Le capteur d’image

Le capteur d’image est le composant électronique central des appareils photos numériques et des caméscopes. Associé à l’objectif et au processeur d’image, il est essentiel pour la qualité photographique d’un appareil numérique.
Le capteur d’image se substitue au film négatif des appareils argentiques et se compose de plusieurs millions de photodiodes sensibles à la lumière, lesquelles convertissent les photons lumineux en signaux électriques.
Ces cellules photoélectriques sont disposées, à la manière d’une matrice, en colonnes et rangées sur le capteur photographique. Ce dernier enregistre, durant la prise de vue, des points isolés communément appelés pixels. Le nombre de pixels qu’un capteur peut enregistrer détermine la résolution de l’image.

La taille du capteur que l’on choisit dépend avant tout du budget dont on dispose et des exigences personnelles concernant la qualité de l’image et celle des sujets que l’on souhaite photographier.
L’intensité lumineuse et la quantité d’informations absorbées augmentent avec la taille du capteur. Les capteurs de grande taille peuvent ainsi prétendre à une haute qualité d’image. Ils sont néanmoins plus coûteux et nécessitent des objectifs adaptés tout aussi coûteux. Ils influent en outre de manière considérable sur le poids de l’appareil, ce dont il faut tenir compte, notamment lorsqu’on voyage.

Les appareils photos compacts requièrent la plupart du temps de très petits capteurs, allant de 4,5 x 3,5 à 5,4 x 4 mm. Aujourd’hui, les fabricants de ces appareils utilisent essentiellement des technologies CMOS.
Les appareils à objectifs interchangeables sont en général pourvus d’un capteur d’image nettement plus grand, c’est le cas des Olympus et Panasonic, qui possèdent les capteurs les plus utilisés, les « Four-Thirds » de 17,3 x 13mm.
Canon, Samsung et Sony utilisent quant à eux le capteur APS-C qui, mesurant 22,2 x 14,8 mm, est légèrement plus grand.
Avec ses deux formats divergents, Nikon constitue ici l’exception : le fabricant utilise le capteur CX mesurant 13,2 x 8,8 mm ou encore le format DX, qui mesure 24 x 16 mm. Le plus grand capteur est le format moyen mesurant 48 x 36 mm. Les capteurs à plein format sont, avec leurs 36 x 24mm, plus petits. Nikon appelle également ce format « FX ».

La taille et la quantité des cellules photoélectriques sont elles aussi liées à la taille du capteur. Ces trois paramètres déterminent, aux côtés du bruit d’image et de la photosensibilité, la résolution photographique et sont donc décisifs pour la qualité d’une photo.

Le nombre de pixels indiqué en mégapixels (MP) permet de mesurer la résolution de l’image et dépend de la taille du capteur et de celle des pixels. Le nombre de pixels qu’un appareil peut représenter ne pas être confondu avec celui des cellules photoélectriques.
La taille des pixels représentés est inversement proportionnelle à la résolution de l’image. Le nombre de pixels des capteurs d’image est compris entre 0,3 et 10 MP, alors qu’un appareil numérique professionnel en comporte plusieurs dizaines.

La sensibilité d’un capteur est un autre paramètre important des capteurs. Elle est indiquée en valeurs ISO. La photosensibilité augmente avec la taille du capteur, sachant qu’elle diminue si le nombre des pixels augmente.
La sensibilité de base des capteurs d’image se situe entre 50 et 200 ISO. On peut augmenter ces valeurs si nécessaire afin de modifier l’exposition des cellules photoélectriques.

Netteté de l’image

En photographie, la netteté désigne la complexité des détails de l’image. C’est d’ailleurs souvent la netteté qui détermine la qualité d’une photo et constitue l’un des principaux objectifs technique à atteindre par les photographes de tout horizon.

On distingue la mise au point technique de l’image et la perception subjective que le spectateur a de sa netteté. On attache à cette impression de netteté d’autant plus d’importance que c’est elle qui véhicule le message artistique de l’image. Les conditions de la prise de vue, sa mise en œuvre technique et le choix du sujet sont autant de facteurs influant de manière décisive sur la netteté de la photo, même si celle-ci peut être, si l’on applique les mesures d’optimisation de l’image, améliorée a posteriori.
La netteté obtenue par la technique photographique est toutefois toujours supérieure à celle résultant d’une intervention numérique ultérieure.

La netteté des bords est essentielle quand on souhaite donner le sentiment d’avoir une image bien nette. Lorsqu’ils présentent une différence marquée de luminosité ou de couleur, les bords d’une photo paraissent particulièrement nets. Qui contemple une image dépourvue de structure ou de bords nets, la perçoit floue.

