Appareil photographique numérique

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Appareil photographique numérique - Wikipédia
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Un appareil photographique numérique (ou APN) est un appareil photographique qui recueille la
lumière sur un capteur photographique électronique, plutôt que sur une pellicule photographique, et
qui convertit l'information reçue par ce support pour la coder numériquement.
Un appareil photo numérique utilise un capteur CCD ou CMOS pour acquérir les images, et les
enregistre habituellement sur des cartes mémoire (CompactFlash, SmartMedia, Memory Stick,
Secure Digital, etc.). Pour prendre et visualiser les clichés, l'appareil est équipé d'un écran à cristaux
liquides ou diode électroluminescente organique.
Sommaire
1 Historique
2 Le marché actuel
3 Utilisation
4 Popularité
5 Types de visée des appareils photographiques
numériques
5.1 Appareils avec écran uniquement
5.2 Appareils avec écran et viseur optique
5.3 Appareils avec écran et viseur électronique
5.4 Appareils reflex
5.5 Appareils reflex avec visée sur écran
6 Taille du capteur et qualité de l'image
7 Inconvénients actuels des appareils numériques
7.1 La mauvaise description des noirs
8 À l'attention des débutants
8.1 Correction d'exposition
8.2 Balance des blancs
9 Annexes
9.1 Articles connexes
9.2 Notes et références
Un petit appareil photo numérique
Historique
Tout remonte à l'invention du capteur CCD en 1969. Dans les années 1970 apparaissent les
1
premières caméras vidéos destinées aux particuliers .
En 1975, Steven Sasson, un ingénieur américain travaillant chez Kodak, met au point le premier
2
appareil photo électronique . Ce prototype pèse 3,6 kg et capte des images de 100 x 100 pixels en
noir et blanc grâce à un nouveau capteur CCD. L'enregistrement de la photo, sur le support d'une
3
banque magnétique sur cassette, prend 23 secondes .
http://fr.wikipedia.org/wiki/Appareil_photographique_num%C3%A9rique
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Le Kodak DCS 100 de 1991.
Le Casio QV10.
Le Nikon D1 de 1999.
Le 25 août 1981,
Sony présente le
prototype Mavica
(« Mavica » pour
« Magnetic Video
Camera »}. Un
disque magnétique
permet le stockage de
cinquante images en
couleurs d'une
définition de
490 × 570 points
(280 000 pixels), au
format NTSC. Un
lecteur approprié
permet d'afficher les
photos sur un
téléviseur. Pour ne
pas être en reste, les
autres constructeurs
adoptent un support
normalisé pour le
stockage magnétique
de photos : la
disquette deux pouces
(les ordinateurs de
marque Amstrad
utilisaient des
disquettes trois
pouces). Cet appareil
était un appareil
électronique
analogique équipé
d'objectifs
interchangeables et
4
d'un viseur reflex .
En 1986, Nikon
dévoile un autre
prototype à la
photokina. La même
année sort le Canon
RC-701, considéré
comme le précurseur
des réflexs
numériques
5
modernes .
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Le Canon RC-701, de 1986.
Le QuickTake 200.
Le Sony Mavica FD7.
Le Sony Ericsson K800i fut l'un des
premiers téléphones portables à être
équipé d'un capteur de 3,2
mégapixels.
En 1989, Canon
propose le Xapshot,
destiné au grand
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Le Panasonic Lumix G1.
4
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public, qui dispose
d'une définition de
786 × 300 points. Il
est suivi de modèles
baptisés « Ion ». Ces
premiers modèles ne
sont pas vraiment
numériques, car
l'image, si elle est
Le Finepix REAL 3D W3.
bien capturée par une
matrice de points, est
4
stockée de façon analogique sur des mémoires magnétiques .
En 1990, Kodak sort plusieurs appareils à usage
professionnel .
En 1991, le département Kodak Digital Science de Kodak sort un dos numérique pour un appareil
photo reflex classique, le Nikon F3. Ce produit est destiné aux professionnels, notamment en raison
4
de son prix prohibitif . Fujifilm et Nikon sortent un peu plus tard les Fujix, avec des caractéristiques
comparables. La même année, en septembre, la NASA a lancé le Nikon F4 NASA à bord de la
navette spatiale Discovery lors de la mission STS-48. L'appareil photo est basée sur un F4 à la norme
monture-F muni d'un capteur CCD monochrome offrant des images de 1024 x 1024 pixels sur une
6
surface de 15 x 15 mm .
En 1992, le fabricant de périphériques informatiques Logitech lance le Fotoman, petit appareil
numérique à connecter sur un micro-ordinateur. L'appareil a une définition de 376 × 284 points, et
stocke 36 photos sur sa mémoire intégrée de 1 Mo. C'est le premier photoscope entièrement
numérique. L'année suivante, Apple propose un appareil similaire, le Quicktake, qui prend des
photos en 640 x 480 ou 320 x 240.
