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  • La photographie numérique (II)
    le pitch l écart de centre à centre au lieu d être de 2 9 microns et de 2 05 microns Le gain est appréciable car les résolutions horizontale et verticale ont ainsi augmenté de 40 et par conséquent la sensibilité par pixel est également plus élevée que sur les chips classiques Notons car on l apprend souvent à ses dépens et après avoir réalisé des tirages par exemple que si vos tirages vous reviennent tronqués c est parce que le capteur de votre APN ne respecte pas le rapport 3 2 du format 24 x 36 Il est sans doute plus étroit de 14 Vous possédez vraisemblablement un compact ou l un des derniers APN réflex respectant le rapport 4 3 Par ailleurs les optiques classiques couvrant un champ plus étendu que celui calculé pour un capteur numérique les images auront l impression d être agrandies de 30 à 65 voire 200 selon les capteurs On reviendra sur ces dimensions et leurs conséquences sur les images lorsque nous discuterons des objectifs Pixels et résolution du capteur Ainsi que nous venons de l expliquer le chip d un APN mais également d une caméra vidéo numérique est constitué d une matrice de lignes et de colonnes de photodiodes ou pixels Un amateur qui souhaite agrandir ses photographies est vite confronté au problème de la pixelisation des images et de la perte de résolution dans les détails C est ici qu on prend conscience de l intérêt d utiliser un APN offrant une grande résolution en nombre de pixels et de réaliser des impressions en haute définition 200 300 dpi Ainsi que nous le verrons page suivante à propos de la résolution des images pour un tirage amateur ni pour des expositions ni pour des publications un APN de 3 Mpixels permet déjà de réaliser des agrandissements A4 20x30 cm et même jusque A1 50x70 cm après traitement d image Mais si vous envisagez une publication A4 à 300 dpi dans un magazine photo il est vivement conseillé de travailler avec une résolution d au moins 8 Mpixels On y reviendra L écran TFT du Sony Alpha DSLR A100 et les boutons et autre sélecteur permettant d accéder au menu et aux fonctions Comparé à ses concurrents ce design est très épuré Mais l essentiel est qu il soit pratique La haute résolution est également nécessaire pour les portraits où la qualité d une image ne dépend pas seulement de la mise en scène des lumières ou de l optique mais également de la netteté des détails de la peau Pour les distinguer sur des agrandissements il faut augmenter la résolution jusqu à 10 Mpixels minimum C est ici ainsi que pour la création de posters et autre wallpapers qu on apprécie l avantage de disposer d un APN offrant une très haute résolution et des photodiodes relativement petites Ceci dit la photographique numérique reste en retard sur la qualité des images argentiques En théorie si on veut obtenir avec un APN le même piqué d image qu en photographie argentique compte tenu de la taille actuelle des photodiodes il faudrait utiliser un APN offrant une résolution d au moins 150 Mpixels On en reparlera dans une génération Heureusement en attendant de résorber ce retard le traitement d image permet de pallier à cet inconvénient ainsi que les techniques d impression offset lorsqu on envisage des impressions grand format On y reviendra Le bruit électronique Les capteurs photosensibles émettent un bruit thermique lié à la température des composants et un courant d obscurité provoqué par le déplacement aléatoire des électrons même en l absence totale de photon Le niveau de bruit augmente avec la sensibilité ISO et la température du capteur ou de la température ambiante il double tous les 5 Bruit électronique du Canon EOS 20D à 1600 ISO équipé d un objectif zoom de 10 22 mm à f 4 5 Document Imatest Ce bruit devient apparent à partir d environ 1600 ISO au point de détruire les plus fins détails de l image Ce problème a été accentué avec la technologie CMOS Il est plus apparent chez certaines marques Canon bien qu à faible sensibilité inférieure ou égale à 400 ISO Nikon comme Canon présente un niveau de bruit équivalent Ce bruit qui parasite les images prend soit la forme de pixels brillants dispersés aléatoirement dans l image soit d un motif constitué de bandes parallèles parfois colorées qui apparaissent lors des poses nocturnes prolongées Il peut être réduit sur certains APN grâce à une fonction de réduction de bruit NR ou l enregistrement d une image noire dark frame qui sera soustraite des images On y reviendra dans d autres articles consacrés aux caméras CCD et aux appareils photos numériques en astrophotographie Notons qu à ce bruit électronique peut s ajouter les poussières présentent sur le filtre anti aliasing qui protège le capteur photosensible Elles apparaissent surtout lorsque l APN est fortement diaphragmé f 8 et supérieur sous forme d anneaux concentriques comme on le voit sur ces images réalisées avec un Canon EOS 20D et analysées grâce au logiciel Imatest Light Falloff Des problèmes optiques comme le vignetage peuvent accenter les défauts de l image Protection du capteur Malgré la présence de l obturateur mécanique sur la plupart des APN réflex les fabricants ont dû inventer de nouvelles techniques pour prévenir le dépôt de poussières sur le capteur photosensible ou l effet indésirable des rayonnements Plusieurs solutions ont été proposées car ce problème affecte le capteur à différents degrés Le système anti poussières ICS imaginé par Canon pour le système EOS 400D Olympus par exemple utilise un filtre SSWF sur lequel Sony semble également avoir capitalisé Un revêtement anti statique constitué d une couche mince d oxyde d indium est appliqué sur un filtre passe bas placé juste devant le CCD pour s assurer qu aucune poussière ne vienne s accumuler sur le capteur par électricité statique Un vibreur anti poussière supersonique en fait ultrasonique à 35 kHz se déclenche ensuite lorsque l appareil est mis sous tension D autres modèles utilisent une bande adhésive pour capturer les poussières Si cela ne suffit pas ainsi que le montre cette vidéo le Canon EOS 400D Digital Rebel XTi vous propose un système dénommé Integrated Cleaning System comprenant notamment un filtre passe bas IR bloquant sur lequel est fixé un piézo élément qui le fait vibrer pour faire chuter les poussières Mais comme visiblement cela ne suffit pas le constructeur a prévu de réaliser une white frame vous photographiez une surface blanche dont se servira le processeur d image pour supprimer les traces de poussières qui s obstineraient à rester sur les images Cette méthode semble plus efficace que les fonctions équivalentes existant dans les logiciels de traitement d image Nettoyage du capteur Comment voit on que le capteur contient des poussières Généralement vous remarquez qu il y a de petites taches sombres plus ou moins floues sur vos images Vous pouvez également photographier une surface blanche en fermant le diaphragme au maximum afin d avoir une grande profondeur de champ Tous les points sombres sont en principe les traces laissées par des poussières collées sur le filtre protégeant le capteur Comment nettoyer le capteur En fait on nettoie le filtre qui le recouvre et jamais le capteur sauf en laboratoire En effet vous pouvez également nettoyer le capteur mais vous allez devoir ouvrir l appareil ce qui signifie perdre la garantie dévisser des modules soulever des circuits imprimer retirer le filtre avec plus ou moins de difficulté et seulement ensuite accéder physiquement au capteur A réserver aux professionnels Pour nettoyer ce filtre et par la même occasion votre objectif travaillez sous une lumière forte et dans un endroit à l abri des courants d air et des poussières Retirez l objectif et nettoyez le séparément avec un produit d entretien pour optique Hama par exemple ou tout autre produit à base d alcool isopropylique L usage des poires à air est déconseillé au mieux en aspiration car un jet d air trop puissant peut déplacer des grains de poussières et rayer les surfaces Pour le capteur si le système est doté d un obturateur mécanique via le menu verrouillez le miroir réflex en position haute puis enfoncez le déclencheur à fond qui va procéder à l ouverture de l obturateur Généralement cette ouverture couplée au verrouillage du miroir ne fonctionne que si la batterie est chargée à plus de 50 Cette