Outre la luminosité d’une image, la température des couleurs ou encore la balance des blancs joue un rôle essentiel. La température des couleurs se compose des différentes longueurs d’onde de la lumière et se voit ainsi influencée par la source lumineuse et les couleurs de toutes les surfaces environnantes.
Ainsi, un portrait exécuté devant un mur rouge se dotera d’une tonalité rouge. Les surfaces qui entourent l’objet, lesquelles absorbent et reflètent différemment la lumière, conditionnent l’intensité de la température ainsi que le contraste présent sur l’image. L’optimisation de l’image permet, ici aussi, des ajustements ultérieurs.

La résolution de l’image contribue elle aussi à la netteté et dépend fortement des possibilités techniques de la prise de vue ainsi que de la qualité de l’objectif.

Le capteur ne peut restituer les informations en détails que s’il les reçoit correctement de l’objectif. En cas contraire, on obtient une image de bonne résolution mais pauvre en détails et, par conséquent, une faible impression de netteté.
Associés à des appareils haut de gamme, les objectifs haut de gamme peuvent prétendre à une très bonne performance optique. Le nombre de lignes qu’un objectif est en mesure de représenter permet en général de vérifier ceci.

Le réglage de l’ISO relatif au temps de pose influe également sur la résolution et, par conséquent, sur la netteté perçue. Des valeurs ISO élevées engendrent une interférence des détails de la photo par le bruit d’image et réduisent ainsi la résolution.

La profondeur de champ, c’est ce qui donne au sujet une dimension spatiale perceptible par le spectateur.
La distance focale et l’éloignement sont ici, par exemple, des facteurs déterminants. Une distance focale accrue et un éloignement réduit de l’objet à photographier diminuent la profondeur de champ.

Le mouvement de l’objet à photographier donne un aspect flou à l’image. Lorsque celui-ci ne résulte pas d’une erreur de focalisation, de réglage ou de toute autre mauvaise manipulation de l’appareil, on le qualifie de flou cinétique. Il résulte d’un mouvement perceptible du sujet pendant le temps de pose.
Il est souvent indésirable puisqu’il provient la plupart du temps d’un tremblement non voulu floutant la photo tout entière. Cependant, afin de dynamiser l’image ou de créer un effet particulier, le flou cinétique est parfois sciemment utilisé, dans la photographie sportive, par exemple.

Les formats photos

Les formats de fichiers définissent la structure interne de données de vos photos. En fonction de ce que vous souhaitez faire, différents formats de stockage pour images peuvent être utilisés. Alors que certains formats sont principalement utilisés pour l’échange d’images, d’autres sont optimisés pour le traitement ultérieur des photos. Grace aux informations supplémentaires disponibles sous la forme de données EXIF, il est possible d’en savoir encore plus sur les données de ses photos.

JPEG

JPEG est un acronyme signifiant « Joint Photographic Experts Group » et se réfère au format de stockage le plus couramment utilisé pour les images. Grace à sa méthode de compression et d’encodage, les fichiers JPEG peuvent offrir des images de hautes qualités tout en réduisant le poids des données. Le JPEG couvre une plage de 16,7 millions de couleurs et est disponible sur la quasi-totalité des appareils photos modernes. Les images avec des transitions harmonieuses et fluides seront parfaitement adaptées au format JPEG.

TIFF

Le « Tagged Image File Format » (TIFF), a été initialement développé pour le stockage des images vectorielles numérisées. En plus du format PDF et EPS, c’est un des formats de fichier commun pour l’échange de données en prépresse. Contrairement au JPEG, il supporte le format « Quadrichromie » qui est utilisé dans le monde de l’impression. Grace à la grande profondeur des couleurs, les fichiers TIFF sont souvent utilisés pour le partage d’images sans perte. En raison de la très haute qualité de ce type de fichier, les images qui sont stockées au format TIFF ont un poids considérable.

RAW

Les données bruts de l’appareil photo sont appelées données RAW. Selon le fabricant, différentes extensions de fichiers peuvent être utilisées, mais le principe reste le même. Bien que presque tous les appareils puissent fournir des données brutes, une norme uniforme n’a pas encore été établie. L’avantage de stocker des images sous un fichier RAW réside dans la conservation de la qualité et des couleurs. Un logiciel spécial permet, par la suite, le traitement ultérieur des images. Les couleurs, les teintes, la saturation et la balance des blancs peuvent être modifiés et ajustés afin de corriger les détails de la photo en fonction des désirs du photographe. Puisque aucune compression préalable du fichier n’a lieu, les fichiers RAW ont une taille considérable.

Données EXIF

L’ « Exchangeable Image File Format » (Exif) est un format standard pour le stockage des métadonnées des photos numériques. Ces données sont stockées directement dans l’en-tête des fichiers d’image et permettent d’afficher des informations sur la photo et le matériel utilisé. Les données Exif typiques comprennent la date et l’heure de la prise de vue, l’orientation, la longueur focale, la vitesse d’obturation et la sensibilité ISO. Dans le domaine professionnel il est courant que des données sur l’auteur soient stockés. Les fichiers compressés JPEG ainsi que les TIFF et RAW contiennent des informations Exif.