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Les chiffres associés aux caractéristiques d'un appareil photo numérique (et comparaison brève avec l'argentique)

Quand on est novice dans le domaine des appareils photos numériques, il est difficile de comprendre et de se repérer avec toutes les données techniques associées aux appareils. Le but ici est de démystifier ces chiffres en leur donnant du sens, leurs sens.
  • Capteur et résolution

    Le capteur est le composant qui reçoit l'image (donc les photons). Il est caractérisé par sa nature (CMOS ou CCD), sa taille et sa résolution.

    Les capteurs CMOS sont réputés pour consommer moins (d'énergie) que les capteurs CCD mais aussi pour faire moins de bruit.

    La résolution du capteur est le nombre de points distincts que le capteur est capable de restituer. Plus les points sont petits et plus ils sont sujets au bruit. Mais plus il en a et plus l'image contient de l'information. Pour une qualité donnée, il vaut mieux davantage de pixels que moins de pixels car il vaut mieux davantage d'informations que moins d'informations.

    La taille du capteur joue beaucoup sur le bruit. Pour une résolution donnée, la réduction de sa taille augmentent les risques de bruit. Dans les téléphones portables, les capteurs sont incroyablement petits (il faut bien la place pour mettre tous ses composants), ce qui fait qu'ils sont bloqués actuellement à 5 Mpix actuellement (au delà on est sujet à la diffraction de la lumière). Pour une résolution donnée, les capteurs plus gros sont moins sujets au bruit.

  • Objectif

    Les objectifs sont des composants essentiels des appareils photos et sont souvent négligés par les novices.

    ouverture

    Ce qu'on attend idéalement de la part d'un objectif est qu'il sache ouvrir grand (f/1,2 à f/2) (en général ils savent très bien ouvrir petit (f/5 à f/22), donc on se fait peu de soucis sur ce point là) et qu'il puisse zoomer en partant d'un grand angle.

    Ouvrir grand pourquoi ? D'une part pour avoir davantage de lumière entrant dans le capteur, et c'est la raison peu noble. D'autre part pour pouvoir avoir une zone de netteté réduite, et c'est la raison noble. Mais pourquoi diable vouloir avoir une zone de netteté réduite? Parce que lorsqu'on veut faire un portrait d'une personne, on veut souvent que la personne soit mise en valeur par rapport au reste du monde (i.e. ce qui est sur la photo mais qui n'est pas la personne). Donc on veut que la personne soit nette et que le reste (l'arrière plan ou l'avant plan) soit flou. Ainsi le sujet est mis en valeur et l'oeil ne se perd pas sur des détails inutiles. Quand on regarde un feuilleton à très très petit budget, parfois le matériel vidéo utilisé est très mauvais et on se perd dans les images. Dans le feuilletons à gros budgets, parfois le matériel est trop bon, en ce sens qu'ils en abusent un peu...

    Cependant, si vous voulez avoir une photo de vous avec un monument en arrière-plan (par exemple la tour Eiffel), il vaut mieux ne pas ouvrir trop grand si vous voulez avoir une tour nette et non pas floue. Mais alors il faut fermer l'obturateur et pour pouvoir le fermer il faut qu'il y ait suffisamment de lumière. Si on a trop peu de lumière, il faut utiliser un flash (souvent c'est assez laid car la répartition de la lumière est trop artificielle sur le résultat qui est la photo elle-même), ou avoir un trépied pour pouvoir se permettre d'allonger le temps d'exposition (donc réduire la vitesse d'obturation).

    Pour les reflex, les objectifs ouvrant grand sont en général à focale fixe (i.e. on ne peut pas zommer) et assez chers, et les objectifs pouvant zommer sont en général à ouverture minimal variable (i.e. plus on zoome et plus l'ouverture est rétrécie). Il existe les objectifs "professionnels" (car très chers) qui permettent d'avoir un zoom avec une ouverture fixe (qui ne varie donc pas selon l'amplitude du zoom).

    angle

    Grand angle/petit angle ? Avoir un grand angle permet de capturer plus de choses sur une seule image, c'est particulièrement utile pour les grands monuments et les paysages. C'est aussi très utile en espace confiné (en appartements par exemple) où on ne peut pas prendre beaucoup de recul. Les appareils compacts mettent de plus en plus en avant les grands angles (le 28mm équivalents 24x36).

