Essai de résolution
Essai de résolution
Méthode pour déterminer
son propre cercle
de confusion
4 Avril 2011
En tant qu’assistant opérateur argentin, une des choses qui m’a le plus surpris lorsque j’ai commencé
à travailler en France est le fait que les assistants caméra n’incluaient pas l’essai de résolution au moment de
faire leurs essais caméra ; alors qu’en Argentine, il fait partie de nos essais de base tout comme ceux de fixité,
conformité cadre, etc. (par contre, on ne s’occupe pas autant du calage des optiques qu’ici).
Voici donc la méthode utilisée pour obtenir le cercle de confusion le plus réaliste possible par rapport à sa
configuration de tournage.
Par Juan AGUIRRE
(en collaboration avec Matthieu NORMAND)
Qu’est-ce que le pouvoir
de résolution d’une optique ?
Le pouvoir de résolution d’une optique (appelé aussi pouvoir séparateur) est la « mesure » de sa
capacité à restituer l’image d’objets très proches afin qu’ils soient vus comme des objets séparés. Autrement dit, une mesure du diamètre des points avec lesquels une optique forme une image. Elle s’exprime
en lignes par millimètre.
Essai de résolution
Une méthode possible pour faire ce test est d’utiliser la Charte de Century : Focus and Test
Chart. La lecture du pouvoir de résolution d’une optique sur cette charte nous permet ainsi de connaître
son cercle de confusion à partir duquel nous pourrons faire nos calculs de profondeur de champ. Mais
attention : la valeur obtenue est liée au couple objectif-pellicule. La même focale filmée avec une autre
émulsion (plus fine par ex.) donnera très probablement des résultats différents. Ce test ne vaut donc que
pour votre configuration de tournage.
Charte CENTURY : Focus and Test Chart
2
Les dimensions de la charte sont de 63 cm x 97 cm.
Il y a des mires au centre de la charte et aux quatre coins.
À chaque mire correspond une lettre allant du «A» au «M».
Il y a également quatre étoiles de Siemens.
Ci-contre :
Détail des mires du centre de la charte
AOA ~ 04.04.2011
Comment réaliser ce test
en utilisant la charte de Century ?
Préambule : il est obligatoire, avant d’effectuer ces essais, de s’assurer que les objectifs utilisés
sont bien calés. Si ce n’était pas la cas, le risque dû au manque de netteté viendrait fausser le test.
• A quelle distance de la Charte faut-il placer la caméra ?
Par exemple, si on place une optique de 50mm à une distance de 100X (100 fois la distance focale),
cela signifie qu’on placera la caméra à 5 mètres (50mm x 100) ; et si on filme à 50X avec cette même
optique, on placera la caméra à 2,5 mètres (25mm x 50). Un tableau «Distances from chart» reprend
les focales et les distances possibles. avec une lettre comme pour les magasins de caméra argentique,
et leur attribuer un nouveau numéro de bobine à chaque formatage. De même, nommer distinctement
tous les supports de sauvegarde.