En 1994, apparaît chez Apple le premier appareil photo grand public couleur, le QuickTake 100 de
4
0,3 million de pixels, comme le Fotoman Plus de Logitech sorti peu de temps après .
À partir de 1994-1996 apparaissent des appareils photo numériques tels que nous les connaissons à
l'heure actuelle, équipés d'un écran couleur LCD à l'arrière. Casio présente le premier appareil photo
numérique avec écran à cristaux liquides qui montre l'image en temps réel et sauvegarde le cliché en
4
mémoire le 14 novembre 1994 .
Le premier véritable appareil numérique compact destiné au grand public est le Casio QV10 sorti en
7
1995 . L'explosion du marché se produit vers 1997-1998 avec une rapide multiplication des modèles.
8, 9
En 1997, le Sony Mavica FD7 est le premier APN grand public équipé d'un zoom optique 10x . En
1998, le Sony Mavica FD91 est le premier appareil grand public doté d'un superzoom (14x) et d'un
10
stabilisateur, ce qui fait de lui le premier véritable bridge numérique .
En 1999 sort le Nikon D1, équipé avec le même corps et les mêmes montures Nikkor que le Nikon
35 mm. C'est le premier appareil reflex totalement numérique destiné au marché des
11
professionnels .
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En 2002, Canon lance son premier appareil reflex numérique 35 mm (36 x 24 mm), l'EOS 1Ds. Deux
capteurs APS-C CMOS apposés côte à côte permettent d'obtenir un capteur 36 x 24 mm de
11 mégapixels. Cette même année, il se vend en France deux fois plus d'appareils photo numériques
que l'année précédente. 70 % du chiffre d'affaires des ventes d'appareils photographiques
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proviennent du numérique .
En 2003, le Canon EOS 300D équipé d'un capteur de 6,3 mégapixels est le premier reflex numérique
destiné au grand public. Son succès commercial a encouragé d'autres fabricants à produire des reflex
numériques en réduisant les coûts pour créer des produits d'entrée de gamme et permettre aux
13
photographes amateurs d'acheter un reflex numérique .
En 2004, Konica Minolta a commercialisé le Konica Minolta Maxxum 7D, le premier reflex
14
numérique équipé de la stabilisation d'image , technique qui est ensuite reprise par Pentax, Olympus
et Sony Alpha. Cette même année des capteurs numériques équipent un bon nombre de téléphones
cellulaires, le plus souvent avec une définition de 640 x 480 pixels (0,3 MP VGA), parfois avec un
capteur de 1,3 million de pixels ou plus.
En 2005, Canon sort le premier reflex numérique 24 × 36 à prix « attractif » : le EOS 5D, référence
pour les photo-journalistes jusqu'en 2008, avec l'arrivée des Nikon D300/D700 et du Canon EOS 5D
Mark II.
En 2006, le géant américain Kodak ainsi que l'ensemble de ses concurrents (Fuji, Agfa, Konica
Minolta…) connaissent des baisses de chiffres d'affaires records dues à la non rentabilité des
appareils et accessoires argentiques.
15
En 2007, Kodak crée un nouveau type de capteur qui, au lieu de tester en chaque point la
luminosité de trois couleurs, sépare les informations de luminance et de chrominance, et utilise donc
quatre capteurs. Le bénéfice attendu en est une plus grande stabilité de luminance.
En 2008, certains téléphones cellulaires disposent d'un APN de 8,1 mégapixels, flash au xénon ou à
DEL.
En 2008, Panasonic présente ses G1 et GH1, à objectifs interchangeables et dotés d'un capteur
CMOS au format 4/3 de 12,1 mégapixels. La firme inaugure une nouvelle catégorie d'APN : les
16
hybrides .
En 2009, la diversification des appareils photos numériques se poursuit avec la sortie de l'Olympus
Pen E-P1 à objectifs interchangeables et doté d'un capteur CMOS 17,3 x 13 mm de 12,3 mégapixels.
Leica sort le 9 septembre 2009 le plus petit appareil en équivalent 24 x 36 (plein format) du monde,
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le M9 (appareil télémétrique). Début de 2009 sort aussi le Nikon D90, premier reflex numérique à
fonctionnalité d'enregistrement vidéo. Depuis lors, toutes les grandes marques offrent des appareils
18
avec cette fonctionnalité .
En 2010, Fuji sort le premier appareil photo numérique stéréoscopique à deux objectifs
périscopiques écartés de 77 mm, le Finepix REAL 3D W3, le premier appareil photo numérique 3D
au monde réalisant des vidéos 3D HD avec deux capteurs 10 Mpixels et un écran de contrôle
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autostéréoscopique .
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En 2011, Nikon lance sa gamme hybride One composée du J1 et du V1 .
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En 2012, le Canon EOS-1D C est le premier DSL-R capable de prendre des vidéos au format 4K
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(4 096 x 2 160) , et le Nikon P510 est le premier appareil photographique bridge à atteindre la
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focale de 1 000 mm avec son zoom 42x .