mesure de sécurité évite la fermeture du dispositif et de coincer éventuellement vos doigts ou le pinceau dans la chambre noire si la batterie était presque vide A défaut de cette sécurité ne procédez au nettoyage qu avec une batterie totalement chargée dans l appareil Un accident signifierait pour votre APN un retour garanti au service technique Bien que cela puisse fonctionner ici aussi évitez d utiliser une poire ou même un mini aspirateur Utilisez plutôt une petite brosse anti poussière électrostatique Visible Dust par exemple vend un pinceau électrique Arctic Butterfly 80 plus 2 piles AA conçu à cet usage Allumez le et le pinceau va se charger d électricité statique en quelques rotations Ne faites jamais tourner le pinceau près du capteur Il suffit ensuite de l appliquer sur le filtre recouvrant le capteur pour extraire en douceur les petites poussières du moins celles qui n adhèrent pas au support Pour les rares éléments résistants l idéal serait d utiliser du coton chirurgical et de l alcool isopropylique à 99 comme on le fait pour nettoyer un miroir ou une lame de fermeture mais notre capteur est vraiment trop petit pour utiliser ce matériel Vous pouvez remplacer cette solution par un coton tige imbibé de produit d entretien pour optique mais offrez le moins de pression possible sur la surface pour ne pas endommager le système Une fois le nettoyage terminé refermez l obturateur mécanique et déverrouiller le miroir réflex Cette méthode est couramment utilisée et ne pose aucun problème et vous pouvez même répéter l opération plusieurs fois si des poussières subsistent Nikon va même jusqu à conseiller de nettoyer le filtre avec une souflette et une peau de chamois Ceci dit si vous n êtes pas sûr de vous il vaut parfois mieux laisser une poussière récalcitrante en place que de vouloir à tout prix l enlever et risquer d endommager le système La prudence est reine des vertus En cas d hésitation bien compréhensible la première fois consultez votre photographe qui n hésitera pas à vous faire une démonstration Les formats d images Le moniteur LCD du Nikon D80 L image enregistrée par le capteur peut être sauvegardée selon trois critères le format la résolution et la qualité d image on ne parle pas de définition mais de niveau de compression Les formats standards d images sont le RAW le JPEG et le TIFF Il existe quelques variantes supplémentaires sur les APN haut de gamme Certains formats sont associés à un facteur de compression variable TIFF JPEG qui permet de gagner de la place sur la carte mémoire si la qualité du document n est pas primordiale Dans tous les cas la définition est de 300 dpi L image se caractérise également par sa résolution le nombre de pixels effectifs qu elle contient Ici il y a deux notions Si les revues de produits ne le font pas toujours il faut toutefois faire la distinction entre le nombre de pixels contenu dans une image valeur effective et le nombre de photodiodes dont est constitué le capteur Le Fujifilm FinePix S5 Pro par exemple dispose d un capteur de 12 3 Mpixels ou photodiodes mais ne tire des images qu en 6 Mpixels effectif car il travaille par interpolation A titre d information sur un APN de 10 1 Mpixels comme le Canon EOS 400D la résolution maximale est de 3880 x 2592 pixels mais on peut la dépasser de 50 si le capteur travaille par interpolation par ex sur les Fujifilm Pro La résolution la plus basse dépend du capteur et pour un format APS C de 10 Mpixels cela correspond généralement à une résolution proche de 1936 x 1288 pixels ou même 1125 x 750 pixels jamais inférieure comparée au 640 x 480 pixels des petits compacts Enfin il y a la qualité de l image Excellente sans compression généralement associée à la résolution maximale de votre APN Haute Moyenne et Basse cette dernière étant généralement très compressée et juste bonne pour des tirages amateurs ou une publication sur Internet On y reviendra Le format RAW RAW signifie brut c est à dire que l image n a subit aucune altération et en particulier aucune compression destructive lors de son enregistrement Ce format peut donc subir une compression malgré ce qu on pense généralement Ainsi si le Nikon D50 sauve ses images en format RAW non compressé le D70 sorti en même temps et qui offre pratiquement la même résolution 6 Mpixels assure une compression automatique RAW est un format propriétaire particulier à chaque constructeur et dont le protocole n est pas documenté public Les images sauvées dans ce format prennent l extension CRW ou CR2 chez Canon ORF chez Olympus ou encore NEF chez Nikon Sélection du format des images sur le Canon EOS 20D Selon les modèles les menus seront plus ou moins éclatés et colorés Cela participe également aux qualités ergonomiques d un APN Le format RAW n est pas un standard mais un format d échange commun à différents appareils numériques APN scanner etc C est un format d image de 8 à 16 bits couleur 24 à 48 bits pixel selon les modèles et donc très gourmant en ressources Pour les APN codant l image sur 12 bits couleur c est par logiciel qu ils convertissent l information par échantillonnage vers le format 16 bits couleur A titre d information une image RAW occupe deux à trois plus d espace sur disque qu une image JPEG Quant au format HDR il génère des fichiers 3 fois plus volumineux encore que le format RAW On y reviendra L image RAW est associée à ce qu on appelle un metadata EXIF voir plus bas un fichier d échange de données contenant toutes les informations sur la prise de vue Ces données sont également contenues dans le format JPEG mais le format RAW a l avantage d inclure également des données pour la conversion RGB qui permet de restituer l image couleur il convertit les gris en image couleur en interpolant les valeurs chromatiques des pixels manquants dans chaque canal RGB On y reviendra En effet outre sa plus grande dynamique comparée au JPEG le format RAW fournit une pseudo image qui n est pas encore convertie en valeurs de couleurs Autrement dit par traitement d image il permet de corriger plusieurs paramètres d exposition après la prise de vue L exposition entre 2 et 2 EV ou IL La balance des blancs La netteté le contraste et la saturation des couleurs Avec une telle latitude de travail la prise de vue peut pratiquement être recommencée sur ordinateur L image peut ensuite être sauvegardée au format JPEG ou TIFF sans altérer l original Seule contrainte pour les utilisateurs l exploitation du format RAW exige en général de recourir au programme livré avec l APN ou des logiciels de traitement d image très récents et assez gourmands en ressource mémoire voir plus bas Le format RAW est notamment utilisé pour préserver l information contenue dans une image sur ou sous exposée bien qu ici aussi à l impossible nul n est tenu le format RAW n est pas du HDR voir plus bas et si les pixels sont saturées ou n ont pas été chargées aucun logiciel ne pourra y remédier Du fait que le format RAW préserve toute l information des pixels il est également utilisé pour effectuer la calibration d un APN qui permet de créer son profil ICC Notons enfin que certains APN performants proposent en plus des formats RAW et JPEG le format RAW JPEG qui sauve l image directement dans les deux formats On gagne ainsi du temps à la prise de vue L ogiciels supportant le format RAW Ainsi que nous l avons dit ce format créant généralement des images en 12 ou 16 bits couleur il est supporté par relativement peu de logiciels de traitement d image comparé à d autres formats Parmi les plus connus citons iPhoto pour Mac et Adobe Photoshop CS2 muni du plugin Camera Raw Ils supportent tous deux la majorité des APN Seul inconvénient Photoshop CS2 ne tournera pas sur votre système si vous ne disposez pas au minimum d un Pentium III ou d un PowerPC G3 et de 320 MB RAM Parmi les logiciels moins gourmands et gratuits ou en shareware citons Raw Therapee et UFRaw ce dernier pouvant s interfacer avec Gimp et tous deux étant étant basés sur le moteur dcraw de Dave Coffin Adobe RawShooter Essentials et deux produits propriétaires Canon Digital Photo Professional pour Canon ainsi que NikonView et Viewraw pour Nikon Enfin Microsoft propose également RAWViewer qui permet de lire les fichiers RAW mais pas de les éditer Parmi les logiciels sous licence outre Photoshop et Camera Raw citons Adobe Photoshop Ligthroom beta Adobe RawShooter