    Le 28mm équivalent 24x36 est le standard pour les grands angles. C'est à dire que l'objectif correspond à un 28mm pour le format de capteur 24x36 qui est le format des pellicules argentiques classiques. Les compacts ont des capteurs beaucoup plus petits. Par exemple, un 5,8mm avec un capteur 1/2,8 équivaut à un 35mm en 24x36.

    Rares sont les capteurs numériques aussi grands que les pellicules 24x36 des argentiques.

  • Vitesse ou temps d'obturation

    Le temps d'obturation d'une photo est plus ou moins long. Sur un appareil photo jetable, le temps d'obturation est fixe et l'ouverture est très petite, ce qui leur permet d'avoir un objectif de piètre qualité.

    Avoir une vitesse d'obturation très grande (à partir de 1/1000s) est utile lorsqu'on veut prendre en photo un sujet qui bouge vite. Pour pouvoir prendre des photos avec une grande vitesse d'obturation, il faut d'une part avoir beaucoup de lumière sur le sujet et d'autre part avoir la mécanique permettant de capturer l'image avec en si peu de temps. Lorsqu'on footballeur est dans les airs et qu'il frappe la balle, l'instant est très court. Les photographes sportifs professionnels ont des objectifs qui agrandissent beaucoup (forcément, il faut couvrir le terrain) et qui ouvre grand, mais aussi un boîtier qui permet de faire une pause très courte (sinon le footballeur serait tout flou dans son mouvement).

    Un long temps d'exposition est nécessaire lorsqu'on veut faire une photo de nuit par exemple. Une exposition entre 10 et 60 secondes permet de capturer un défilé de lumière (bande jaune ou rouge sur une route par exemple), ou de capturer un beau ciel par nuit noire étoilée.

    Contrairement à ce qu'on peut penser, pour photographier la lune, il faut un temps d'exposition assez court (de l'ordre de 1/30s), sinon on obtient une (plus ou moins grosse) tâche lumineuse toute blanche. On peut choisir de fermer aussi, mais la Terre ainsi que la Lune bougent beaucoup plus vite qu'on ne le croit et quelques secondes suffisent pour avoir une mini traînée laide sur la photo.

  • Macro

    Parfois on veut faire des photos de très petits objets (une fleur ou un insecte par exemple). Pour cela, on s'approche de l'objet pour l'avoir en pleine photo. Mais si on s'approche trop, l'objet est flou.

    Certains appareils ont été conçus pour pouvoir prendre des photos très près des objets (par exemple 1cm).

    Il existe aussi des kits à monter sur les objectifs pour pouvoir prendre des macros (il s'agit en fait d'une loupe de très bonne qualité avec de quoi la placer devant l'objectif de base).

  • Viseur et écran

    Les viseurs (où on colle l'oeil droit) regardent souvent un peu à côté de là où regarde l'objectif. En fait il n'y a que les reflex qui ne sont pas ainsi. Dans un appareil reflex, le viseur regarde l'image qui va être prise (entre 95 et 99% souvent car il y a des morceaux sur les côtés qui sont un peu coupés), puisque pour prendre l'image, il y a un basculement mécanique d'un miroir pour passer de l'oeil au capteur pendant le temps de la pause.

    L'avantage d'un écran est que l'image de l'écran est exactement l'image qu'on va capturer (il n'y a pas de morceau coupé). L'inconvénient est qu'en général, le fait d'avoir l'image sur écran augmente le temps entre le moment où on appuie sur le bouton et le moment où la photo est prise (c'est de moins en moins vrai grâce aux progrès technologiques). L'autre inconvénient est lorsqu'on a besoin d'un maximum de contrôle et de recul à la fois puisqu'on ne peut pas gagner de l'espace en collant l'oeil à l'écran alors qu'on le colle au viseur; cela arrive parfois dans des espaces confinés en intérieur.