Le marché actuel
Le marché actuel des appareils photos numériques est segmenté en six catégories principales :
◾ L'appareil à visée télémétrique est représenté en 2012 par un seul constructeur, Leica. En 2006 est
sorti le M8, en 2008 la version rénovée du M8, le M8-2, et en 2009 le M9 seul télémétrique
numérique en plein format, 24 x 36.
◾ Le reflex numérique (DSLR pour Digital Single Lens Reflex en anglais ou « reflex numériques
mono objectif » par opposition aux appareils reflex bi-objectifs, de type Rolleiflex), qui comporte à
la fois des appareils professionnels qui sont généralement équipés d'un capteur CMOS de la même
taille qu'un capteur 24 x 36 (full frame en anglais), et des appareils plus « grand public » équipés
de capteur un peu plus petits que le 24 x 36. La réduction de la taille du capteur engendre un
cadrage différent de l'image, analogue au changement d'oculaire d'un télescope. Il en résulte un
coefficient de multiplication (crop factor en anglais) à appliquer sur les focales des objectifs pour
avoir un cadrage équivalent au 24 x 36. Ce facteur est généralement compris entre une fois
(35 mm) et deux fois chez Olympus. Il est de 1,6 fois chez Canon et de 1,5x chez Nikon.
◾ L'hybride, est une catégorie créée en 2008 par Panasonic avec son G1 et Olympus avec le Pen
E-P1. Le marché s'est beaucoup élargi au début des années 2010, notamment avec les NEX de
Sony et l'arrivée d'un constructeur réputé comme Nikon avec sa gamme One. Ces appareils se
rapprochent des reflex par la taille de leur capteur (micro 4/3, APS-C, CX) ainsi que par la
possibilité de changer d'objectif, tout en conservant un boîtier de petite taille.
◾ Le bridge, ainsi nommé parce qu'il fait le « pont », en termes de marketing, entre les compacts et
les reflex, est un appareil dont l'apparence est proche des reflex, mais qui n'a pas d'optique
interchangeable ni de visée reflex par le truchement d'un miroir et d'un prisme. La visée pseudoreflex des bridges est visible dans un viseur électronique à la façon d'une caméra vidéo. Ils
intègrent des capteurs de petite taille au même titre que les appareils compacts.
◾ Le compact, appareil grand public, possédant une bonne qualité d'image facilement accessible
grâce à des modes automatiques performants, simplifiant leur utilisation. Ils se divisent en
plusieurs sous-catégories (ludique, antichoc, gros zoom et expert).
◾ Les appareils photo numériques des téléphones portables ont atteint un niveau très correct sur les
smartphones du début des années 2010, notamment le Samsung Galaxy S III qui est capable de
prendre en rafale, le Nokia PureView 808 équipé d'un capteur de 41 Mpixels ou encore le LG
Optimus 3D capable de prendre des photos et vidéos 3D. Les APN de téléphone restent tout de
même réservés à la photo occasionnelle car ils n'ont pas d'ergonomie adaptée. Leur capteur et leur
optique miniatures restent un point faible récurrent. La pratique de la photographie avec un
smartphone est appelée phonéographie.
◾ Les appareils plénoptiques utilisent une matrice de micro-objectifs qui permettent d'enregistrer les
informations 4D d'un flux lumineux. Ce qui permet en particulier de faire la mise au point par
post-traitement. La société allemande Raytrix a commercialisé deux modèles : le R5 (modèle
d'entrée de gamme de 1 MP) et le R11 (modèle haut de gamme de 3 MP). En 2012, Lytro
commercialise un nouvel appareil plénoptique pour le grand public à 400 $.
La vision directe de l'image à photographier sur un écran arrière permet de s'affranchir du problème
du viseur parallèle. Cette caractéristique commence à figurer dans toutes les gammes de reflex.
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La taille des capteurs de ces appareils numériques n'augmente pas, c'est leur définition en nombres
de pixels, et donc la précision de l'image, qui augmente : un million de pixels en 2000, quatorze
millions en 2008 et dix-huit millions en 2012. Sur le plan marketing, la définition est un argument de
vente très utilisé, à tort, car un nombre trop important de pixels sur un petit capteur n'entraîne pas
une amélioration de la qualité d'image. Au contraire, l'augmentation du nombre de pixels favorise
l'apparition de « bruit numérique », notamment dans les zones sombres, même dans les sensibilités
les plus basses.
Appareil photographique
numérique à visée
télémétrique (Leica M9).
numérique reflex (Nikon
D3200).
bridge (Canon
PowerShot SX40 HS).
Appareil numérique
compact étanche et
résistant au chocs.
Concept développé à
partir de 2009 par
plusieurs marques pour
photographier en tout
temps et tout lieu sans
risque pour l'appareil.
Appareil numérique
hybride. Cette catégorie
créé en 2008 est en
pleine expansion au
début des années 2010.
Lytro, un appareil
photographique
plénoptique.