Premium Aperture Bibble labs BreezeBrowser Pro Capture One Pro DxO Optics Pro beta Helicon Filter Imatest Corel PaintShop Pro SilkyPix Developer Studio et des produits propriétaires tels que Capture NX et Nikon Capture pour Nikon Dans le cas de Photoshop version CS et supérieures rappelons que le plug in d importation NEF Nikon s installe automatiquement lors de l installation du logiciel fourni avec l APN Certains parmi ces logiciels ne supportent que le format RAW 12 bits couleur d autres acceptent le format 16 bits Certains supportent une liste assez limitée de modèles d APN qui ne peut être modifiée d autres acceptent une mise à jour de leur liste où les ajoutent seulement quelques années plus tard dans une nouvelle version du produit A lire Comparatif des logiciels d édition d images RAW Comprendre le format RAW par Gilbert Volker Le format TIFF Les options du format TIFF TIFF est un format d image universel inventé en 1987 par Aldus le créateur du logiciel Pagemaker Il en est aujourd hui à la version 6 0 C est un standard haute résolution codant les pixels sur 8 16 et même 32 bits entiers pas encore en virgule flottante ce qui lui permet de gérer jusqu à 4 29 milliards de couleurs Il supporte également plusieurs algorithmes de compression dont LZW et ZIP sans perte de détails et JPEG en théorie mais pas dans les faits Le format TIFF est surtout utilisé dans l édition Il est peu utilisé sur les APN car il occupe beaucoup d espace disque A titre d information si un image JPEG de 12 Mpixels occupe 4 MB elle en occupe 4 fois plus au format TIFF 32 bits non compressé Ce format est toutefois proposé sur quelques APN haut de gamme disposant de cartes mémoires de haute capacité Seule contrainte en théorie les fichiers TIFF tif ou tiff ne peuvent pas dépasser environ 4 GB de données rasterisées c est à dire de points images compressés En effet si le taux de compression est suffisamment élevé une image TIFF peut atteindre une taille de 232 1 pixels2 soit 65536 x 65536 pixels ce qui représente un fichier de 4 3 GB On comprend que les amateurs ne l utilisent pas souvent car la carte mémoire CompactFlash de 5 GB n a été commercialisée par Seagate qu en janvier 2005 et celle de 16 GB fin 2006 La compression JPEG Beaucoup d amateurs sauvent leurs images au format JPEG car c est un standard lisible par tous les logiciels contrairement au format RAW A l inverse du RAW le JPEG ne conserve pas toutes les informations contenues dans chaque pixel ce qui limite fortement la latitude du traitement d image sur les hautes ou les basses lumières Mais pour du travail ordinaire où l amateur ne vise par les concours de photographie le JPEG est le format le plus pratique car il génère des fichiers 3 fois plus petits que le format RAW sans pour autant réduire la résolution Comme tous les formats il est toutefois associé à plusieurs types de résolution Si vous sauvez l image au format JPEG extension jpg et parfois jpeg le protocole de conversion effectuera d office une compression de l image qui sera toujours plus ou moins destructrice Ici également l APN vous propose plusieurs taux de compression relatifs Superfine Fine Medium et Normal Comment comprime t on une image Le protocole du format JPEG va essayer de gagner de la place sur tous les pixels redondants Prenons une analogie Si au lieu de décompter la couleur de chaque pixel d une image en notant bleu bleu bleu vert vert jaune vous dites 3 bleus 2 verts 1 jaune vous avez gagné du temps et de l espace dans ce cas ci 31 et vous pourrez reproduire les couleurs sans perdre aucun pixel Mais au pire il peut considérer qu il y a du bleu dans cette zone du vert dans cette autre et du jaune ailleurs Cette fois la description de l image est imprécise et conduira à la perte des détails Ainsi procède le format JPEG Mais cela n est efficace que s il y a peu de couleurs ou de détails A la limite si tous les pixels sont différents l algorithme de compression ne sert à rien Ceci explique pourquoi dans les mêmes conditions de travail toutes les images JPEG n ont pas la même taille sur disque variant du simple au double selon les détails du sujet Quel est l effet de la compression A la prise de vue vous ne verrez pas l effet si ce n est indirectement par le fait que vous pourrez enregistrer plus de photographies sur votre carte mémoire C est au cours du transfert plus rapide qu en RAW et du traitement d image sur ordinateur que vous verrez la différence et elle vous sautera aux yeux comme on le voit ci dessous De gauche à droite une image respectivement non compressée à 25 et à 50 Sa taille sur disque passe respectivement de 190 à 64 et 46 KB Un taux de compression de 25 est encore supportable lorsque le sujet présente très peu de détails mais un portrait ou une scène très détaillée supporte très mal cette dégradation A la sauvegarde d une image au format JPEG sur votre ordinateur si vous utilisez un faible taux de compression 10 l effet sera peu visible à l oeil nu mais déjà perceptible sur les agrandissements de sujets détaillés Avec 50 de compression comme on le voit ci dessus à droite la qualité des détails devient catastrophique C est à éviter Pour constituer un dossier de travail ou publier des photographies sur Internet une compression de 20 à 25 est acceptable c est le taux adopté pour la plupart des images publiées sur ce site Comme les détails supportent très mal la compression il y a également une couleur très sensible à cet artifice c est le rouge qui perd rapidement sa saturation et déteint sur les couleurs limitrophes Quand il s agit d un petit détail rouge si le taux de compression est important 20 il peut totalement disparaître dans une tache floue Si vous êtes amené à photographier des objets rouges n utilisez que le format RAW ou le TIFF qui n altère pas les pixels Même problème lors du traitement d image en présence de détails rouges ne compressez l image que de 10 maximum ou sauvez là dans un format qui préserve sa couleur TIFF BMP PNG éventuellement GIF si l image est codée sur 8 bits En bref si vous souhaitez préserver la qualité de vos images évitez d utiliser la compression car vous allez bâcler tout votre travail et perdre votre temps en vain Le logiciel Thumber supporte le format EXIF Le format d échange EXIF Les formats d images RAW et JPEG notamment contiennent un entête EXIF reprenant toutes les informations sur les conditions de prise de vue exposition optique etc Ces données sont bien sûr lisibles par l appareil photo et par certains logiciels supportant ce format Ils sont peu nombreux Toutefois si vous retouchez l image même sous Photoshop généralement ce format n est pas supporté et l information sera perdue à la première sauvegarde Par sécurité travaillez donc toujours sur des copies des fichiers originaux afin de conserver leur intégrité Un logiciel très utile supportant le format EXIF est Thumber présenté à droite De plus il est gratuit Taille des images Si nous voulons comprendre comment les APN et les logiciels gèrent les images nous devons discuter du format binaire des fichiers images et de leur taille Ces concepts font appel à des notions d informatique très élémentaires La question de tout le monde se pose en achetant un APN offrant une résolution déterminée est de savoir quelle taille occupe sur disque une photographie numérique Tout dépend du format et du taux de compression Imaginons une image de 12 Mpixels sauvegardée en 4096 x 3072 pixels sans compression Rappelons avant tout que 1 MB contient 10242 bytes et qu il y a 8 bits dans un byte octet La technologie actuelle des APN code l information sur 8 ou 12 bits couleur Il y a 3 couleurs par pixel ce qui porte leur taille mémoire à 24 ou 36 bits pixel Le format de 24 bits pixel correspond au mode true color des écrans d ordinateur et des imprimantes de qualité photo Il permet de gérer plus de 16 7 millions de couleurs tandis que le format 36 bits pixel peut gérer jusqu à 68 7 milliards de couleurs En true color une image de 4096 x 3072 pixels non compressée occupera 4096 x 3072 x 24 8 10242 36 MB sur disque Une image de 2048 x 1536 pixels occupera 9 MB c est normal car elle est 4 fois plus petite Ce sont des valeurs maximales On comprend mieux l intérêt des cartes mémoires de grandes capacités Trois photographies prises dans le même format JPEG le même mode 24 bits pixel la même résolution 