite et capture les noir & blanc de la même manière que les couleurs et que c'est en fin de cycle que les différences sont déterminées. Comme pour les négatifs couleur c'est lors du passage dans [GEM] que les durées augmentent sensiblement.

 

Les temps de traitements et les réactions software données ici le sont pour [Nikon Scan] d'autres pilotes pouvant avoir des comportements différents.

 

ACQUISITION
en DPI

TAILLE IMAGE
en pixels

SANS ICE
8 bits

SANS ICE
16 bits

ICE(n)
8 bits

ICE(n)
16 bits

GEM(2)

GEM(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

4000

4166x2756

15 sec

15 sec

non

non

75 sec

75 sec

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- L'activation de [GEM] est quasi indispensable avec le noir et blanc dont le grain est très présent avec ce scanner. Il n'est donc pas forcément le meilleur choix pour qui veut numériser majoritairement ce type de film, les Minolta eux-même bien que dotés d'un système d'éclairage plus "diffus", faisaient souvent moins bien qu'un bon tirage baryté scanné avec mon antique (et défunt) Agfa.



Maintenant quelques essais sur les vertus de la fontion [GEM] pour essayer d'atténuer le grain du film, pourtant un simple 125 iso, sans trop détruire la netteté de l'ensemble.


 

GEM 0
GEM 2
GEM 3
sans GEM activé
GEM niveau 2
GEM niveau 3

 

Bon ! donc on a vu des détails sur les niveaux 2 et 3 de [GEM] mais nous y reviendrons dans un autre article en mettant "Neat-image" à contribution. Ce logiciel indépendant proche cousin de "Noise Ninja" dispose de commandes d'affinage, permettant de moduler ses effets en fonction des trames à nettoyer et choisir le seuil à partir duquel elles s'activent.





 

comparons les deux scanners (1)


L'évidence...

Nombreux sont ceux de nos amis qui s'interrogent sur l'universalité des scanners mixtes. Ces derniers dotés de dos lumineux permettent de numériser des documents transparents et, à cet effet, sont fournis avec des porte-films pour divers formats de pellicules. Voilà qui est bien tentant pour qui souhaite disposer d'une machine universelle, avallant supports papier et vieilles diapos. Ces scanners ont fait d'indiscutables progrès ces dernières années, tant en finesse d'analyse (théorique) qu'en profondeur d'analyse et, nombreux sont les modèles proposés par canon ou Epson et dont les références se succèdent sans pour autant règler tous les problèmes liés à la formule. Et comme vous pouvez le constater à l'aide des images suivantes, le travail qu'elles rendent ne supporte pas la comparaison avec celui fourni par les scanners dédiés au film.


Pour information, voilà à gauche un crop partiel d'un scan réalisé avec un mixte à la résolution de 4800 dpi, à comparer avec la seconde image réalisée elle, avec mon Coolscan 5000 mais à 2400 seulement.


Epson Coolscan

L'Epson à la résolution de 4800 dpi.

Le Coolscan à 2400 seulement.


 

En effet, partant du principe que la résolution pratique de l'Epson ne dépasse guère 2400 dpi, voilà maintenant le même, ci-dessus à droite sorti du Coolscan réglé pour 2400 dpi seulement. Ceci afin de rester équitable. Ces deux images sont des "brut", sans ICE ni autre traitement, pas de remise à l'echelle non plus.

 

En fait, la présence de la vitre-support et de miroirs de renvoi, casse largement la résolution d'analyse qui ne correspond en rien à celle annoncée par les constructeurs. Ainsi les 4000 dpi "théoriques" peinent à égaler les 2800 ou 2900 "réels" qui sont le lot de la majorité des film-scanners du marché, et sont complètement mis "KO" par à ceux d'entre-eux qui travaillent à 4000.

Moralité pour les petits formats de tirage ou le moyen format, les très universels "mixtes" sont suffisants, pour les grands formats un scanner à films 135 est indispensable.




 


 

le coolscan et les négatifs


LES DUREES DE TRAITEMENT DES NEGATIFS COULEUR




Ci-dessous un tableau reprenant les temps en secondes, constatés lors de la numérisation d'un [négatif] datant de 1982 avec le Coolscan 5000, sur une résolution moyenne et en fonction de l'activation des trois traitements complémentaires liés à l'ICE :

L'anti-poussières ICE niveau [normal] et la foncion GEM niveau [2], et comme un vieux néga voit souvent ses couleurs se casser la figure, l'activation de la fonction [ROC] niveau 5 (moyen) devient plus que souhaitable.

Les durées vont du lancement de la numérisation à la mise à disposion - complète - de l'image dans la fenêtre de visualisation et/ou sur son support de sauvegarde. Le tout avec un simple AMD-Athlon de 1.25 Ghz de fréquence et 1 Giga de ram. Les temps sont donnés à la fois pour les fichiers en 8 et 16 bits, ce qui permet de constater que ces valeurs n'ont pas ou peu d'incidence sur la durée de numérisation.
Les temps de traitements et les réactions software données ici le sont pour [Nikon Scan] d'autres pilotes pouvant avoir des comportements différents.