Utilisation
Il est possible au cours de la même séance de prise de vue, de modifier la totalité des paramètres
d'une image à l'autre : on peut ainsi faire varier la sensibilité, choisir une prise de vue en couleur ou
en noir et blanc (ou sépia, ou autre...), voire enregistrer plusieurs fichiers de la même image pour des
utilisations différentes, ou encore changer de format d'image (panoramique par exemple), toutes
choses totalement impossibles avec le film argentique (avec lequel seuls les appareils type Reflex ou
à télémètre permettaient de choisir seulement l'ouverture du diaphragme et la vitesse). Les images
produites peuvent être visualisées sur l'écran arrière de l'appareil photo et supprimées au besoin ou
exportées vers un ordinateur, retouchées grâce à des logiciels, publiées sur l'Internet, imprimées,
stockées sur disque dur ou cédérom ou DVD… Certaines imprimantes, avec ou sans écran de
contrôle, lisent directement les cartes mémoires et ne nécessitent pas d'ordinateur intermédiaire.
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L'ancienne étape de développement du film est supprimée, ce qui fait gagner du temps et permet
parfois aussi de prendre des photos dont le contenu est très personnel. Mais également, le tirage des
images en couleurs devient à peu près aussi facile que les tirages papier noir et blanc qui pouvaient
se faire avec un labo amateur. Toutefois, les encres et papiers spéciaux sont très onéreux et le tirage
de qualité à domicile n'est pas compétitif avec le tirage professionnel. Grâce à l'Internet, il est très
facile d'envoyer à des laboratoires professionnels les fichiers des images souhaitées, éventuellement
retouchées, recadrées, modifiées avec tel ou tel effet, simplifiant à l'extrême la relation avec le
laboratoire et les conditions d'obtention d'une épreuve photographique.
Les modèles récents d'appareils photo numériques, de type compact, bridge, hybride ou reflex
proposent des définitions suffisantes (généralement de douze à dix-huit millions de pixels) pour tirer
des images, des affiches et des panneaux publicitaires, ce qui a permis aux boîtier numérique de
s'imposer rapidement face aux argentiques pour l'illustration. Les photojournalistes utilisent des
appareils photo numériques pour transmettre électroniquement les photos à leur rédaction depuis le
lieu de prise de vue.
Parallèlement, le marché professionnel a d'abord utilisé des dos numériques sur des moyens formats
argentiques (voir Format de pellicule photographique) avant que les reflex numériques ne s'imposent
définitivement pour la publicité ou la reproduction d'œuvres d'art.
Popularité
Les amateurs aussi accueillent avec enthousiasme les appareils numériques dont le coût a nettement
diminué. Cette démocratisation est passée par un partage plus facile des images et photos via le
courrier électronique, MMS et messageries instantanées, via les sites communautaires, blogs,
réseaux sociaux comme Facebook, Pinterest, Instagram, Tumblr.
La technologie a aussi facilité le partage avec des appareils photos intégrés aux appareils connectés
comme les smartphones ou des appareils photos connectés comme la Galaxy Camera qui
communique directement via Wi-Fi ou 3G et permet notamment d’imprimer chez soi ou chez le
destinataire sur une imprimante connectée les photos que l’on vient juste de prendre. La liberté de
laisser chacun des membres de sa famille gérer à sa guise les photos qu'il désire et le nombre de leurs
tirages a certainement eu son importance. L'usager n'a plus besoin de consommer de pellicules voire
de tirer les documents s'il se contente de l'écran de l'ordinateur : il est totalement autonome.
Le numérique permet en outre de multiplier les essais à moindre coût et la possibilité de prendre des
milliers de photos sans l’encombrement des pellicules et l’attente du développement ni le cout de la
pellicule et de son développement. De plus la plupart des effets effectués sur les appareils photos
argentiques peuvent être recréé sur ordinateur. Des logiciels comme Photoshop on permit aux
utilisateurs d’atteindre la qualité argentique à partir de prises de vue numériques.
Types de visée des appareils photographiques numériques
Il existe actuellement plusieurs types d'appareils photographiques numériques que l'on peut classer
selon le positionnement marketing (appareil photographique compact, bridge, reflex, hybride appelé
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aussi COI : compact à objectif interchangeable ou appareil système ), ou par systèmes de visée et de
capture.
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Appareils avec écran
uniquement
Légende des images ci-dessous
APN
avec
écran
seulement
Ce type de fonctionnement se trouve principalement dans
les appareils photos de type « compact » et « hybrides » ; il
ne possède pas de viseur. L'écran affiche l'image renvoyée
par le capteur après avoir subi le redimensionnement
nécessaire pour être affichée sur l'écran.
Appareils avec écran et viseur optique
APN
avec
écran
et
viseur
optique
Comme pour le fonctionnement précédent, ce système se
trouve principalement sur les appareils de type « compact »
et « hybrides ». Le viseur direct permet lors d'une
luminosité trop importante d'avoir un cadrage correct, ce
qui n'est pas le cas avec les écrans. Le défaut du viseur
direct est qu'il ne retranscrit pas l'image saisie par
l'objectif, il peut donc y avoir un défaut de cadrage.
