La chasse aux Pixels

Depuis une vingtaine d’années la photo s’est considérablement démocratisée. Souvent au moment d’acheter un appareil photo se pose la question de savoir quoi acheter, selon quels critères.

De nos jours Les appareils argentiques sont désormais quasi introuvables car nombre de constructeurs ont jeté l’éponge et il n’en subsiste au catalogue que de quelques grands et encore on se demande pour combien de temps. Sauf si vous êtes un puriste vous avez donc le choix entre numérique et numérique !

Nous trouvons sur le marché grand public trois types d’Appareils Photo Numériques dits APN

v Le Pocket … photo 1

v Le bridge … photo 2

v Le réflex … photo 3

Photo 1	Photo 2	Photo 3

La fourchette de prix des trois APN ci-dessus va de 1 à 20 ! Et ils affichent sur le papier à peu prés le même nombre de pixels. ! Outre la taille de la « boite » il existe donc bien plus d’une différence entre ces appareils même s’ils sont capables de photographier le même sujet en cadrant la même photo.

Des pixels par millions :

L’histoire

Dans la préhistoire de la photographie les clichés se faisaient sur une plaque de verre (plan film) et les dimensions étaient peu standardisées.

Au début du siècle dernier Eastman Kodak Company commercialisait ses premières pellicules au format 120 présentées en bobine de longueur standardisée .Selon les appareils ce format de pellicule permettait des clichés qui allaient de 6 X 4,5 cm jusqu’à 6 X 9 cm. Photo 4

Vers le milieu des années 30 apparut commercialement en masse le format 135 (24 X 36) qui correspondait grosso-modo 1 X 1,5 pouces. Ce fut là la première apparition de la cartouche. Photo 5

Photo 1	Photo 2	Photo 3	Photo 4

L’amélioration des techniques de production des optiques et aussi des émulsions verront apparaître le format APS de surface sensiblement moitié moindre du format 135. Le principal argument commercial était qu’il permettait les panoramiques. Ce fut le flop que l’on connaît. Photo 6

Il y eut bien entendu au passage quelques autres formats « exotiques » qui ne durèrent qu’un temps Photo 7

Il faudra attendre prés d’un siècle après le format 120 pour voir apparaître commercialement les premiers appareils numériques.

NB pour mémoire 1 pouce fait 25,4 mm

Figure 1

Petit mais costaud ?

Selon la figure 1 qui représente à l’échelle les surfaces sensibles des pellicules et des capteurs on est passé en un siècle de 232 mm² à 21 mm² soit une division par 11 de la surface sensible. Cette surface reste théorique car l’image produite à travers la lentille de votre objectif est elle une image ronde que l’on adapte selon la diagonale !

Pour faire un tirage papier au format A5 (15cm X 10 cm) vous agrandissez donc au minimum l’image 26 fois si vous avez un capteur de 6,92 mm de diagonale et ce quel que soit le nombre de pixels ! Nous verrons plus loin les conséquences.

Des pixels qui valent de l’argent

Une pellicule argentique couleur est composée de cristaux d'halogénure d’argent voir Figure 2. La taille de ces cristaux influe considérablement sur la sensibilité du film. Plus les cristaux sont gros plus ils sont sensibles à la lumière, plus la sensibilité ISO de la pellicule est importante, moins vous verrez de détails fins sur vos photos. En raccourcis, le détail le plus fin que vous verrez sur une photo est directement lié à la taille des cristaux.

Figure 2

Le capteur de votre APN n’utilise lui que des « photosites » en silicium vulgairement appelés pixels. Comme dans le cas de la pellicule argentique c’est la taille des photosites qui fixe le niveau de détail perceptible sur une photo. L’image 3 faite au microscope donne une idée de la taille de ces éléments sensibles.

Image 3	Image 4

Un photosite est donc sensible à la lumière mais pas aux couleurs qu’il ne sait différentier. Il faut donc lui adjoindre en amont un filtre séparateur.

Comme chaque photosite représente 1 seul élément d’information colorimétrique ; il faut quatre photosites et une électronique spécialisée pour interpréter la couleur d’un seul pixel représenté au final sur votre écran. Voir image 4

L'image 3 et et la Figure 4 nous montrent également qu’il existe un espace entre les photosites. Aussi minime soit cet espace il ne peut être utilisé pour percevoir une information colorimétrique. Nous trouvons là une partie de l’explication de la différence de définition qui existe entre une photographie argentique et une photographie numérique.

Image 5	Image 6

L’acquisition / représentation colorimétrique d’une image ne peut se faire que selon deux modes. Additif ou Soustractif. Dans un cas on fait l’addition entre le bleu et le jaune pour obtenir le vert (Image 5) alors que dans l’autre on soustrait du bleu la couleur verte pour obtenir le jaune. (Image 6)

Dans le cas de la photo numérique selon les constructeurs les deux solutions ont cours. Technologiquement les choses évoluent très vite et si parfois on privilégie la performance de l’électronique il arrive très souvent que les couts de fabrication prennent le dessus.

Dans le dernier choix technologique en cours on multiplie par deux les photosites sensibles au vert et on soustrait l’information de la couleur bleue. C’est donc une technique soustractive. Voir Image 7.

Les contreparties à l’augmentation du nombre de photosites et surtout de la complexité du traitement des informations font qu’il faut investir dans la recherche pour améliorer la rapidité et la qualité du traitement du signal. Nous en verront plus loin l’influence sur la prise de photo avec un APN.

