Tout savoir pour réaliser, optimiser et diffuser ses photos

Nikon veut faire un filtre passe-bas réglable

03/09/2013 | Franck Mée

L’argument revient beaucoup ces derniers temps : tel appareil n’a pas de filtre passe-bas pour profiter au mieux de la capacité des optiques, tel autre en a un pour éviter les artefacts colorés... Nikon pourrait aller plus loin : la marque a déposé un brevet permettant de contrôler électriquement l’effet d’un tel filtre.

D800 vs D800E, K-5 II vs K-5 IIs, D5200 vs D7100... La présence ou l’absence de filtre passe-bas (parfois appelé AA pour "anti-aliasing") fait couler beaucoup d’encre sur les dernières générations d’appareils photo. Nikon a particulièrement fait parler sur le D800, reflex ultra-haute définition (36 Mpxl) dont la version E promettait encore plus de fins détails grâce à la neutralisation du filtre passe-bas.


Comparaison entre K-5 II (avec filtre AA) et K-5 IIs (sans filtre AA) : l’image de celui-ci est plus piquée, mais souffre d’artefacts colorés.

Pour mémoire, le rôle de ce filtre est d’"étaler" les plus fins détails afin qu’ils occupent plus d’un photosite ; le supprimer permet donc d’obtenir une meilleure définition de l’image, mais alors des interférences entre le capteur et les motifs de l’image peuvent causer l’apparition de moiré.

Le dilemme entre définition optimale et risque de moiré est d’autant difficile à trancher que, selon la résolution de capture, le filtre ne doit pas avoir la même puissance. En particulier, lorsque l’appareil fusionne plusieurs photosites pour filmer ou accroître la sensibilité, le filtre devrait en principe être modifié : c’est pour cela que des appareils qui en sont exempts en photo connaissent un moiré important en vidéo.

Le meilleur des deux mondes

L’appareil idéal proposerait donc plusieurs modes : sans filtre AA pour la photo haute résolution lorsque les risques de moiré sont limités (paysages par exemple), avec filtre léger pour la photo où le moiré peut arriver (tissus en particulier), avec filtre fort pour la vidéo. Sans aller jusque là, Nikon propose une solution permettant de concilier deux modes.

Son filtre passe-bas, tel qu’utilisé sur le D800, est réalisé dans un matériau biréfringent, c’est-à-dire que la composante de la lumière polarisée horizontalement n’est pas déviée de la même manière que celle polarisée verticalement. Ainsi, le niveau de floutage est parfaitement maîtrisé et dépend directement de l’épaisseur de la lame.

Sur le D800E, Nikon ne retire pas le filtre passe-bas, mais en ajoute un deuxième : la lumière qui n’est pas déviée par le premier filtre l’est par le second et l’ensemble arrive au même endroit, obtenant le même effet qu’une absence de filtre (sans devoir modifier les autres caractéristiques du capteur).

Le brevet déposé ajoute entre les deux lames une couche de cristaux liquides, connus pour modifier la polarisation de la lumière qui les traverse en fonction du courant électrique qu’ils reçoivent — c’est ainsi que fonctionnent les écrans LCD.

Ainsi, le sandwich de filtres fonctionne en deux modes : lorsque la couche de cristaux liquides n’est pas alimentée, le deuxième filtre annulant les effets du premier. C’est le schéma ci-dessus, analogue à ce qui se passe sur le D800E.

Lorsque la couche de cristaux liquides est activée, en revanche, la polarisation de la lumière parvenant dans le second filtre est telle qu’il amplifie les effets du premier : la lumière déviée l’est encore plus et celle qui ne l’est pas continue tout droit. L’ensemble forme donc un filtre du double de la puissance d’une lame seule.

Ainsi, il est donc possible d’activer ou de désactiver le filtre passe-bas à volonté, en fonction des besoins : résolution pure ou contrôle du moiré. Une deuxième construction où les deux filtres n’ont pas la même puissance permet de choisir entre un filtre passe-bas léger et un filtre fort, respectivement utiles en photo et en vidéo.

Comme tout brevet, cette solution peut se retrouver dans un appareil photo très rapidement... ou plus tard, voire jamais, selon l’opportunité qu’y trouvera l’industrie. Par exemple, les progrès des traitements logiciels du moiré peuvent la rendre inutile, ou le surcoût peut s’avérer trop élevé pour l’intégrer à des produits grand public.

Mais cela est une réponse intéressante au dilemme du moment : avec ou sans filtre ?

- Le brevet sur Egami (en japonais)
- Le site de Nikon

Cet article vous a plu ? Notez le et partagez le sur les réseaux sociaux !



Commenter cet article

Qui êtes-vous ?
Votre message
  • Pour créer des paragraphes, laissez simplement des lignes vides.

Messages

  • Merci pour le mot biréfringent ^^

    Juste une précision sur le D800E : il possède bien un filtre passe-bas ; ce qui le différencie du D800 est l’absence de filtres anticrénelage. Je pense que ça doit être le même cas pour les autres appareils "confrontés".

    C’est plus un raccourci qu’une erreur, mais je note que même Nikon met en avant l’absence de ce fameux filtre passe-bas, ce qui est physiquement erroné.

    • Je n’ai pas la prétention d’être un expert, mais de ce qu’il me semble avoir compris, les effets de crénelage viennent d’une résolution optique supérieure à la résolution de capture. On les élimine donc en supprimant les détails de haute fréquence, de la même façon que l’on supprime les interférences genre moiré.
      Du coup, je pense que filtre anti-crénelage et filtre passe-bas sont ici synonymes. Dans la littérature consultée, j’ai trouvé les deux termes dans des sens identiques, y compris d’ailleurs en anglais (anti-aliasing filter et optical low-pass filter, respectivement). Sémantiquement, anti-crénelage serait plus orienté sur l’effet (supprimer les artefacts) et passe-bas sur la méthode (couper les hautes fréquences), mais il me semble que l’on parle bien de la même chose.

  • le capteur x-trans fuji est encore mieux ; pas de filtre passe-bas NI de moiré... et une gestion des hautes sensibilités digne des capteurs 24x36 (enfin presque...)