Appareils avec écran et viseur électronique
APN
avec
écran
et
viseur
électronique
Ce système est principalement utilisé dans les appareils
numériques dits « bridge » et « hybrides ». Quel que soit le
mode de visée utilisé, le cadrage est toujours correct
puisque l'image est prise à partir de l'objectif. Elle est
malgré tout redimensionnée et n'est donc pas aussi
« vraie » que dans un système reflex.
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Appareils reflex
Visée
optique
Prise de
vue
Le reflex affiche dans le viseur l'image exacte (sans
conversion numérique, seulement par système
optique). Cet avantage possède un point faible ;
comme il y a un miroir qui se trouve devant le capteur,
il est impossible, avant la prise de vue, d'avoir une
image sur l'écran.
Appareils reflex avec visée sur écran
Ce système permet, avant et après la
prise de vue, d'utiliser l'écran en lieu et
place du viseur.
Visée par
le viseur
optique
Prise de
vue
Variante
avec miroir
semitransparent
et visé
électronique.
A l'exception de certains modèles Sony, les principaux constructeurs d'appareils reflex comme
Canon et Nikon, utilisent simplement le relevé du miroir. L'image se formant sur le capteur est alors
24
envoyée vers l'écran arrière . Cette configuration est également utilisée pour la prise de vue vidéo.
L'utilisation de la visée sur écran avec un reflex présente des inconvénients spécifiques (en dehors de
ceux communs à toute visée sur écran). En effet, lorsque le miroir est relevé, le système autofocus à
détection de phase n'est plus opérationnel et c'est un système à détection de contraste, beaucoup
25
moins rapide et efficace qui prend le relais . Le reflex perd donc une partie de ses capacités
essentielles. La visée sur écran offre néanmoins un certain intérêt pour photographier dans des
positions ne permettant pas d'utiliser le viseur reflex.
Taille du capteur et qualité de l'image
La taille du capteur d'image varie en fonction des appareils. Les appareils de type compact sont
habituellement équipés d'un capteur de taille assez réduite par rapport à celle d'un film
photographique. Les appareils de type reflex sont équipés d'un capteur de plus grande taille, ce qui
augmente la qualité d'image, en diminuant le bruit numérique et en augmentant la sensibilité ainsi
que la dynamique. Une augmentation de la taille du capteur entraîne aussi une diminution de la
profondeur de champ.
On peut présenter schématiquement la situation comparative des capteurs numériques comme suit :
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Tableau des tailles des différents
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capteurs
Type
Largeur
(mm)
Hauteur
(mm)
Surface
(mm²)
1/3,6"
4,00
3,00
12,0
1/3,2"
4,54
3,42
15,5
1/3"
4,80
3,60
17,3
1/2,7"
5,37
4,04
21,7
1/2,5"
5,76
4,29
24,7
1/2,3"
6,16
4,62
28,5
1/2"
6,40
4,80
30,7
1/1,8"
7,18
5,32
38,2
1/1,7"
7,60
5,70
43,3
2/3"
8,80
6,60
58,1
Nikon
CX
13,2
8,8
116
1"
12,8
9,6
123
Format
4/3
18,0
13,5
243
APS-C
23,6
15,7
370
APS-H
28,7
19,0
548
35 mm
36
24
864
Dos
48
36
1 728
La taille du capteur d'un appareil de type compact est
d'environ 25 mm2. Celle d'un appareil de type reflex peut
aller de 225 mm2 à 864 mm2 et plus.
À nombre de pixels identique, la taille du capteur à une influence directe sur la taille des photosites :
plus le capteur est petit, et plus chaque photosite sera lui-même de petite taille. Or la taille des
photosites influe (au moins) sur deux éléments touchant à la qualité des photographies :
◾ la sensibilité du capteur (de petits photosites recevront moins de photons, et le capteur sera sonc
moins sensible, plus bruité) ;
◾ la diffraction sera d'autant plus marquée que les photosites seront petits. On admet généralement
que cette diffraction devient sensible pour un diaphragme égal à trois fois le côté du photosite
(exprimé en micromètres), soit f/22 (voire f/32) pour un plein format 24x36 de 12 millions de
pixels (MPx), mais f/16 pour un capteur APS-C de 12 MPx également, et f/11 seulement pour un
capteur APS-C de 24 MPx, tel que celui du nouveau Sony A77 (octobre 2011).
Inconvénients actuels des appareils numériques
◾ Les appareils sont parfois encore gourmands en énergie. On peut utiliser des batteries
rechargeables métal-hydrure du commerce, sans effet mémoire donc sans perte de capacité dans le
temps, contrairement aux accumulateurs cadmium-nickel. Au début des années 2010, la plupart
des appareils numériques sont livrés avec des batteries au lithium de capacité nettement supérieure
à celles citées précédemment, sans effet mémoire. Une recharge permet de prendre entre 200 et
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1500 photos suivant la capacité de la pile, l'emploi ou non du flash incorporé, l'affichage
systématique ou non des images sur l'écran et le type d'appareil.