Distances from Chart Century
25X
50X
100X
200X
400X
-
-
FOCAL
To lens
To image
To lens
To image
To lens
To image
9.5 mm
10 mm
12 mm
15 mm
16 mm
18 mm
20 mm
25 mm
32 mm
35 mm
40 mm
50 mm
55 mm
75 mm
85 mm
90 mm
100 mm
120 mm
135 mm
150 mm
180 mm
200 mm
240 mm
250 mm
300 mm
400 mm
500 mm
600 mm
800 mm
237.5 mm
247 mm
475 mm
485 mm
950 mm
960 mm
1.9 m
3.8 m
250 mm
260 mm
500 mm
510 mm
1000 mm
1010 mm
2m
4m
300 mm
312 mm
600 mm
612 mm
1200 mm
1212 mm
2.4 m
4.8 m
375 mm
390 mm
750 mm
765 mm
1500 mm
1515 mm
3m
6m
400 mm
416 mm
800 mm
816 mm
1600 mm
1616 mm
3.2 m
6.4 m
450 mm
468 mm
900 mm
918 mm
1800 mm
1818 mm
3.6 m
7.2 m
500 mm
520 mm
1000 mm
1020 mm
2000 mm
2020 mm
4m
8m
625 mm
650 mm
1250 mm
1275 mm
2500 mm
2525 mm
5m
10 m
800 mm
832 mm
1600 mm
1632 mm
3200 mm
3232 mm
6.4 m
12.8 m
875 mm
910 mm
1750 mm
1785 mm
3500 mm
3535 mm
7m
14 m
1000 mm
1040 mm
2000 mm
2040 mm
4000 mm
4040 mm
8m
16 m
1250 mm
1300 mm
2500 mm
2550 mm
5000 mm
5050 mm
10 m
20 m
1375 mm
1430 mm
2750 mm
2805 mm
5500 mm
5555 mm
11 m
22 m
1875 mm
1950 mm
3750 mm
3825 mm
7500 mm
7575 mm
15 m
30 m
2125 mm
2210 mm
4250 mm
4335 mm
8500 mm
8585 mm
17 m
34 m
2250 mm
2340 mm
4500 mm
4590 mm
9000 mm
9090 mm
18 m
36 m
2500 mm
2600 mm
5m
5.1 m
10 m
10.1 m
20 m
40 m
3m
3.12 m
6m
6.12 m
12 m
12.12 m
24 m
48 m
3.4 m
3.5 m
6.75 m
6.9 m
13.5 m
13.6 m
27 m
54 m
3.75 m
3.9 m
7.5 m
7.65 m
15 m
15.2 m
30 m
60 m
4.5 m
4.7 m
9m
9.2 m
18 m
18.2 m
36 m
72 m
5m
5.2 m
10 m
10.2 m
20 m
20.2 m
40 m
80 m
6m
6.2 m
12 m
12.2 m
24 m
24.2 m
48 m
96 m
6.25 m
6.5 m
12.5 m
12.8 m
25 m
25.3 m
50 m
100 m
7.5 m
7.8 m
15 m
15.3 m
30 m
30.3 m
60 m
120 m
10 m
10.4 m
20 m
20.4 m
40 m
40.4 m
80 m
160 m
12.5 m
13 m
25 m
25.5 m
50 m
50.5 m
100 m
200 m
15 m
15.6 m
30 m
30.6 m
60 m
60.6 m
120 m
240 m
20 m
20.8 m
40 m
40.8 m
80 m
80.8 m
160 m
320 m
Essai de résolution
Placer la caméra face à la charte, à une distance déterminée dépendant de la distance focale de
l’objectif utilisé et de la taille du format de tournage. Cette distance se mesure en nombre de distances
focales (25X la distance focale, 50X, 100X...)
3
Ce tableau reprend des exemples de distances possibles associées aux focales
(en format A4 à la fin du document)
AOA ~ 04.04.2011
• Depuis où faut-il mesurer cette distance ?
Il y a une erreur classique qui consiste à penser que le distance 50X (par ex.), se mesure depuis
le plan-film. Or ce n’est pas le cas. Cette valeur est calculée depuis le centre optique de l’objectif. C’est
pour cela que, dans le tableau «Distances from Chart», il y a 2 valeurs pour chaque distance : «To lens»
(jusqu’au centre optique) et «To image» (jusqu’au plan focal – ou plan film). Pour être plus précis dans
notre essai, je recommande d’utiliser la distance jusqu’au plan-film.
La valeur «To image» a été obtenue en ajoutant, à la distance qu’il y a entre la charte et le centre optique (To lens), l’équivalent de la distance focale de l’objectif testé, puisque le plan film se trouve à « une
distance focale » plus loin de la charte que le centre de l’optique.
• Comment choisir la distance à laquelle filmer (25X, 50X, 100X ou 200X) ?
Ce qui nous importe, c’est que la charte occupe toute l’image afin d’avoir des mires au centre
et aux bords de l’optique. En pratique, on se retrouve souvent à filmer à 50X pour le 35mm et à 100X
pour le 16mm.
• Vérifier le parallélisme de la charte et du plan-film
Il est très important que le plan focal soit parallèle à la charte. La caméra doit se placer exactement au centre de celle-ci, en hauteur et en largeur. Pour cela, il suffit de placer un miroir au centre de
la charte et de centrer la croix du dépoli sur le centre de l’objectif réfléchie dans le miroir.
• Comment éclairer la charte ?