2048 x 1536 pixels et le même taux de compression Fine De gauche à droite la taille du fichier est respectivement de 636 KB 1 8 MB et 4 3 MB tout dépendant de la quantité de détails présents dans l image Documents T Lombry Notons que la taille du fichier n est pas strictement linéaire en fonction de la résolution ou du mode d affichage car elle dépend également du niveau de détail contenu dans l image ainsi que du format d image et de la qualité du taux de compression comme on le voit sur les exemples présentés ci dessus Ainsi en utilisant le même mode d affichage par ex 8 bits couleur et la même résolution 2048 x 1526 pixels l image d un paysage contenant 80 de ciel bleu occupera par exemple 900 KB sur disque au format JPEG alors que l image d un sous bois très feuillu peut dépasser 5 MB Taille maximum des agrandissements L agrandissement d une image peut s éffectuer selon deux méthodes le tirage photographique et les méthodes d impression offset et autre quadrichromie Les deux méthodes sont totalement différentes et là où la première est très rapidement affectée par la pixelisation et le manque de netteté la seconde peut pour ainsi dire noyer le problème dans l engraissement et la taille des points de couleurs En photographie on s accorde sur les valeurs suivantes au delà desquelles la pixelisation le manque de détails et de piqué deviennent apparents à condition d avoir littéralement le nez sur l image ou de l agrandir à 200 sous Photoshop Résolution 300 dpi 200 dpi 3 Mpixels 17 3 x 13 0 cm A5 26 0 x 19 5 cm A4 6 Mpixels 25 4 x 16 9 cm 38 1 x 25 4 cm 8 Mpixels 29 6 x 19 5 cm A4 44 5 x 29 2 cm A3 10 Mpixels 32 5 x 21 7 cm 48 8 x 32 6 cm 12 Mpixels 33 9 x 25 4 cm 53 8 x 35 8 cm 16 Mpixels 41 4 x 27 8 cm A3 62 2 x 41 4 cm 22 Mpixels 48 5 x 32 5 cm 72 9 x 48 5 cm A1 32 Mpixels 58 8 x 39 2 cm 88 3 x 58 8 cm La formule de conversion utilisée est Taille cm 2 54 Nombre de pixels DPI 1000 sachant que 1 2 54 cm En pratique plus d un photographe vous diront qu ils ont réalisé des agrandissements de 40x50 cm avec 3 Mpixels et du 50x70 ou du 100x70 cm avec 10 Mpixels et même trois plus grands en offset Ce sont bien entendu des valeurs limites et les images ont été améliorées sous Photoshop notamment au niveau de leur netteté Mais il n empêche que ces images ont été présentées dans des expositions ou sont vendues à un public qui apprécie les belles photographies artistiques Ceci dit en théorie il faudrait au moins respecter les valeurs minimales de ce tableau faire la double page du National Geographic en A3 42x30 cm à 200 dpi avec une image en haute résolution impose d utiliser un APN d au moins 8 Mpixels Ils représentent aujourd hui à peine 10 de toute la gamme des APN commercialisés Mais nous verrons en dernière page qu un APN limité à 6 Mpixels comme le Nikon D40 sorti en 2006 n est pas une erreur marketing à une époque où certains constructeurs ne considèrent qu une image n est valable qu à partir de 12 ou 16 Mpixels Qualité des images La qualité des images numériques n est pas seulement affectée par le format d image ou le taux de compression mais par de nombreux autres facteurs parmi lesquels la résolution liée au niveau de détail et la netteté Si ces deux caractéristiques peuvent générer un même effet de flou dans leur principe elles dépendent de facteurs différents En effet le flou que présentent certains images indépendamment de la qualité des optiques de la précision de la mise au point ou de la vitesse d obturation parmi d autres critères trouve une explication sur le plan technique En bref votre APN peut ou non créer des images nettes ou floues en fonction de l activation ou non de certains dispositifs hardware ou software Mieux vaut le savoir et travailler en conséquence ainsi que nous l expliquerons dans l article consacré au rôle du filtre anti aliasing Enfin il y a bien sûr la qualité des optiques qui participe à au moins 50 de la qualité des images On ne peut pas demander à un système autofocus mono faisceau utilisant éventuellement des lentilles en plastique la même qualité d image que celle d un APN haut de gamme dix fois plus cher utilisant un autofocus à 11 faisceaux et des objectifs constitués de plusieurs lentilles ED Car tel est bien l éventail que l on trouve sur le marché du modèle jettable ou à 20 destiné aux enfants au modèle destiné aux pros à plus de 4000 Si la majorité du public se contente d une qualité ordinaire et d une résolution de 3 ou 6 Mpixels les photographes exigeants ou professionnels ne seront satisfaits qu en utilisantdu matériel au top niveau L avenir HDR où l avantage de la virgule flottante sur 128 bits Les formats haute résolution tel que RAW TIFF PNG ou même JPEG sont des formats supportant généralement 8 bits couleur soit 24 bits pixel en virgule fixe A condition de disposer de l écran de la carte graphique et du logiciel supportant cette définition c est le standard actuel ces formats permettent d afficher 224 soit plus de 16 7 millions de couleurs ou nuances de gris et quelques dizaines de milliards en format RAW ou TIFF 16 bits couleur Le capteur Super CCD de Fujifilm Bien que cette gamme de couleurs paraisse étendue 24 bits pixel ou même le double ne suffisent pas pour gérer correctement des dynamiques de luminances très importantes C est par exemple le cas de la scène présentée ci dessous à droite dans laquelle une zone est plongée dans l ombre et une autre contient des vitraux placés en pleine lumière Tous les APN actuels vont enregistrer une image identique à celle de gauche mais jamais celle de droite même après traitement d image sauf par truquage et compositage évidement En fait la dynamique de cette image dépasse largement les capacités des formats graphiques actuels Pour élargir la dynamique de l image et étendre la gamme des couleurs il a fallut inventer de nouveaux formats d images La première solution consista a développer des solutions logicielles tels que les formats FITS TIFF et JPEG2000 parmi d autres Les plus récents travaillent sur 16 bits 48 bits pixels en virgule flottante ce qui permet de gérer des milliards de couleurs Parmi les solution hardware Fujifilm a tenté l expérience avec son capteur Super CCD présenté ci dessus mais il sacrifie la résolution perte de 25 à 50 et l augmentation de contraste reste modeste malgré ce que dit la publicité Mais une innovation est venue balayée toutes ces bonnes intentions En 1997 le professeur Paul Debevec chercheur en art graphique à l ICT Graphic Lab de Californie inventa le format HDR high dynamic range qui semble répondre à toutes les exigences Très performant le HDR présente un seul inconvénient inhérent à son format au lieu d utiliser des images codées sur 24 32 ou 48 bits pixel comme aujourd hui HDR utilise des configurations hardware de 128 bits pixel en virgule flottante double précision A gauche une image enregistrée sur 8 bits couleur soit 24 bits pixel à droite au format HDR sur 128 bits pixel A gauche les hautes lumières ont saturé les pixels tandis que les basses lumières ont à peine été enregistrées ces informations ont été perdues et l image n est pas conforme à la réalité A l inverse l image de droite au format HDR et traitée dans le logiciel HDRShop supportant ce format a permis de restaurer les détails cachés dans les hautes et les basses lumières car l information était contenue dans les pixels supplémentaires du format HDR Avantage cette technologie a fait exploser les couleurs chaque pixel peut afficher 2128 nuances La palette de couleur contient plus de 340 milliards de milliards de milliards de milliards de nuances On comprend mieux pourquoi il manque des détails dans nos images RAW ou JPEG Mais le format HDR a d énormes conséquences sur les plans hardware et software En effet non seulement les images deviennent 3 fois plus volumineuses de l ordre de 150 MB par image pour un capteur de 6 Mpixels mais pour conserver un temps de réponse équivalent à celui d une image traditionnelle codée sur 24 voire 32 bits pixel le processeur a besoin de 4 fois plus de ressources le processeur graphique doit donc tourner 4 fois plus vite ou utiliser un bus 4 fois plus large En raison du nombre de données à traiter le format HDR requiert également plus de mémoire vidéo et des cartes graphiques supportant un débit d information fillrate qui se chiffre en dizaine de gigapixels s un temps de réaction de l ordre de la nanoseconde mille fois supérieur aux performances des cartes graphiques accélératrices classiques Enfin les logiciels doivent être réécrits pour supporter 128 bits pixel sinon les nuances de couleurs seront perdues dans les algorithmes de compression Dans le monde informatique les constructeurs ATI Nvidia S3 et