◾ En voyage, il faut pouvoir recharger fréquemment les batteries et prévoir une capacité de stockage
importante pour les images. Ce problème est aujourd'hui beaucoup moins sensible avec la forte
baisse de prix des cartes mémoire. On trouve des appareils de déchargement de fichiers qui
comportent un disque dur de 20 à 750 Go pour les modèles les plus performants, avec ou sans
affichage. Leur intérêt est désormais moindre avec la disponibilité de cartes mémoire de grande
capacité. On peut aussi avoir un ordinateur portable pour le stockage et le tri de ses photos.
◾ Les appareils à objectif interchangeable sont très sensibles au problème de la poussière, d'autant
que l'effet de soufflet produit par la bague de zoom aspire les particules à l'intérieur, qui viennent
alors se déposer sur le capteur. Les solutions ou les approches sont diverses selon les marques :
◾ Pentax place devant le capteur un écran que l'on peut nettoyer. Le problème n'est que repoussé
au moment où une poussière viendra s'intercaler entre l'écran et le capteur.
◾ Nikon et Kodak donnent des indications sur les méthodes de nettoyage du capteur. Le nouveau
D300 dispose d'un système de nettoyage actif et le D3 d'un système passif.
◾ Canon propose dans le menu un nettoyage de capteur qui met celui-ci à nu pour un nettoyage par
air. Certain appareils (comme le EOS 400D, 500D, 5D Mark II, 40D, 50D et EOS 1D Mark III)
offrent un capteur auto-nettoyant.
◾ Olympus intègre à son E1 un vibreur à ultrasons faisant tomber la poussière sur un ruban adhésif.
◾ Presque toutes les marques suggèrent de ranger l'appareil objectif vers le bas (afin de favoriser la
chute des poussières loin du capteur) et de ne changer l'objectif que dans une atmosphère
raisonnablement propre.
◾ La vulnérabilité des capteurs, notamment les CCD, à la poussière est un problème complexe
pour deux raisons principales. La petite taille des pixels favorise leur occultation, cette dernière
est facilement visible sur les photos. La poussière très fine, plus difficile à maîtriser, est aussi la
plus sujette à adhérence par effet de tension de surface.
◾ La plupart des appareils à visée reflex sont équipés d'un capteur dont la taille est inférieure au
traditionnel format 24 × 36 mm des pellicules utilisées en photographie argentique. Par
conséquent, il est nécessaire d'utiliser des objectifs d'une focale inférieure si l'on souhaite obtenir
un cadrage équivalent au 24 × 36. L'« allongement relatif » de la focale est ainsi problématique
lorsque l'on utilise des objectifs grand-angle conçus pour le 24 x 36 : le cadrage obtenu correspond
à celui d'un objectif de focale supérieure en 24 x 36. Ce problème a surtout concerné les débuts de
la photo numérique : depuis longtemps les constructeurs et les fabricants indépendants d'objectifs
proposent des optiques grand angle étudiées pour les diverses tailles de capteur. Cet
« inconvénient », résolu avec les capteurs « 35 mm » 24 x 36 tels le format Nikon FX, peut être un
avantage lors de l'utilisation d'un téléobjectif : le cadrage obtenu sera en effet équivalent à celui
d'un objectif d'une focale supérieure en 24 x 36. Inversement, les objectifs conçus pour des
capteurs de taille inférieure au 24 x 36 auront un champ image insuffisant pour un capteur 24 x 36,
créant un vignettage des bords et angles ;
◾ L'immatérialité des images numériques pose le problème de leur pérennité : les photos numériques
se conservent sur supports numériques, reconnus comme peu fiables sur le long terme. Toutefois,
cette limitation est contrebalancée par la facilité à dupliquer les images sur différents supports de
stockage.
◾ La faible dynamique des capteurs qui impose une exposition très précise : ce défaut rend difficile
la réalisation de photographies présentant de violents contrastes. Ce problème concerne toutefois
principalement les appareils à petit capteur (compacts et bridges), la dynamique des grands
capteurs (typiquement ceux des reflex) étant beaucoup plus élevée et leurs systèmes de calcul
d'exposition très élaborés.
◾ La conception particulière des émulsions argentiques disposées sur l'épaisseur du film permettait
d'exploiter une certaine tolérance sur mise au point. Sur les systèmes numériques la mise au point
doit être faite de manière ultra-précise sur la surface du capteur, toute tolérance devenant interdite.
[réf. nécessaire]
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La mauvaise description des noirs
Dans une photographie numérique, la description des valeurs foncées peut être très pauvre. Une
photographie numérique restitue un spectre lumineux correspondant à environ cinq diaphragmes.