  • ISO

    En général, plus la valeur est grande, et plus il y a de bruit. On monte difficilement jusqu'à ISO6400, qui permet de faire des photos en conditions de faible luminosité.

    Certains capteurs montent très haut en sensibilité (ISO 1600 et au-delà), et sont très mauvais et donc restituent une image très bruitée. D'autres capteurs montent très haut et rendent une image peu bruitée et sont plus rares bien sûr.

    Une faible valeur permet d'avoir une plus grande netteté. Idéalement, on reste à ISO 100 pour avoir moins de bruit. Certains capteurs sont très bons à des valeurs plus grandes. D'autres sont capables de descendre à ISO 60 ou ISO 80 et c'est tant mieux car cela permet un piqué encore plus net lorsqu'on a de bonnes conditions lumineuses.

  • Exposition

    La plupart des compacts permettent des modes d'exposition spécialisés. Par exemple, on veut prendre des photos de nuit et on indique à l'appareil de prendre des photos avec des temps d'expositions plus longs.

  • Balance des blancs

    Lorsque la balance des blancs est mal détectée automatiquement, on peut la choisir manuellement. Cela consiste à choisir comment modifier la répartition des couleurs de manière à ce que le résultat semble au final naturel.

    Le fait est qu'on regarde rarement une photo dans les conditions de lumière dans lesquelles elle a été prise. De ce fait, les couleurs peuvent sembler virer au bleu ou au jaune un peu orangé. En effet, en intérieur, on utilise la lumière artificielle qui est un peu jaune alors que la lumière en extérieur est plutôt bleue.

    L'oeil sait s'adapter rapidement et automatiquement à l'ambiance lumineuse alors qu'un capteur ne voit aucune différence. La balance des blancs permet de corriger ce facteur.

Alors, numérique ou argentique?

Il est difficile d'affirmer que le numérique a surpassé l'argentique sans mentir ou sans se tromper. Le top du numérique n'est pas au top de l'argentique. On n'a pas encore les capteurs numériques équivalent en résolution aux pellicules argentiques. Et on n'a pas la dynamique de couleurs des pellicules argentiques. Le numérique limite d'emblée le nombre de couleurs possibles pour les photos. Le JPEG actuellement très utilisé permet 256x256x256 = 16777216 (environ 16 millions) couleurs car il fait l'échantillonnage sur 8bits (256 valeurs possibles) avec trois canaux de couleurs (rouge, vert, bleu). Les appareils haut de gamme permettent d'enregistrer dans des formats permettant un échantillonnage plus précis. Par exemple, le Pentax K20D - sorti en ce début d'année 2008 - permet un échantillonnage sur 14 bits ce qui permet 16384x16384x16384 = 4398046511104 (environ 4 mille milliards) couleurs possibles. Son prédécesseur le K10D échantillonne sur 12 bits, ce qui fait 4096x4096x4096 = 68719476736 (environ 68 milliards) couleurs. À quoi ça sert? Ça sert à tous ceux qui font du traitement de photos sur ordinateur car conserver davantage d'informations sur les couleurs des images permet davantage de manipulations des couleurs en post-traitement. Cela est assez rarement utile pour les novices et amateurs car en général l'appareil photo choisit les bons paramètres. D'un autre côté, il n'y a pas si longtemps, les écrans d'ordinateurs n'étaient capables d'afficher que 256 couleurs différentes. On peut alors imaginer que ces informations numériques sur les couleurs deviendront essentiels dans quelques années quand le JPEG sera devenu obsolète.

J'espère que le JPEG sera rapidement remplacé, de même pour le MP3. Il existe des formats bien meilleurs que le JPEG et que le MP3. De même pour les cartes mémoires, j'espère qu'elles seront un jour dans un autre format que le FAT/FAT32. FAT a été conçu pour des disquettes de 160kB, et FAT32 est apparu au milieu des années 90. J'espère qu'on arrêtera bientôt d'utiliser des technologies obsolètes.

2008-04-06

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