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  • La photographie numérique (II)
    le pitch l écart de centre à centre au lieu d être de 2 9 microns et de 2 05 microns Le gain est appréciable car les résolutions horizontale et verticale ont ainsi augmenté de 40 et par conséquent la sensibilité par pixel est également plus élevée que sur les chips classiques Notons car on l apprend souvent à ses dépens et après avoir réalisé des tirages par exemple que si vos tirages vous reviennent tronqués c est parce que le capteur de votre APN ne respecte pas le rapport 3 2 du format 24 x 36 Il est sans doute plus étroit de 14 Vous possédez vraisemblablement un compact ou l un des derniers APN réflex respectant le rapport 4 3 Par ailleurs les optiques classiques couvrant un champ plus étendu que celui calculé pour un capteur numérique les images auront l impression d être agrandies de 30 à 65 voire 200 selon les capteurs On reviendra sur ces dimensions et leurs conséquences sur les images lorsque nous discuterons des objectifs Pixels et résolution du capteur Ainsi que nous venons de l expliquer le chip d un APN mais également d une caméra vidéo numérique est constitué d une matrice de lignes et de colonnes de photodiodes ou pixels Un amateur qui souhaite agrandir ses photographies est vite confronté au problème de la pixelisation des images et de la perte de résolution dans les détails C est ici qu on prend conscience de l intérêt d utiliser un APN offrant une grande résolution en nombre de pixels et de réaliser des impressions en haute définition 200 300 dpi Ainsi que nous le verrons page suivante à propos de la résolution des images pour un tirage amateur ni pour des expositions ni pour des publications un APN de 3 Mpixels permet déjà de réaliser des agrandissements A4 20x30 cm et même jusque A1 50x70 cm après traitement d image Mais si vous envisagez une publication A4 à 300 dpi dans un magazine photo il est vivement conseillé de travailler avec une résolution d au moins 8 Mpixels On y reviendra L écran TFT du Sony Alpha DSLR A100 et les boutons et autre sélecteur permettant d accéder au menu et aux fonctions Comparé à ses concurrents ce design est très épuré Mais l essentiel est qu il soit pratique La haute résolution est également nécessaire pour les portraits où la qualité d une image ne dépend pas seulement de la mise en scène des lumières ou de l optique mais également de la netteté des détails de la peau Pour les distinguer sur des agrandissements il faut augmenter la résolution jusqu à 10 Mpixels minimum C est ici ainsi que pour la création de posters et autre wallpapers qu on apprécie l avantage de disposer d un APN offrant une très haute résolution et des photodiodes relativement petites Ceci dit la photographique numérique reste en retard sur la qualité des images argentiques En théorie si on veut obtenir avec un APN le même piqué d image qu en photographie argentique compte tenu de la taille actuelle des photodiodes il faudrait utiliser un APN offrant une résolution d au moins 150 Mpixels On en reparlera dans une génération Heureusement en attendant de résorber ce retard le traitement d image permet de pallier à cet inconvénient ainsi que les techniques d impression offset lorsqu on envisage des impressions grand format On y reviendra Le bruit électronique Les capteurs photosensibles émettent un bruit thermique lié à la température des composants et un courant d obscurité provoqué par le déplacement aléatoire des électrons même en l absence totale de photon Le niveau de bruit augmente avec la sensibilité ISO et la température du capteur ou de la température ambiante il double tous les 5 Bruit électronique du Canon EOS 20D à 1600 ISO équipé d un objectif zoom de 10 22 mm à f 4 5 Document Imatest Ce bruit devient apparent à partir d environ 1600 ISO au point de détruire les plus fins détails de l image Ce problème a été accentué avec la technologie CMOS Il est plus apparent chez certaines marques Canon bien qu à faible sensibilité inférieure ou égale à 400 ISO Nikon comme Canon présente un niveau de bruit équivalent Ce bruit qui parasite les images prend soit la forme de pixels brillants dispersés aléatoirement dans l image soit d un motif constitué de bandes parallèles parfois colorées qui apparaissent lors des poses nocturnes prolongées Il peut être réduit sur certains APN grâce à une fonction de réduction de bruit NR ou l enregistrement d une image noire dark frame qui sera soustraite des images On y reviendra dans d autres articles consacrés aux caméras CCD et aux appareils photos numériques en astrophotographie Notons qu à ce bruit électronique peut s ajouter les poussières présentent sur le filtre anti aliasing qui protège le capteur photosensible Elles apparaissent surtout lorsque l APN est fortement diaphragmé f 8 et supérieur sous forme d anneaux concentriques comme on le voit sur ces images réalisées avec un Canon EOS 20D et analysées grâce au logiciel Imatest Light Falloff Des problèmes optiques comme le vignetage peuvent accenter les défauts de l image Protection du capteur Malgré la présence de l obturateur mécanique sur la plupart des APN réflex les fabricants ont dû inventer de nouvelles techniques pour prévenir le dépôt de poussières sur le capteur photosensible ou l effet indésirable des rayonnements Plusieurs solutions ont été proposées car ce problème affecte le capteur à différents degrés Le système anti poussières ICS imaginé par Canon pour le système EOS 400D Olympus par exemple utilise un filtre SSWF sur lequel Sony semble également avoir capitalisé Un revêtement anti statique constitué d une couche mince d oxyde d indium est appliqué sur un filtre passe bas placé juste devant le CCD pour s assurer qu aucune poussière ne vienne s accumuler sur le capteur par électricité statique Un vibreur anti poussière supersonique en fait ultrasonique à 35 kHz se déclenche ensuite lorsque l appareil est mis sous tension D autres modèles utilisent une bande adhésive pour capturer les poussières Si cela ne suffit pas ainsi que le montre cette vidéo le Canon EOS 400D Digital Rebel XTi vous propose un système dénommé Integrated Cleaning System comprenant notamment un filtre passe bas IR bloquant sur lequel est fixé un piézo élément qui le fait vibrer pour faire chuter les poussières Mais comme visiblement cela ne suffit pas le constructeur a prévu de réaliser une white frame vous photographiez une surface blanche dont se servira le processeur d image pour supprimer les traces de poussières qui s obstineraient à rester sur les images Cette méthode semble plus efficace que les fonctions équivalentes existant dans les logiciels de traitement d image Nettoyage du capteur Comment voit on que le capteur contient des poussières Généralement vous remarquez qu il y a de petites taches sombres plus ou moins floues sur vos images Vous pouvez également photographier une surface blanche en fermant le diaphragme au maximum afin d avoir une grande profondeur de champ Tous les points sombres sont en principe les traces laissées par des poussières collées sur le filtre protégeant le capteur Comment nettoyer le capteur En fait on nettoie le filtre qui le recouvre et jamais le capteur sauf en laboratoire En effet vous pouvez également nettoyer le capteur mais vous allez devoir ouvrir l appareil ce qui signifie perdre la garantie dévisser des modules soulever des circuits imprimer retirer le filtre avec plus ou moins de difficulté et seulement ensuite accéder physiquement au capteur A réserver aux professionnels Pour nettoyer ce filtre et par la même occasion votre objectif travaillez sous une lumière forte et dans un endroit à l abri des courants d air et des poussières Retirez l objectif et nettoyez le séparément avec un produit d entretien pour optique Hama par exemple ou tout autre produit à base d alcool isopropylique L usage des poires à air est déconseillé au mieux en aspiration car un jet d air trop puissant peut déplacer des grains de poussières et rayer les