La charte doit être éclairée de façon très uniforme, pour qu’ensuite il n’y ait pas d’erreur dans
la lecture. Je recommande d’éclairer avec deux sources de lumière à 45° et d’utiliser des diffuseurs ;
ensuite mesurer avec une cellule à lumière incidente le centre et les quatre coins de la charte, jusqu’à
obtenir exactement le même diaphragme sur les 5 mires.
Essai de résolution
Exemple : prenons un 40mm à 50X ; la distance « To lens » est donc de 40mm x 50 = 2 mètres ; la distance au plan-film « To image » sera donc de (40mm x 50) + 40mm = 40mm x 51 = 2,04 mètres. Il suffit
donc de rajouter 1 au nombre de distances focales choisi : 100 x la distance focale + 1 x la distance
focale = 101X ; 51X ; 26X… En pratique, choisissez toujours dans le tableau la distance «To image» et
mesurez là depuis le repère du plan film.
Il faut prendre en compte le fait que nous ferons l’essai avec le diaphragme le plus ouvert permis par
l’optique (parce que c’est normalement avec ce diaphragme qu’on a le moins de résolution, à cause des
aberrations qui se trouvent sur le bord des optiques), et ensuite on répètera l’essai en fermant de deux
diaphs, au niveau où l’optique nous donnera sa résolution maximum.
Bien sûr, on ne doit pas mettre de filtres devant l’optique quand on réalise cet essai. Il faut donc changer
la distance des lumières (ou mettre des gélatines ND6 sur les sources), pour obtenir la lumière nécessaire pour chacun des deux diaphragmes.
4
Éviter les « flares » sur l’optique. Un changement de contraste peut nuire à la lecture.
• Impressionner l’essai
Il faut faire le test avec chacune des optiques qu’on va utiliser.
Pour chaque objectif, impressionner environ deux mètres de pellicule avec le diaphragme le plus ouvert,
et ensuite deux mètres en fermant de deux diaphs (comme expliqué ci-dessus, en changeant la lumière
qui éclaire la charte).
Pour chaque prise, inclure une identification avec les données suivantes : date, production, optique
(marque, numéro de série, distance focale,), distance (ex: 100X), pellicule, diaphragme utilisé.
AOA ~ 04.04.2011
Comment se lisent ces essais ?
Une fois le négatif développé, il faut lire le résultat sur un microscope. On regarde un photogramme de chaque prise avec une loupe d’au moins 10X (qui, en théorie, nous permet de lire jusqu’à
100 lignes/mm). Le but de cette lecture est de trouver quelle est la mire la plus petite où l’on peut encore
distinguer - et même compter - les lignes, aussi bien verticales qu’horizontales. Les mires qu’on ne peut
pas distinguer se voient comme un carré gris créé par le mélange des lignes blanches et noires.
Dans le tableau «Pouvoir de résolution - Récapitulatif», chercher la case qui correspond à la lettre de la
plus petite mire lue et à la distance à laquelle on a filmé. Par exemple, si la plus petite mire que l’on lit
est la D et qu’on a filmé à 50X, cela signifie que cette optique avec ce diaphragme (et cette pellicule) a
un pouvoir de résolution de 42 lignes par millimètre. Autrement dit, les points les plus petits que cette
optique peut former sont d’un diamètre d’1/42mm.
Il est a noter que le minimum de pouvoir de résolution acceptable pour une optique est de 40 lignes/mm
(soit la mire D à 50X et la mire F à 100X).
Pouvoir de résolution par rapport à la mire lue et à la distance de la charte
Valeur
des mires
en lignes
par mm
Mire lue
25X
50X
100X
200X
400X
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
58
42
29
21
15
11
7
5
3.5
2.5
1.8
1.3
0.9
117
83
58
42
29
21
15
11
7
5
3.5
2.5
1.8
233
167
117
83
58
42
29
21
15
11
7
5
3.5
467
333
233
167
117
83
58
42
29
21
15
11
7
933
667
467
333
233
167
117
83
58
42
29
21
15
Pouvoir de résolution - Récapitulatif
(en format A4 à la fin du document)
Essai de résolution
Et cela veut dire que notre cercle de confusion est donc de 0,024 mm (1mm ÷ 42).
5
Notez que le pouvoir de résolution des mires lues au bord de la charte peut être inférieur à celles situées
au centre à cause des aberrations qui peuvent se trouver sur les bords des optiques.