Image 7

Nous avons donc à présent un capteur de technologie CMOS ou CCD et au moins un processeur spécialisé pour aboutir à une image là ou nous avions auparavant un film et la chimie du laboratoire photo.

Des pixels excédentaires

Si vous déclarez acheteur potentiel d'un APN le vendeur ne manquera pas de vous faire l’article en vous vendant par exemple un 10 million de pixels. Une fois arrivé chez vous, les premières photos faites vous êtes impressionné par les dimensions du cliché qui s’affiche à l’écran.

Vous avez pat exemple acheté un appareil 10 millions de pixels et vos photos font 3456 X 2592 Ce qui nous donne 8,95 millions ! Il manque donc environ plus de 10 % des pixels à l’appel ! On ne vous à pas trompé !

L’explication vous est donnée avec pour illustration les images 8, 9 10

Image 8	Image 9	Image 10

v Le capteur comporte réellement 10 Millions de photosites Image 8.

v L’objectif projette sur le capteur une image circulaire plus grande que la taille du capteur Image 9.

v Le calculateur va limiter au rectangle jaune la taille de l’information réellement exploitable en tant que photographie C’est là le sens de la diagonale vue au paragraphe précédent Image 10

Derrière le miroir

Nous avons vu que un APN se vends de nos jours en mettant en avant la performance quantitative du capteur CCD ou CMOS. Hélas c’est là une stratégie commerciale de la part des constructeurs / vendeurs qui se battent pour exister en termes de part de marché.

Un appareil photo numérique ce n’est pas qu’un capteur. C’est aussi une optique, une électronique et des performances réelles et mesurables et pas uniquement une information commerciale!.

Exemple : Qui achètera une rutilante voiture de 5 Litres de cylindrée qui consomme 25 l au 100 et ne dépasse pas 90 Km/h ?

L’optique : Nous avons vu précédemment que dans une chambre noire plus l’ouverture qui donne sur l’extérieur est grande, plus il y rentre de lumière.

Si vous vous arrêtez au rayon des « pokets » de votre enseigne favorite prenez le temps d’apprécier la taille de la lentille frontale de ces appareils. Elle fait très rarement plus de 2,5 cm de diamètre !

Partant du principe que peu ou prou le capteur des appareils de différentes marques d'APN vient du même petit nombre de fabricants de capteurs. Evolution technologique oblige, la taille et les performances sont sensiblement identiques d'un fabricant à l'autre, la différence ne se situe pas que dans le nombre de pixels.

Les lois de l'optique restant immuables, vous comprendrez facilement que la taille et la qualité des lentilles optiques sont primordiales. Mettre un optique cul de bouteille devant la Rolls des capteurs reste un choix marketing mais n’as pas photographiquement de sens !

Esthétiquement dans une photo il vaut mieux avoir une photo nette et des couleurs fidèles qu’un grand nombre de pixels !

L’électronique : C’est là le second point sensible des APN. Il faut être bien naïf pour imaginer qu’une électronique performante et rapide ne se paye pas quelque part d’espèces sonnantes et trébuchantes.

v Vous pouvez apprécier la performance de l’électronique dés la mise en service de l’appareil. Très souvent il s’écoule entre 1 et 4 secondes entre la mise sous tension le passage à l’état opérationnel de votre APN Ce qui fait que si votre appareil n’est pas déjà en service vous ne pourrez en conséquence jamais prendre de photo réflexe !

v Le second point est que quand vous appuyez sur le déclencheur il se passe souvent entre 1 et 2 secondes (le temps de la mise au point) avant que la photo soit effectivement prise. Avec un tel appareil 4 +2 = 6 secondes ...Conséquence vous arriverez toujours après la bataille pour photographier l’action !

v Autre point important, avec une électronique bon marché le processeur d’image prendra son temps pour traiter la photo prise ; vous mettant dans l’incapacité de prendre deux photos à la suite... Pour indication: les appareils haut de gamme prennent jusqu'à 110 clichés d'affilé à raison de 10/12 photos par seconde !.

v Sur un autre appareil, ce processus sera rapide mais c’est l’enregistrement de la photo sur la carte mémoire vous paraitra laborieux

v Le dernier point concerne autant le capteur que l’électronique associée. Les électroniciens le savent depuis longtemps, tout traitement d’un signal électronique génère un bruit de fond qui vient se surajouter à ce signal. L’électronique des APN n’y échappe pas. La conséquence sera ici que la photo sera parasitée et que sa qualité s’en ressentira. Sur les appareils haut de gamme la prise en compte du bruit se fait dés la conception. Sur les appareils bas de gamme elle est ignorée. Dans l’entre deux, on traite la chose avec plus ou moins d’efficacité.

Donc l’électronique fait trop souvent elle aussi parti des parents pauvres de votre appareil photo numérique.

Conclusion :

Avant d’acheter votre prochain appareil photo posez-vous la question de savoir quelles photos vous voulez faire et surtout à quelle destination. Si c’est pour conserver des souvenirs ou si c’est pour en faire des agrandissements…. Parlez en autour de vous, faites une enquête de satisfaction auprès de vos amis, lisez quelques revues spécialisées. Le net regorge de comparatifs plus ou moins pertinents

Par le biais des méandres de l’importation en masse, le dernier appareil présenté par la marque « X » ou « Y » sur les linéaires de l’hexagone n’est pas forcément le meilleur de sa catégorie 

Donc Photos ou Images à vous de choisir !!