surfaces Pour le capteur si le système est doté d un obturateur mécanique via le menu verrouillez le miroir réflex en position haute puis enfoncez le déclencheur à fond qui va procéder à l ouverture de l obturateur Généralement cette ouverture couplée au verrouillage du miroir ne fonctionne que si la batterie est chargée à plus de 50 Cette mesure de sécurité évite la fermeture du dispositif et de coincer éventuellement vos doigts ou le pinceau dans la chambre noire si la batterie était presque vide A défaut de cette sécurité ne procédez au nettoyage qu avec une batterie totalement chargée dans l appareil Un accident signifierait pour votre APN un retour garanti au service technique Bien que cela puisse fonctionner ici aussi évitez d utiliser une poire ou même un mini aspirateur Utilisez plutôt une petite brosse anti poussière électrostatique Visible Dust par exemple vend un pinceau électrique Arctic Butterfly 80 plus 2 piles AA conçu à cet usage Allumez le et le pinceau va se charger d électricité statique en quelques rotations Ne faites jamais tourner le pinceau près du capteur Il suffit ensuite de l appliquer sur le filtre recouvrant le capteur pour extraire en douceur les petites poussières du moins celles qui n adhèrent pas au support Pour les rares éléments résistants l idéal serait d utiliser du coton chirurgical et de l alcool isopropylique à 99 comme on le fait pour nettoyer un miroir ou une lame de fermeture mais notre capteur est vraiment trop petit pour utiliser ce matériel Vous pouvez remplacer cette solution par un coton tige imbibé de produit d entretien pour optique mais offrez le moins de pression possible sur la surface pour ne pas endommager le système Une fois le nettoyage terminé refermez l obturateur mécanique et déverrouiller le miroir réflex Cette méthode est couramment utilisée et ne pose aucun problème et vous pouvez même répéter l opération plusieurs fois si des poussières subsistent Nikon va même jusqu à conseiller de nettoyer le filtre avec une souflette et une peau de chamois Ceci dit si vous n êtes pas sûr de vous il vaut parfois mieux laisser une poussière récalcitrante en place que de vouloir à tout prix l enlever et risquer d endommager le système La prudence est reine des vertus En cas d hésitation bien compréhensible la première fois consultez votre photographe qui n hésitera pas à vous faire une démonstration Les formats d images Le moniteur LCD du Nikon D80 L image enregistrée par le capteur peut être sauvegardée selon trois critères le format la résolution et la qualité d image on ne parle pas de définition mais de niveau de compression Les formats standards d images sont le RAW le JPEG et le TIFF Il existe quelques variantes supplémentaires sur les APN haut de gamme Certains formats sont associés à un facteur de compression variable TIFF JPEG qui permet de gagner de la place sur la carte mémoire si la qualité du document n est pas primordiale Dans tous les cas la définition est de 300 dpi L image se caractérise également par sa résolution le nombre de pixels effectifs qu elle contient Ici il y a deux notions Si les revues de produits ne le font pas toujours il faut toutefois faire la distinction entre le nombre de pixels contenu dans une image valeur effective et le nombre de photodiodes dont est constitué le capteur Le Fujifilm FinePix S5 Pro par exemple dispose d un capteur de 12 3 Mpixels ou photodiodes mais ne tire des images qu en 6 Mpixels effectif car il travaille par interpolation A titre d information sur un APN de 10 1 Mpixels comme le Canon EOS 400D la résolution maximale est de 3880 x 2592 pixels mais on peut la dépasser de 50 si le capteur travaille par interpolation par ex sur les Fujifilm Pro La résolution la plus basse dépend du capteur et pour un format APS C de 10 Mpixels cela correspond généralement à une résolution proche de 1936 x 1288 pixels ou même 1125 x 750 pixels jamais inférieure comparée au 640 x 480 pixels des petits compacts Enfin il y a la qualité de l image Excellente sans compression généralement associée à la résolution maximale de votre APN Haute Moyenne et Basse cette dernière étant généralement très compressée et juste bonne pour des tirages amateurs ou une publication sur Internet On y reviendra Le format RAW RAW signifie brut c est à dire que l image n a subit aucune altération et en particulier aucune compression destructive lors de son enregistrement Ce format peut donc subir une compression malgré ce qu on pense généralement Ainsi si le Nikon D50 sauve ses images en format RAW non compressé le D70 sorti en même temps et qui offre pratiquement la même résolution 6 Mpixels assure une compression automatique RAW est un format propriétaire particulier à chaque constructeur et dont le protocole n est pas documenté public Les images sauvées dans ce format prennent l extension CRW ou CR2 chez Canon ORF chez Olympus ou encore NEF chez Nikon Sélection du format des images sur le Canon EOS 20D Selon les modèles les menus seront plus ou moins éclatés et colorés Cela participe également aux qualités ergonomiques d un APN Le format RAW n est pas un standard mais un format d échange commun à différents appareils numériques APN scanner etc C est un format d image de 8 à 16 bits couleur 24 à 48 bits pixel selon les modèles et donc très gourmant en ressources Pour les APN codant l image sur 12 bits couleur c est par logiciel qu ils convertissent l information par échantillonnage vers le format 16 bits couleur A titre d information une image RAW occupe deux à trois plus d espace sur disque qu une image JPEG Quant au format HDR il génère des fichiers 3 fois plus volumineux encore que le format RAW On y reviendra L image RAW est associée à ce qu on appelle un metadata EXIF voir plus bas un fichier d échange de données contenant toutes les informations sur la prise de vue Ces données sont également contenues dans le format JPEG mais le format RAW a l avantage d inclure également des données pour la conversion RGB qui permet de restituer l image couleur il convertit les gris en image couleur en interpolant les valeurs chromatiques des pixels manquants dans chaque canal RGB On y reviendra En effet outre sa plus grande dynamique comparée au JPEG le format RAW fournit une pseudo image qui n est pas encore convertie en valeurs de couleurs Autrement dit par traitement d image il permet de corriger plusieurs paramètres d exposition après la prise de vue L exposition entre 2 et 2 EV ou IL La balance des blancs La netteté le contraste et la saturation des couleurs Avec une telle latitude de travail la prise de vue peut pratiquement être recommencée sur ordinateur L image peut ensuite être sauvegardée au format JPEG ou TIFF sans altérer l original Seule contrainte pour les utilisateurs l exploitation du format RAW exige en général de recourir au programme livré avec l APN ou des logiciels de traitement d image très récents et assez gourmands en ressource mémoire voir plus bas Le format RAW est notamment utilisé pour préserver l information contenue dans une image sur ou sous exposée bien qu ici aussi à l impossible nul n est tenu le format RAW n est pas du HDR voir plus bas et si les pixels sont saturées ou n ont pas été chargées aucun logiciel ne pourra y remédier Du fait que le format RAW préserve toute l information des pixels il est également utilisé pour effectuer la calibration d un APN qui permet de créer son profil ICC Notons enfin que certains APN performants proposent en plus des formats RAW et JPEG le format RAW JPEG qui sauve l image directement dans les deux formats On gagne ainsi du temps à la prise de vue L ogiciels supportant le format RAW Ainsi que nous l avons dit ce format créant généralement des images en 12 ou 16 bits couleur il est supporté par relativement peu de logiciels de traitement d image comparé à d autres formats Parmi les plus connus citons iPhoto pour Mac et Adobe Photoshop CS2 muni du plugin Camera Raw Ils supportent tous deux la majorité des APN Seul inconvénient Photoshop CS2 ne tournera pas sur votre système si vous ne disposez pas au minimum d un Pentium III ou d un PowerPC G3 et de 320 MB RAM Parmi les logiciels moins gourmands et gratuits ou en shareware citons Raw Therapee et UFRaw ce dernier pouvant s interfacer avec Gimp et tous deux étant étant basés sur le moteur dcraw de Dave Coffin Adobe RawShooter