Pourquoi avoir réalisé le test avec 2 diaphragmes différents ?
* Avec le diaphragmme à pleine ouverture, on saura si le pouvoir de résolution de cette optique
est encore suffisant (soit 40 lignes/mm au minimum). Le résultat obtenu nous donnera donc le cercle de
confusion le plus tolérant.
* Avec un diaph légèrement plus fermé, on connaîtra le véritable pouvoir de résolution de cette
optique, donc «notre» cercle de confusion optimum à utiliser.
AOA ~ 04.04.2011
Même si cet essai sert à tester le pouvoir de résolution des optiques, il ne faut pas oublier l’incidence
du type d’émulsion qu’on est en train d’utiliser. Sur une pellicule de 50 ISO (à faible granularité), par
exemple, on pourra former avec une même optique des points plus petits que sur une pellicule de 500
ISO (à plus forte granularité). C’est pourquoi l’idéal est de faire cet essai avec l’émulsion qu’on va utiliser
pour le tournage, afin d’obtenir le cercle de confusion le plus juste.
Pour aller encore plus loin, on peut lire cet essai en projetant le négatif (et même une copie positive de
ce négatif), filtrant ainsi le test au travers de l’optique du projecteur, et ayant ainsi des conditions plus
proches de celles de visualisation du film.
En réponse aux critiques disant que la lecture de cet essai est trop «subjective», car elle dépend de la
personne qui regarde à travers la loupe, on pourrait très bien effectuer la mesure des mires avec un
micro-densitomètre, et rendre ainsi la lecture de l’essai plus scientifique.
• Qu’en est-il des caméras numériques ?
La meilleure façon de lire ces essais en numérique serait de les voir sur un moniteur ou un
projecteur d’une résolution égale ou supérieure à celle du format avec lequel on travaille. Ensuite la
procédure est la même.
• À quoi cet essai sert-il concrètement ?
Habituellement, en 35mm, on utilise comme cercle de confusion des valeurs proches de
0,025mm. Cette valeur provient en fait d’une convention qui a déterminée ce chiffre comme un
standard. C’est pour cela qu’on dit que le pouvoir de résolution minimum acceptable pour une optique
en tournage 35mm est de 40 lignes par millimètre (1/40mm = 0,025mm). Mais qui nous dit que ce cercle
de 0,025mm est valable pour notre configuration de tournage ?
En réalisant ce test, on pourra vérifier si, effectivement, en filmant à 50X, notre optique a eu un pouvoir
de résolution suffisant pour lire la mire D (0,025mm). Si au contraire, notre optique a seulement un
pouvoir de résolution suffisant pour lire la mire E (29 lignes/mm à 50X), notre cercle de confusion sera
alors de 1/29mm = 0,034mm, et on aura une image moins « piquée » avec plus de profondeur de champ.
De la même manière, si on a une très bonne optique qui nous permet de lire la mire C (58 lignes/mm à
50X), notre cercle de confusion sera alors de 1/58mm = 0,017mm et on aura une image avec une très
bonne définition et moins de profondeur de champ.
Essai de résolution
Historiquement, pour les tournages en 16mm, on a pris un cercle de confusion de 0,012mm. Mais cette
valeur fonctionne seulement si on utilise des optiques avec un pouvoir de résolution de 80 lignes/mm !!!
Ce qui est peu probable.
Avec les formats numériques, l’essai de résolution est encore plus important vu qu’il y a de nombreux
débats quant au choix du cercle de confusion à utiliser. On parle beaucoup de la résolution des caméras,
cependant on laisse de côté la première variable qui filtre la résolution : les optiques. Ce qui veut dire que,
si on prend un capteur d’une très haute définition, qui peut former une image avec des points très petits,
mais que devant on met une lentille de très mauvaise conception à travers laquelle se forme une image
avec des points énormes, la qualité de notre image finale sera celle donnée par l’optique, malgré la très
haute résolution du capteur. C’est pour cela qu’on doit faire des essais de résolution prenant en compte
tout notre système : optique et capteur, et pourquoi pas, le reste du workflow jusqu’à la projection.