ACQUISITION
en DPI

TAILLE IMAGE
en pixels

SANS ICE
8 bits

SANS ICE
16 bits

ICE(n)
8 bits

ICE(n)
16 bits

ICE(n)+GEM(2)
8 bits

ICE(n)+GEM(2)
16 bits

ICE(n)+GEM(2)
+ ROC

 

 

 

 

 

 

 

 

4000

4166x2756

40 sec

40 sec

45 sec

45 sec

100 sec

100 sec

100 sec

 

 

 

 

 

 

 

 


Comme vous pouvez le constater, la durée des traitement [SANS ICE], [AVEC ICE] est peu influencée par la résolution du scanner à négatif et la profondeur de couleurs. Ce qui laisse présumer un - tronc commun - dans ces première phases, d'autant que leur progression reste identique même lors de l'activation d'autres traitements complémentaires. En fait, les légers écarts contatés proviennent de l'incidence du poids du fichier sur son temps d'affichage.


C'est lors du passage dans [GEM] et surtout de [ROC] que logiquement les choses se gâtent nettement et que leur durée d'action varie avec la taille de l'image, sans que la profondeur (bits) de couleurs demandée ait une incidence importante.

- L'activation de [GEM] pèse lourd sur les temps de traitement, mais est souvent indispensable avec le noir et blanc dont le grain est très présent avec les Nikon. Celle de [ROC] bien utile sur les vieux négas - celui du modèle remonte à 1982 - provoque des temps quasiment insupportables ;

- La durée générée par [ICEn] anti-poussières n'est pas négligable non plus, mais épargne bien du temps passé à éliminer - à postériori - les inévitables poussières. Du moins pour tout ce qui est couleurs et films chromo-géniques, le noir et blanc et la Kodachrome étant allergiques à l'actuelle version de ce traitement. (je me répete)

 

 

L'indispensable [ICE] et [ROC] remontent bien les couleurs tout en s'occupant des poussières, [ROC] au niveau 5 (moyen) donne peut-être quelque chose de caricatural, et affiner cette commande donnerait certainement mieux. Mais après tout c'est pour une DEMO alors...

 



Mais dans tout ça on a oublié le grain, très présent sur ces films un peu anciens qui ignoraient les "Tabular", il va donc falloir traiter aussi avec [GEM] , ce qui ne va pas vraiment écourter notre attente et calmer nos impatiences.

 

Donc la totale, [ICE] + [ROC] + [GEM] on est parti pour 240 secondes (4 minutes) à 3000 dpi, et là on est tenté par le découragement et on se jure de ne pas attendre vingt ans pour numériser les quelques films que l'on va quand même encore faire... rien que pour embêter ceux qui ne jurent que par le numérique.





 

résolution & défintion


Emploi des mots et confusion

Bien souvent une confusion est faite entre les deux termes que sont la [définition] et la [résolution] d'une image. Et, bien que les deux soient liées, ce sont là deux appellations qui s'appliquent à des notion différentes bien que complémentaires.

La [définition] d'une image correspond au nombre d'éléments la composant. On parlera alors de définition "spaciale". Par exemple 3000 x2 000 pixels, donc 3x2 = 6 millions de pixels, les fameux mega-pixels tant vantés côté photo numérique. Une image mal définie donnera peu de détails et supportera mal l'agrandissement, qu'il s'agisse d'un tirage sur papier ou de l'usage de la loupe d'un logiciel. Une image bien définie (5000 x 4000 par ex.) donnera bien plus de détails et permettra de sortir un format plus grand.

A noter que la loupe en question reproduit pour tout un chacun ce qui était l'apanage de ceux qui travaillaient sous agrandisseur. Avec le rique de juger une photo sur cet aspect pixellisé, et d'oublier qu'elle est destinée à n'être vue qu'à 100%, format ou elle est nettement plus présentable et moins génératice de déceptions. Il n'y a qu'au cinéma ou l'agrandissement 500 fois d'une vidéo-surveillance donne une image plus nette que nette.


La [résolution] est une valeur attachée à un pas d'analyse ou de reproduction. Un scanner travaillant à 4000 points par pouce aura une meilleure résolution qu'un autre limité à 2800. Il fournira donc, à surface d'original identique, une image mieux définie car plus "fouillée" et présentant beaucoup plus de détails. Même chose pour une imprimante travaillant avec un pas plus "serré" que celui d'une autre, laquelle devra alors "interpoler" le contenu pour tenter de composer une image en rapport avec le format-papier qui lui est réclamé. C'est donc là que les deux notions se complètent car pour sortir un A3, d'un même négatif, un fichier d'une résolution interne de 300 dpi donnera de meilleurs résultats que celui qui ne peut en offrir que 150 ou 180.

Autre exemple, la [résolution] d'affichage des écrans est donnée généralement pour 72 ou 75 dpi. Ce qui fait qu'une image d'une résolution de 150 dpi verra son apparence doublée et ne sera pas visible entièrement dans l'espace-écran.