Essentials et deux produits propriétaires Canon Digital Photo Professional pour Canon ainsi que NikonView et Viewraw pour Nikon Enfin Microsoft propose également RAWViewer qui permet de lire les fichiers RAW mais pas de les éditer Parmi les logiciels sous licence outre Photoshop et Camera Raw citons Adobe Photoshop Ligthroom beta Adobe RawShooter Premium Aperture Bibble labs BreezeBrowser Pro Capture One Pro DxO Optics Pro beta Helicon Filter Imatest Corel PaintShop Pro SilkyPix Developer Studio et des produits propriétaires tels que Capture NX et Nikon Capture pour Nikon Dans le cas de Photoshop version CS et supérieures rappelons que le plug in d importation NEF Nikon s installe automatiquement lors de l installation du logiciel fourni avec l APN Certains parmi ces logiciels ne supportent que le format RAW 12 bits couleur d autres acceptent le format 16 bits Certains supportent une liste assez limitée de modèles d APN qui ne peut être modifiée d autres acceptent une mise à jour de leur liste où les ajoutent seulement quelques années plus tard dans une nouvelle version du produit A lire Comparatif des logiciels d édition d images RAW Comprendre le format RAW par Gilbert Volker Le format TIFF Les options du format TIFF TIFF est un format d image universel inventé en 1987 par Aldus le créateur du logiciel Pagemaker Il en est aujourd hui à la version 6 0 C est un standard haute résolution codant les pixels sur 8 16 et même 32 bits entiers pas encore en virgule flottante ce qui lui permet de gérer jusqu à 4 29 milliards de couleurs Il supporte également plusieurs algorithmes de compression dont LZW et ZIP sans perte de détails et JPEG en théorie mais pas dans les faits Le format TIFF est surtout utilisé dans l édition Il est peu utilisé sur les APN car il occupe beaucoup d espace disque A titre d information si un image JPEG de 12 Mpixels occupe 4 MB elle en occupe 4 fois plus au format TIFF 32 bits non compressé Ce format est toutefois proposé sur quelques APN haut de gamme disposant de cartes mémoires de haute capacité Seule contrainte en théorie les fichiers TIFF tif ou tiff ne peuvent pas dépasser environ 4 GB de données rasterisées c est à dire de points images compressés En effet si le taux de compression est suffisamment élevé une image TIFF peut atteindre une taille de 232 1 pixels2 soit 65536 x 65536 pixels ce qui représente un fichier de 4 3 GB On comprend que les amateurs ne l utilisent pas souvent car la carte mémoire CompactFlash de 5 GB n a été commercialisée par Seagate qu en janvier 2005 et celle de 16 GB fin 2006 La compression JPEG Beaucoup d amateurs sauvent leurs images au format JPEG car c est un standard lisible par tous les logiciels contrairement au format RAW A l inverse du RAW le JPEG ne conserve pas toutes les informations contenues dans chaque pixel ce qui limite fortement la latitude du traitement d image sur les hautes ou les basses lumières Mais pour du travail ordinaire où l amateur ne vise par les concours de photographie le JPEG est le format le plus pratique car il génère des fichiers 3 fois plus petits que le format RAW sans pour autant réduire la résolution Comme tous les formats il est toutefois associé à plusieurs types de résolution Si vous sauvez l image au format JPEG extension jpg et parfois jpeg le protocole de conversion effectuera d office une compression de l image qui sera toujours plus ou moins destructrice Ici également l APN vous propose plusieurs taux de compression relatifs Superfine Fine Medium et Normal Comment comprime t on une image Le protocole du format JPEG va essayer de gagner de la place sur tous les pixels redondants Prenons une analogie Si au lieu de décompter la couleur de chaque pixel d une image en notant bleu bleu bleu vert vert jaune vous dites 3 bleus 2 verts 1 jaune vous avez gagné du temps et de l espace dans ce cas ci 31 et vous pourrez reproduire les couleurs sans perdre aucun pixel Mais au pire il peut considérer qu il y a du bleu dans cette zone du vert dans cette autre et du jaune ailleurs Cette fois la description de l image est imprécise et conduira à la perte des détails Ainsi procède le format JPEG Mais cela n est efficace que s il y a peu de couleurs ou de détails A la limite si tous les pixels sont différents l algorithme de compression ne sert à rien Ceci explique pourquoi dans les mêmes conditions de travail toutes les images JPEG n ont pas la même taille sur disque variant du simple au double selon les détails du sujet Quel est l effet de la compression A la prise de vue vous ne verrez pas l effet si ce n est indirectement par le fait que vous pourrez enregistrer plus de photographies sur votre carte mémoire C est au cours du transfert plus rapide qu en RAW et du traitement d image sur ordinateur que vous verrez la différence et elle vous sautera aux yeux comme on le voit ci dessous De gauche à droite une image respectivement non compressée à 25 et à 50 Sa taille sur disque passe respectivement de 190 à 64 et 46 KB Un taux de compression de 25 est encore supportable lorsque le sujet présente très peu de détails mais un portrait ou une scène très détaillée supporte très mal cette dégradation A la sauvegarde d une image au format JPEG sur votre ordinateur si vous utilisez un faible taux de compression 10 l effet sera peu visible à l oeil nu mais déjà perceptible sur les agrandissements de sujets détaillés Avec 50 de compression comme on le voit ci dessus à droite la qualité des détails devient catastrophique C est à éviter Pour constituer un dossier de travail ou publier des photographies sur Internet une compression de 20 à 25 est acceptable c est le taux adopté pour la plupart des images publiées sur ce site Comme les détails supportent très mal la compression il y a également une couleur très sensible à cet artifice c est le rouge qui perd rapidement sa saturation et déteint sur les couleurs limitrophes Quand il s agit d un petit détail rouge si le taux de compression est important 20 il peut totalement disparaître dans une tache floue Si vous êtes amené à photographier des objets rouges n utilisez que le format RAW ou le TIFF qui n altère pas les pixels Même problème lors du traitement d image en présence de détails rouges ne compressez l image que de 10 maximum ou sauvez là dans un format qui préserve sa couleur TIFF BMP PNG éventuellement GIF si l image est codée sur 8 bits En bref si vous souhaitez préserver la qualité de vos images évitez d utiliser la compression car vous allez bâcler tout votre travail et perdre votre temps en vain Le logiciel Thumber supporte le format EXIF Le format d échange EXIF Les formats d images RAW et JPEG notamment contiennent un entête EXIF reprenant toutes les informations sur les conditions de prise de vue exposition optique etc Ces données sont bien sûr lisibles par l appareil photo et par certains logiciels supportant ce format Ils sont peu nombreux Toutefois si vous retouchez l image même sous Photoshop généralement ce format n est pas supporté et l information sera perdue à la première sauvegarde Par sécurité travaillez donc toujours sur des copies des fichiers originaux afin de conserver leur intégrité Un logiciel très utile supportant le format EXIF est Thumber présenté à droite De plus il est gratuit Taille des images Si nous voulons comprendre comment les APN et les logiciels gèrent les images nous devons discuter du format binaire des fichiers images et de leur taille Ces concepts font appel à des notions d informatique très élémentaires La question de tout le monde se pose en achetant un APN offrant une résolution déterminée est de savoir quelle taille occupe sur disque une photographie numérique Tout dépend du format et du taux de compression Imaginons une image de 12 Mpixels sauvegardée en 4096 x 3072 pixels sans compression Rappelons avant tout que 1 MB contient 10242 bytes et qu il y a 8 bits dans un byte octet La technologie actuelle des APN code l information sur 8 ou 12 bits couleur Il y a 3 couleurs par pixel ce qui porte leur taille mémoire à 24 ou 36 bits pixel Le format de 24 bits pixel correspond au mode true color des écrans d ordinateur et des imprimantes de qualité photo Il permet de gérer plus de 16 7 millions de couleurs tandis que le format 36 bits pixel peut gérer jusqu à 68 7 milliards de couleurs En true color une image de 4096 x 3072 pixels non