La vérité, c’est que ces essais empiriques sont l’unique manière de connaître le véritable pouvoir de
résolution de tout notre système, et par conséquent, de connaître le cercle de confusion avec lequel on
est réellement en train de travailler, ce qui déterminera en plus la profondeur de champ dont on dispose.
Dans le cas contraire, on serait en train de travailler avec des chiffres purement théoriques.
AOA ~ 04.04.2011
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Distances from Chart Century
25X
50X
100X
200X
400X
-
-
FOCAL
To lens
To image
To lens
To image
To lens
To image
9.5 mm
10 mm
12 mm
15 mm
16 mm
18 mm
20 mm
25 mm
32 mm
35 mm
40 mm
50 mm
55 mm
75 mm
85 mm
90 mm
100 mm
120 mm
135 mm
150 mm
180 mm
200 mm
240 mm
250 mm
300 mm
400 mm
500 mm
600 mm
800 mm
237.5 mm
247 mm
475 mm
485 mm
950 mm
960 mm
1.9 m
3.8 m
250 mm
260 mm
500 mm
510 mm
1000 mm
1010 mm
2m
4m
300 mm
312 mm
600 mm
612 mm
1200 mm
1212 mm
2.4 m
4.8 m
375 mm
390 mm
750 mm
765 mm
1500 mm
1515 mm
3m
6m
400 mm
416 mm
800 mm
816 mm
1600 mm
1616 mm
3.2 m
6.4 m
450 mm
468 mm
900 mm
918 mm
1800 mm
1818 mm
3.6 m
7.2 m
500 mm
520 mm
1000 mm
1020 mm
2000 mm
2020 mm
4m
8m
625 mm
650 mm
1250 mm
1275 mm
2500 mm
2525 mm
5m
10 m
800 mm
832 mm
1600 mm
1632 mm
3200 mm
3232 mm
6.4 m
12.8 m
875 mm
910 mm
1750 mm
1785 mm
3500 mm
3535 mm
7m
14 m
1000 mm
1040 mm
2000 mm
2040 mm
4000 mm
4040 mm
8m
16 m
1250 mm
1300 mm
2500 mm
2550 mm
5000 mm
5050 mm
10 m
20 m
1375 mm
1430 mm
2750 mm
2805 mm
5500 mm
5555 mm
11 m
22 m
1875 mm
1950 mm
3750 mm
3825 mm
7500 mm
7575 mm
15 m
30 m
2125 mm
2210 mm
4250 mm
4335 mm
8500 mm
8585 mm
17 m
34 m
2250 mm
2340 mm
4500 mm
4590 mm
9000 mm
9090 mm
18 m
36 m
2500 mm
2600 mm
5m
5.1 m
10 m
10.1 m
20 m
40 m
3m
3.12 m
6m
6.12 m
12 m
12.12 m
24 m
48 m
3.4 m
3.5 m
6.75 m
6.9 m
13.5 m
13.6 m
27 m
54 m
3.75 m
3.9 m
7.5 m
7.65 m
15 m
15.2 m
30 m
60 m
4.5 m
4.7 m
9m
9.2 m
18 m
18.2 m
36 m
72 m
5m
5.2 m
10 m
10.2 m
20 m
20.2 m
40 m
80 m
6m
6.2 m
12 m
12.2 m
24 m
24.2 m
48 m
96 m
6.25 m
6.5 m
12.5 m
12.8 m
25 m
25.3 m
50 m
100 m
7.5 m
7.8 m
15 m
15.3 m
30 m
30.3 m
60 m
120 m
10 m
10.4 m
20 m
20.4 m
40 m
40.4 m
80 m
160 m
12.5 m
13 m
25 m
25.5 m
50 m
50.5 m
100 m
200 m
15 m
15.6 m
30 m
30.6 m
60 m
60.6 m
120 m
240 m
20 m
20.8 m
40 m
40.8 m
80 m
80.8 m
160 m
320 m
Pouvoir de résolution par rapport à la mire lue et à la distance de la charte
Valeur
des mires
en lignes
par mm
Mire lue
25X
50X
100X
200X
400X
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
58
42
29
21
15
11
7
5
3.5
2.5
1.8
1.3
0.9
117
83
58
42
29
21
15
11
7
5
3.5
2.5
1.8
233
167
117
83
58
42
29
21
15
11
7
5
3.5
467
333
233
167
117
83
58
42
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