Laboratoire d'échantillonnage de pixels
comment le taux d'échantillonnage change quel détail survit
l'effet roue de charrette, mais pour les pixels 🖖
Quand l'échantillonnage est trop lent, le détail haute fréquence se replie en un faux mouvement ou une fausse texture basse fréquence. Le capteur ne voit pas moins de détail de façon linéaire ; il voit le mauvais détail.
La règle des deux échantillons par cycle 🖖
Pour capter une onde fidèlement, il faut l'échantillonner plus de deux fois par cycle — ce seuil est la limite de Nyquist, la moitié de la fréquence d'échantillonnage Fs. En dessous, les échantillons tombent quelque part mais ne décrivent plus l'original ; la forme reconstruite est un imposteur. Poussez freq au-dessus de Fs/2 ici et observez la reconstruction jaune se détacher de la source verte.
Pourquoi l'audio CD tourne à 44,100 Hz 🖖
L'oreille humaine plafonne vers 20 kHz, donc Nyquist impose une fréquence d'échantillonnage supérieure à 40 kHz — mais pourquoi ce 44,100 si précis ? Le premier audio numérique était stocké sur bande vidéo : trois échantillons par ligne active, 245 lignes à 60 trames (NTSC) ou 294 lignes à 50 trames (PAL) donnent tous deux exactement 44,100 échantillons par seconde. Une limite auditive a rencontré un format vidéo, et le nombre est resté.
Exemples de problèmes
- sinus suréchantillonné - Échantillonnage sûr : Fs bien au-dessus de 2f, la forme d'onde est préservée
- proche de Nyquist - Proche de Nyquist : le détail est capté mais la reconstruction est fragile
- cas de repliement - Sous-échantillonné : une haute fréquence apparaît comme une fausse onde basse fréquence
- moiré en damier - Un damier sous-échantillonné crée des artefacts de type moiré