Donc on dira qu'un scanner délivrant un fichier de 5000 x 4000 pixels d'après un 24 x 36 a une meilleure résolution que celui ne sortrant que du 3000 x 2000, et permet d'offrir à la tireuse ou à l'imprimante davantage de détails. A format de tirage égal évidement. On en déduira donc que l'image issue du premier sera mieux définie que celle fournie pas le second. Même raisonnement pour un appareil photo numérique bien que, certains sites de comparatifs, entretiennent la confusion lorsqu'ils indiquent les performances techniques des machines.

Par exemple,

  • Un D40  donne une image de 3000x2000 pixels soit 6 megapixels
  • Un D2Xs donne une image de 4288x2845 pixels soit 12 megapixels
  • Un 7D   donne une image de 5184x3456 pixels soit 18 megapixels

Il est bien évident que sur un même tirage de format A3 le D2X et surtout le 7D donneront une image bien plus fouillée, donc mieux définie, que celle sortie du D40.

 

Pour en revenir aux scanners, on peut se prendre alors à réfléchir à propos des détails à receuillir (résolution interne du document à scanner) et de l'utilité de numériser à 4000 les grains d'un film et les espaces qui les sépare. Surtout quand on connait la composition d'un film argentique : 3000 à 3200 suffisent largement. Nous aurons alors une image tournant façilement autour de 30 megapixels, alors qu'un capteur aux photosites bien allignés nous donnera la même image pour 10 mpx seulement. Quand à la résolution d'un tirage papier, elle ne dépasse généralement pas 300 dpi.

Ne pas confondre la résolution d'acquisition et la définition spatiale d'une image. A savoir, le nombre de points par pouce (ppp) ou dot per inch (dpi) lus par le scanner, et le nombre de pixels qui la composent. Donc de 24mm (24x36) pour aller à 20 cm (dans le cas d'un 20*30) on mesure un agrandissement de 8.33 soit pour une résolution d'imprimante de 240 lpi, l'analyse devra être faite en 240*8.33 soit 2000 dpi depuis le scanner. En 18*24 on tombe à 1800 dpi selon les mêmes calculs.

Pour l'édition, plus gourmande en résolution, ou pour des imprimantes plus performantes, la formule sera donc : 20 (largeur) divisé par 24*36 = 8.33 fois pour l'agrandissement. 8,33 par la définition utile de l'imprimante soit 8.33*300 dans le cas d'imprimante à 300 lpi, donc 2499 dpi de résolution à exiger du scanner. Aller au delà de 300 lpi n'apporte rien sauf à alourdir inutilement le fichier-image.

Ci-dessous un tableau sur les sorties d'un scanner à films d'après une diapo. Les chiffres sont donnés pour des fichiers en 8 et - pour info - également en 16 bits pour ce qui concerne leur poids. Egalement des indications en fonction du format de tirage (base 300 lpi), allant de [Insuffisant] à [Trop] en passant par [très bien]. A noter qu'avec les technologies actuelles il est superflu de présenter une image 16 bits à une tireuse ou une imprimantes qui ne sauront pas en tirer parti.

 

ACQUISITION

TAILLE IMAGE

MEGAS

TIRAGE

TIRAGE

TIRAGE

TIRAGE

POIDS

POIDS

en DPI

en pixels/côté

type APN

10x15

13x18

20x30

30x40

8 bits

16 bits

 

 

 

 

 

 

 

1200

1623x1075

1.74 Mpx

304 ppp

234 ppp

152 ppp

100 ppp

5.0 Mo

10.0 Mo

 

 

Très bien

Très bien

Moyen

Insuffis.

 

2400

3245x2150

7.0 Mpx

584 ppp

450 ppp

290 ppp

195ppp

20.0 Mo

40.0 Mo

 

 

Trop

Trop

Très bien

Bien

 

3000

4058x2687

11.0 Mpx

660 ppp

510 ppp

330 ppp

220 ppp

31.3 Mo

62.3 Mo

 

 

Trop

Trop

Très bien

Bien

 

4000

5408x3583

19.4 Mpx

960 ppp

740 ppp

480 ppp

320 ppp

55.5 Mo

110 Mo

 

 

Trop

Trop

Trop

Très bien

 

Exercice pratique:

Je veux obtenir un 30x45 sur mon imprimante travaillant à 240 Lpi, à partir d'une source 24*36.

300 mm / 24 mm = 12,5 soit dont un agrandissement de 12 fois et demi de mon original.

Donc, 240Lpi x 12.5 = 3000. La résolution d'acquisition à demander au scanner sera de 3000 dpi. Au dessus, l'imprimante sera obligée d'éliminer les pixels en trop, au dessous elle devra se débrouiller pour en fabriquer en plus.

Maintenant ça peut toujours être utile d'aller jeter un oeuil sur les recommandations pour la numérisation du patrimoine culturel.

 


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