Test de planéité du film : 3 porte-films en première comparaison quantitative

Cet article documente une tentative de comparaison quantitative de la planéité du film dans trois supports de scan DSLR. La méthode est basée sur une analyse Depth-from-Focus avec un chariot macro. La précision des mesures est limitée -- les résultats montrent des tendances et des différences relatives, pas des valeurs absolues.

Pourquoi la planéité du film est importante

La planéité du film est la plainte la plus fréquente dans la communauté du scan DSLR. Le film se courbe dans le support, et les coins perdent en netteté. La physique derrière est connue : avec les réglages typiques de scan, la profondeur de champ ne fait que quelques fractions de millimètre. Une courbure de 0,3 mm suffit à provoquer une perte de netteté visible dans les coins.

Beaucoup d’opinions, pas de mesures

Dans les forums et sur Reddit, on trouve de nombreuses affirmations sur la planéité du film -- « Les coins sont mous », « Le support X est meilleur que Y ». Ce qu’on ne trouve pas : des données de mesure. Selon nos recherches, personne n’a quantifié ni publié la déviation d’un film dans un support. Tous les comparatifs reposent sur une évaluation subjective de la netteté du scan.

Cet article est une tentative pour changer cela.

Le film test

Le film test utilisé -- Kodak Gold 200, pris avec une Olympus OM-2n et un Zuiko 50mm f/1.8 à f/5.6. Négatif relativement dense avec une information d’image uniformément répartie.

Pour toutes les mesures, le même film et la même image ont été utilisés. Le choix du sujet est important : la méthode Depth-from-Focus nécessite de la texture dans l’image (grain de film, contours) pour déterminer le point de mise au point. Un sujet uniformément clair ou sombre -- ciel, mur, neige -- ne fournit pas de signal exploitable. Les branches et feuilles conviennent bien : denses, contrastées, réparties uniformément sur toute l’image.

Méthode A : le contrôle par réflexion (qualitatif)

La surface du film réfléchit la lumière. En tenant le film fixé sous une lampe de plafond, les irrégularités apparaissent comme des lignes de réflexion déformées. Cette méthode est simple, montre des détails fins -- mais ne peut pas être traduite en chiffres.

Le même film dans quatre supports, chacun photographié sous la lampe de plafond :

Référence : le même film tenu à la main, sans support

Ce que l'œil perçoit : aucun des supports ne maintient le film parfaitement à plat -- les lignes de réflexion sont déformées sur les trois. Mais les trois font clairement un meilleur travail que pas de support du tout. Lequel est le meilleur ne peut être qu'entrevu à partir des images de réflexion. La courbure n'est pas quantifiable -- on ne peut pas lire dans la réflexion si la déviation est de 50 ou 500 micromètres. D'où la deuxième méthode.

Comment les trois porte-films guident le film

Les trois porte-films testés utilisent des principes de construction différents pour maintenir le film en position. Cela influence où et à quel point le film peut se déformer.

Negative Supply : La base a une fenêtre au format panoramique -- le film est guidé uniquement sur les deux côtés longs (en haut et en bas). Il n'y a pas de guidage en longueur. Il existe des masques que l'on insère par le dessous (pour Half Frame, 35mm ou Panorama), mais même avec masque, le film reste libre en longueur. Cela signifie : au centre de la fenêtre, le film a le plus de jeu pour s'affaisser.

Valoi : Pour chaque format de film, il existe un porte-film moulé d'une seule pièce. Le film est guidé en largeur et en longueur. La construction du guidage longitudinal n'est pas visible de l'extérieur car elle est intégrée dans le boîtier.

Ausgeknipst : Une combinaison des deux approches. La base a, comme chez Negative Supply, une fenêtre au format panoramique et guide le film uniquement sur les côtés. Des dessus interchangeables sont placés dessus, qui guident et pressent le film aussi en longueur. Sans dessus, le porte-film se comporte comme l'approche Negative Supply (guidage latéral uniquement). Avec dessus, le guidage longitudinal s'ajoute.

Cette différence de guidage est importante pour la mesure : comme la largeur de la fenêtre varie selon le porte-film, l'analyse a été limitée aux 80 % intérieurs du cadre du film. Les zones en bordure contiennent peu d'information d'image et sont de toute façon coupées lors du scan -- elles ne sont pas prises en compte dans la comparaison.