Par exemple, une image codée sur 8 bits (c'est le cas d'une image compressée en JPEG) produit 256
niveaux de gris (28). Fermer l'objectif de la valeur d'un diaphragme revient à diviser la quantité de
lumière par deux, par conséquent, dans l'intervalle entre les deux diaphragmes les plus ouverts, on
obtient 256 / 2 = 128 niveaux de gris. Dans l'intervalle suivant il ne restera plus que le quart (la
moitié de la moitié) de quantité de lumière décrite par 128 / 2 = 64 niveaux de gris, et ainsi de suite
jusqu'au quatrième et dernier intervalle qui lui ne sera plus décrit que par 16 niveaux de gris. Donc,
dans l'intervalle le plus sombre, l'information est dégradée dans un ratio de un à huit par rapport à
l'intervalle le plus clair. Les valeurs sombres manquent terriblement de définition et elles sont
quasiment impossible à « éclaircir » dans le cadre d'un étalonnage.
Il faut donc éviter absolument de sous-exposer ses prises de vue numériques. Si l'appareil le permet,
utiliser un mode qui permette d'avoir une profondeur d'information supérieure à huit bits (16 bits par
exemple). Le format RAW, en plus d'offrir des possibilités d'étalonnage très sophistiquées, permet de
conserver la résolution du capteur. Cette résolution est couramment de 12 ou 14 bits par composante
pour les reflex actuels (14 bits pour un Canon EOS 40D et 50D). En 14 bits, la situation est déjà
toute différente puisque l'intervalle entre les deux diaphragmes les plus foncés est décrit par 1 024
niveaux de gris.
À l'attention des débutants
Aujourd'hui, de nombreuses personnes ayant peu d'expérience en photographie se retrouvent en
possession d'un compact numérique et peuvent être impressionnées par les expressions un peu
mystérieuses qu'elles découvrent alors. Les explications qui suivent tentent de lever le voile de ces
mystères :
Correction d'exposition
Cette expression est parfois remplacée par compensation d'exposition ou par compensation EV.
L'exposition du capteur numérique (ou du film sur un appareil classique) est la quantité de lumière
qu'il reçoit. Celle-ci croît avec le temps de pose et l'ouverture du diaphragme. Sur un appareil évolué,
le photographe choisit ces deux paramètres tandis qu'un appareil automatique les choisit sans
intervention de l'opérateur.
Un automatique classique muni d'un film classique donne des résultats acceptables dans bon nombre
de circonstances. En numérique (comme sur les diapositives), la gamme des expositions qui font
passer le capteur du noir au blanc est plus faible. Dans ces conditions, on obtient plus fréquemment
des zones sous- et/ou surexposées et l'appareil choisit une position moyenne sans savoir si elle
satisfera le photographe.
Ainsi, le débutant peut photographier des fleurs dont les corolles, qui présentent de jolies nuances
dans la nature, deviendront uniformément blanches sur la photo. L'explication réside dans le fait que
l'exposition était commandée par le fond sombre majoritaire sur lequel se détachaient les fleurs
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claires : le fond a été raisonnablement éclairci au détriment du sujet et, pour obtenir une photo plus
satisfaisante, il aurait fallu ordonner à l'appareil de réduire l'exposition. Le cas inverse se présente
lorsqu'on photographie sur la neige un sujet qui devient excessivement foncé.
C'est le rôle de la correction qui existe sur un compact numérique mais pas sur un compact classique.
Pratiquement, elle est en général définie par des nombres variant par tiers entre -2 (sous-exposer) et
+2 (sur-exposer). Ces nombres s'interprètent en termes d'ouvertures du diaphragme mais il se trouve
que, sur un compact numérique, la très faible focale interdit les ouvertures aussi petites que sur un
24 × 36, sous peine d'aberrations. Le réglage de l'exposition se fait donc par le temps de pose : -1
correspond à une division par 2 de celui-ci, +2 à une multiplication par 4.
Balance des blancs
Article détaillé : Balance des blancs.
Un corps blanc est un corps qui réfléchit toutes les lumières, toutes les couleurs. Il paraît donc blanc
en lumière blanche et rouge en lumière rouge.
Le problème se complique lorsqu'on constate qu'un corps blanc peut paraître blanc aussi bien sous un
éclairage incandescent que sous un ciel gris. En effet, les physiciens assurent que le premier
éclairage produit une lumière rougeâtre tandis que le second produit une lumière bleuâtre. C'est le
cerveau qui interprète, jusqu'à un certain point, les couleurs vues par les yeux.
Il se complique encore plus lorsque cette interprétation ne fonctionne plus en face d'une photo de la
scène considérée. Ainsi, on peut être plus ou moins choqué par une photo d'intérieur avec une
dominante rouge ou une photo d'extérieur avec une dominante bleue.