Méthode B : mesure Depth-from-Focus (quantitative)

L'appareil photo se déplace sur un chariot macro par étapes définies à travers le plan du film. À chaque position, une image est prise. Chaque zone de l'image atteint sa netteté maximale dans une image différente -- selon sa distance à l'objectif. La position du maximum de netteté permet de calculer la hauteur de la surface du film en chaque point.

Installation

Configuration de mesure : appareil photo sur chariot macro, porte-film sur la source lumineuse. Les Post-its sous la table lumineuse servent de cales -- ils compensent les différences de hauteur minimes aux coins pour que le plan du film soit parallèle au capteur.

Gros plan : chariot macro avec comparateur -- pas de 0,1 mm

Les détails :

• Appareil photo : Sony ZV-E10
• Objectif : Carl Zeiss Jena Tessar 50mm f/2.8 sur soufflet macro
• Ouverture : f/2.8 (complètement ouverte, pour une sensibilité maximale au décalage de mise au point)
• Chariot macro : pas de 0,1 mm, 21 prises par passage
• Alignement : méthode du miroir

Alignement du miroir : la réflexion de la lentille doit être exactement centrée pour que l'axe optique soit perpendiculaire au plan du film

Analyse

Un script Python réalise l'analyse. Il divise chaque image en une grille et détermine pour chaque cellule dans quelle image la netteté est maximale. Cela permet de calculer la hauteur de la surface du film en chaque point. Deux corrections suivent : d'abord, l'inclinaison globale est corrigée (le capteur n'est jamais parfaitement parallèle au film). Ensuite, la courbure de champ de l'objectif est retirée, ne laissant que la topographie pure du film.

Trois passages par support, mélangés, moyennés.

Détails techniques sur le traitement des données

Pour l'analyse, le script divise chaque image en une grille de 20 x 30 cellules. Pour chaque cellule, la variance du Laplacien est calculée sur les 21 images -- une mesure de la quantité de contraste haute fréquence (grain du film, contours) contenue dans la cellule. La cellule est la plus nette lorsque le plan de mise au point est exactement à la surface du film.

La courbe de netteté résultante présente un pic par cellule. Sa position est déterminée par interpolation parabolique à 3 points, pour obtenir une résolution Z plus fine que le pas (0,1 mm). Ensuite, un plan d'ajustement est appliqué à toute la carte Z et soustrait (correction d'inclinaison). Lors de la comparaison de plusieurs supports, la moyenne de toutes les cartes Z est soustraite comme biais système (rejet du mode commun) -- cela élimine la courbure de champ de l'objectif, identique dans toutes les mesures.

L'analyse se fait sur les 80 % intérieurs du cadre du film. Les zones en bordure sont exclues -- elles contiennent peu ou pas d'information d'image et sont de toute façon coupées lors du scan.

Les scripts sont écrits en Python (numpy, opencv, matplotlib). Si tu souhaites vérifier le code ou recalculer les données brutes, tu peux nous contacter -- en cas de critique justifiée de la méthode, nous ajusterons l'analyse et publierons les résultats corrigés.

Référence Worst-Case : film guidé uniquement sur les bords, sans plaque de couverture -- affaissement maximal

Résultats

Trois essais par porte-film, moyenne. Mesuré sur les 80 % intérieurs du cadre du film (zones de bord exclues, car les porte-films guident le film avec des largeurs différentes -- voir ci-dessus). Courbure de champ de l’objectif supprimée par rejet en mode commun.

Porte-film	PV (um)	RMS (um)
Ausgeknipst	1102	163
Valoi	1382	175
Negative Supply	1708	202
Sprocket (contrôle)	2309	381

PV = Peak-to-Valley : la plus grande déviation entre le point le plus haut et le plus bas.
RMS = Root Mean Square : la déviation moyenne -- beaucoup plus robuste que PV, car un seul point aberrant ne fausse pas le résultat.

Cartes thermiques

Les cartes thermiques montrent la topographie du plan du film. Rouge signifie : le film se bombe vers l’objectif. Bleu : il s’abaisse. Le blanc est le plan idéal. L’échelle est en micromètres.

Comparaison des 3 porte-films : Rouge = film plus proche de l’objectif, Bleu = plus éloigné

Validation : Le porte-film Sprocket (à gauche) montre nettement plus de déviation que les porte-films avec plaque de couverture

Et les cartes thermiques individuelles, moyennées sur trois essais chacune :

Ausgeknipst -- moyenne sur 3 essais

Valoi -- moyenne sur 3 essais

Negative Supply -- moyenne sur 3 essais

Ce que disent les données

Validation : La méthode fonctionne-t-elle ?

Le contrôle Sprocket (film sans plaque de couverture) montre des valeurs RMS 2,3 fois plus élevées que le meilleur porte-film. C’est le point de données le plus important de toute la mesure : il confirme que la méthode détecte de réelles différences dans la planéité du film et que les résultats ne sont pas noyés dans le bruit de mesure.

Ausgeknipst (RMS 163 um)

La valeur RMS la plus basse du test. La carte thermique montre une répartition relativement uniforme sans points chauds dominants. Le dessus interchangeable presse le film à la fois sur les côtés et en longueur, ce qui se reflète dans un guidage uniforme. La variation Run-to-Run (à quel point les résultats diffèrent lors de la réinsertion du même film) était de 176 um -- comparable à Negative Supply.

Valoi (RMS 175 um)

Juste derrière Ausgeknipst. La carte thermique montre de légers motifs ondulés qui pourraient provenir de la trajectoire en S du design du canal Valoi -- le film est guidé à travers un canal courbé lors de l'insertion. La variation d'un passage à l'autre était un peu plus élevée que pour les deux autres porte-films, avec 210 um. On ne peut pas déterminer à partir des données si cela vient de la construction ou de la manière dont le film est enfilé.

Negative Supply (RMS 202 um)

La valeur RMS la plus élevée des trois porte-film. La carte thermique montre plus de contraste que les deux autres -- les zones avec une courbure plus marquée sont plus visibles. Negative Supply ne guide le film que sur les côtés longs, pas en longueur. L'absence de guidage longitudinal pourrait expliquer pourquoi la déviation au centre de la porte est un peu plus élevée. En même temps, la variation d'un test à l'autre avec 175 µm était la plus faible du test -- le film se place toujours de manière cohérente au même endroit à chaque insertion.

La comparaison

Le facteur entre le meilleur et le pire porte-film est de 1,2x (163 vs. 202 µm RMS). En chiffres absolus : 39 micromètres de différence. C'est moins que l'épaisseur d'un cheveu humain.

Pour situer : à f/8 -- l'ouverture à laquelle la plupart des gens scannent -- la profondeur de champ sur le négatif est d'environ 500 micromètres. Les trois porte-film maintiennent le film dans cette tolérance. La différence de 39 µm ne sera pas visible dans un scan final à cette ouverture.

Avec des ouvertures plus grandes (f/4 ou f/2.8, comme dans les configurations de scan haut de gamme), la profondeur de champ diminue à moins de 200 µm. Dans cette plage, les différences mesurées pourraient devenir pertinentes -- mais même alors, l'effet est difficile à distinguer d'autres sources d'erreur (alignement du capteur, courbure de champ des lentilles, curling du film spécifique).

Conclusion

Les trois porte-film maintiennent le film nettement plus plat qu'une bande de film non soutenue. Les différences entre eux sont faibles -- le facteur entre le meilleur et le pire résultat est de 1,2x.

Les produits diffèrent sur bien d'autres aspects (matériau, flux de travail, compatibilité, prix). La planéité du film est un facteur parmi d'autres. Sur ce seul facteur, les trois porte-film testés sont proches les uns des autres.

Remarque sur le montage

La mesure a été effectuée à f/2.8 (ouverture maximale). Ce n'est pas courant pour le scan -- à pleine ouverture, la performance optique de l'objectif diminue, surtout dans les coins. La raison de l'ouverture maximale : la profondeur de champ doit être assez faible pour que des différences mesurables apparaissent au niveau du plan film. À f/5.6 ou f/8, la profondeur de champ serait trop grande pour résoudre le curling du film. Un objectif macro 100mm à échelle 1:1 et légèrement fermé aurait été un meilleur instrument de mesure -- mais n'était pas disponible.

À la communauté : Aide-nous à mieux mesurer

Cette expérience était une première tentative avec un équipement limité. La méthode présente des faiblesses, documentées ci-dessus. Si quelqu'un dans la communauté connaît une méthode plus précise et abordable -- interférométrie laser, topographie Moiré, ou autre -- nous serions ravis d'en être informés. Les tests seront répétés, les données brutes publiées.

L'objectif n'est pas une comparaison marketing. L'objectif est d'améliorer sa propre conception sur la base de données de mesure.