En photographie argentique, ce problème se résout en utilisant des films et des filtres adaptés à tel ou
tel type d'éclairage. En numérique, le calculateur se contente de modifier quelques valeurs, ce qui est
une méthode beaucoup plus souple. Ainsi, le photographe a généralement accès aux réglages
Incandescent, Luminescent, Flash, Soleil, Ombre, Nuages,…
Deux autres positions sont disponibles. La position Auto tente d'imiter l'ajustement effectué par le
cerveau, semble-t-il avec succès dans de nombreux cas. À l'opposé, la position Blanc mesuré est
commode pour des éclairages hors du commun (on cite souvent le cas d'une pièce éclairée à la fois
par des ampoules et des tubes). Dans ce cas, il suffit de viser un papier blanc situé sous l'éclairage et
de déclencher pour obtenir le bon réglage.
Annexes
Articles connexes
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DPOF
Partage de photographies
Photographie numérique
reflex numérique
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Notes et références
1. (en) : histoire du CCD (http://inventors.about.com/od/cstartinventions/a/CCD.htm)
2. Le premier appareil photo numérique (http://www.laboiteverte.fr/le-premier-appareil-photo-numerique/) - La
boite verte, 2 août 2010
3. Le premier appareil photo numérique inventé par Kodak (http://tendancebleue.com/photographie/le-premierappareil-photo-numerique.html) , sur le site tendancebleue.com
4. Histoire de la photo numérique (http://www./HistoireDeLaPhotographieNumerique/) sur christian-roux.ch
5. Le Canon RC-701 (http://argus-photo.fr/photo-numerique/157/canon-rc-701-reflex.html)
6. Le Nikon F4 de la NASA (http://www.nikonweb.com/nasaf4/) sur nikonweb.com
7. (en) : présentation du Casio QV10 (page internet d'époque)
(http://inventors.about.com/od/cstartinventions/a/CCD.htm) , sur le site inventors.about.com
8. Histoire de la photographie numérique : 1997-Mavica FD7 (http://www.christianroux.ch/HistoireDeLaPhotographieNumerique/) , sur le site christian-roux.ch.
9. (en) Sony Mavica FD7 : zoom 10x (http://www.interment.net/column/review/mavica/index.htm) , sur le site
interment.net.
10. Histoire de la photographie numérique (http://www.christian-roux.ch/HistoireDeLaPhotographieNumerique/) ,
sur le site christian-roux.ch.
11. Présentation du D1 (http://apphotnum.free.fr/N2B9.html) , sur le site apphotnum.free.fr.
12. [PDF] Bilan et Analyses de l’année 2002
(http://www.sipec.org/pdf/Resultats_materiel_PHOTO_annee_2002_SIPEC.pdf) SIPEC (syndicat des
entreprises de commerce international de matériels photo et cinéma-vidéo), avril 2003
13. Histoire des APN (http://www.christian-roux.ch/HistoireDeLaPhotographieNumerique/) sur christian-roux.ch
14. Le Konica Minolta Maxxum 7D (http://www.dpreview.com/news/2004/9/15/km7d)
15. (en) Kodak lets light shine in with fourth-pixel advance
(http://www.eetimes.com/news/semi/showArticle.jhtml?articleID=199904259) - EE Times, 14 juin 2007
16. Présentation du G1, premier PAN hybride (http://www.lesnumeriques.com/maj-panasonic-lumix-dmc-g1reflex-mais-n5938.html) , sur le site lesnumeriques.com.
17. M9 (http://fr.leica-camera.com/photography/m_system/m9/) , sur le site leica-camera.com
18. Nikon D90 (http://www.lesnumeriques.com/appareil-photo-numerique/nikon-d90-p3832/test.html) , sur le site
lesnumeriques.com
19. Le Finepix REAL 3D W3 (http://www.lesnumeriques.com/appareil-photo-numerique/fujifilm-finepix-w3p9260/test.html) , sur le site lesnumeriques.com
20. Nikon dévoile sa gamme one (http://www.pampuri.net/2011/09/22/nikon-lance-son-hybride/) , sur le site
pampuri.net
21. Histoire de la photographie numérique : 2012-Canon EOS 1D-C (http://www.christianroux.ch/HistoireDeLaPhotographieNumerique/) , sur le site christian-roux.ch
22. Nikon P510 avec zoom 42x (http://www.lemondedelaphoto.com/Bridge-Nikon-Coolpix-P510-unzoom,6508.html) sur lemondedelaphoto.com
23. En Belgique francophone, on utilise cette appellation pour les appareils non reflex mais à objectifs
interchangeables. Voir par exemple le premier modèle du genre : Panasonic Lumix DMC-G1 (en) et la page
Mirrorless interchangeable lens camera (en)
24. John Hedgecoe, Le nouveau manuel de la photographie, Pearson, 2009 (ISBN 978-2-7440-9247-3), p. 29
25. Tom Ang, Toute la photo, Dunod, 2012 (ISBN 2-7429-2106-0), p. 76
26. (en) Sensor sizes (http://www.dpreview.com/learn/?/Glossary/Camera_System/sensor_sizes_01.htm) , Digital
Photography Review
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