compressée occupera 4096 x 3072 x 24 8 10242 36 MB sur disque Une image de 2048 x 1536 pixels occupera 9 MB c est normal car elle est 4 fois plus petite Ce sont des valeurs maximales On comprend mieux l intérêt des cartes mémoires de grandes capacités Trois photographies prises dans le même format JPEG le même mode 24 bits pixel la même résolution 2048 x 1536 pixels et le même taux de compression Fine De gauche à droite la taille du fichier est respectivement de 636 KB 1 8 MB et 4 3 MB tout dépendant de la quantité de détails présents dans l image Documents T Lombry Notons que la taille du fichier n est pas strictement linéaire en fonction de la résolution ou du mode d affichage car elle dépend également du niveau de détail contenu dans l image ainsi que du format d image et de la qualité du taux de compression comme on le voit sur les exemples présentés ci dessus Ainsi en utilisant le même mode d affichage par ex 8 bits couleur et la même résolution 2048 x 1526 pixels l image d un paysage contenant 80 de ciel bleu occupera par exemple 900 KB sur disque au format JPEG alors que l image d un sous bois très feuillu peut dépasser 5 MB Taille maximum des agrandissements L agrandissement d une image peut s éffectuer selon deux méthodes le tirage photographique et les méthodes d impression offset et autre quadrichromie Les deux méthodes sont totalement différentes et là où la première est très rapidement affectée par la pixelisation et le manque de netteté la seconde peut pour ainsi dire noyer le problème dans l engraissement et la taille des points de couleurs En photographie on s accorde sur les valeurs suivantes au delà desquelles la pixelisation le manque de détails et de piqué deviennent apparents à condition d avoir littéralement le nez sur l image ou de l agrandir à 200 sous Photoshop Résolution 300 dpi 200 dpi 3 Mpixels 17 3 x 13 0 cm A5 26 0 x 19 5 cm A4 6 Mpixels 25 4 x 16 9 cm 38 1 x 25 4 cm 8 Mpixels 29 6 x 19 5 cm A4 44 5 x 29 2 cm A3 10 Mpixels 32 5 x 21 7 cm 48 8 x 32 6 cm 12 Mpixels 33 9 x 25 4 cm 53 8 x 35 8 cm 16 Mpixels 41 4 x 27 8 cm A3 62 2 x 41 4 cm 22 Mpixels 48 5 x 32 5 cm 72 9 x 48 5 cm A1 32 Mpixels 58 8 x 39 2 cm 88 3 x 58 8 cm La formule de conversion utilisée est Taille cm 2 54 Nombre de pixels DPI 1000 sachant que 1 2 54 cm En pratique plus d un photographe vous diront qu ils ont réalisé des agrandissements de 40x50 cm avec 3 Mpixels et du 50x70 ou du 100x70 cm avec 10 Mpixels et même trois plus grands en offset Ce sont bien entendu des valeurs limites et les images ont été améliorées sous Photoshop notamment au niveau de leur netteté Mais il n empêche que ces images ont été présentées dans des expositions ou sont vendues à un public qui apprécie les belles photographies artistiques Ceci dit en théorie il faudrait au moins respecter les valeurs minimales de ce tableau faire la double page du National Geographic en A3 42x30 cm à 200 dpi avec une image en haute résolution impose d utiliser un APN d au moins 8 Mpixels Ils représentent aujourd hui à peine 10 de toute la gamme des APN commercialisés Mais nous verrons en dernière page qu un APN limité à 6 Mpixels comme le Nikon D40 sorti en 2006 n est pas une erreur marketing à une époque où certains constructeurs ne considèrent qu une image n est valable qu à partir de 12 ou 16 Mpixels Qualité des images La qualité des images numériques n est pas seulement affectée par le format d image ou le taux de compression mais par de nombreux autres facteurs parmi lesquels la résolution liée au niveau de détail et la netteté Si ces deux caractéristiques peuvent générer un même effet de flou dans leur principe elles dépendent de facteurs différents En effet le flou que présentent certains images indépendamment de la qualité des optiques de la précision de la mise au point ou de la vitesse d obturation parmi d autres critères trouve une explication sur le plan technique En bref votre APN peut ou non créer des images nettes ou floues en fonction de l activation ou non de certains dispositifs hardware ou software Mieux vaut le savoir et travailler en conséquence ainsi que nous l expliquerons dans l article consacré au rôle du filtre anti aliasing Enfin il y a bien sûr la qualité des optiques qui participe à au moins 50 de la qualité des images On ne peut pas demander à un système autofocus mono faisceau utilisant éventuellement des lentilles en plastique la même qualité d image que celle d un APN haut de gamme dix fois plus cher utilisant un autofocus à 11 faisceaux et des objectifs constitués de plusieurs lentilles ED Car tel est bien l éventail que l on trouve sur le marché du modèle jettable ou à 20 destiné aux enfants au modèle destiné aux pros à plus de 4000 Si la majorité du public se contente d une qualité ordinaire et d une résolution de 3 ou 6 Mpixels les photographes exigeants ou professionnels ne seront satisfaits qu en utilisantdu matériel au top niveau L avenir HDR où l avantage de la virgule flottante sur 128 bits Les formats haute résolution tel que RAW TIFF PNG ou même JPEG sont des formats supportant généralement 8 bits couleur soit 24 bits pixel en virgule fixe A condition de disposer de l écran de la carte graphique et du logiciel supportant cette définition c est le standard actuel ces formats permettent d afficher 224 soit plus de 16 7 millions de couleurs ou nuances de gris et quelques dizaines de milliards en format RAW ou TIFF 16 bits couleur Le capteur Super CCD de Fujifilm Bien que cette gamme de couleurs paraisse étendue 24 bits pixel ou même le double ne suffisent pas pour gérer correctement des dynamiques de luminances très importantes C est par exemple le cas de la scène présentée ci dessous à droite dans laquelle une zone est plongée dans l ombre et une autre contient des vitraux placés en pleine lumière Tous les APN actuels vont enregistrer une image identique à celle de gauche mais jamais celle de droite même après traitement d image sauf par truquage et compositage évidement En fait la dynamique de cette image dépasse largement les capacités des formats graphiques actuels Pour élargir la dynamique de l image et étendre la gamme des couleurs il a fallut inventer de nouveaux formats d images La première solution consista a développer des solutions logicielles tels que les formats FITS TIFF et JPEG2000 parmi d autres Les plus récents travaillent sur 16 bits 48 bits pixels en virgule flottante ce qui permet de gérer des milliards de couleurs Parmi les solution hardware Fujifilm a tenté l expérience avec son capteur Super CCD présenté ci dessus mais il sacrifie la résolution perte de 25 à 50 et l augmentation de contraste reste modeste malgré ce que dit la publicité Mais une innovation est venue balayée toutes ces bonnes intentions En 1997 le professeur Paul Debevec chercheur en art graphique à l ICT Graphic Lab de Californie inventa le format HDR high dynamic range qui semble répondre à toutes les exigences Très performant le HDR présente un seul inconvénient inhérent à son format au lieu d utiliser des images codées sur 24 32 ou 48 bits pixel comme aujourd hui HDR utilise des configurations hardware de 128 bits pixel en virgule flottante double précision A gauche une image enregistrée sur 8 bits couleur soit 24 bits pixel à droite au format HDR sur 128 bits pixel A gauche les hautes lumières ont saturé les pixels tandis que les basses lumières ont à peine été enregistrées ces informations ont été perdues et l image n est pas conforme à la réalité A l inverse l image de droite au format HDR et traitée dans le logiciel HDRShop supportant ce format a permis de restaurer les détails cachés dans les hautes et les basses lumières car l information était contenue dans les pixels supplémentaires du format HDR Avantage cette technologie a fait exploser les couleurs chaque pixel peut afficher 2128 nuances La palette de couleur contient plus de 340 milliards de milliards de milliards de milliards de nuances On comprend mieux pourquoi il manque des détails dans nos images RAW ou JPEG Mais le format HDR a d énormes conséquences sur les plans hardware et software En effet non seulement les images deviennent 3 fois plus volumineuses de l ordre de 150 MB par image pour un capteur de 6 Mpixels mais pour conserver un temps de réponse équivalent à celui d une image traditionnelle codée sur 24 voire 32 bits pixel le processeur a besoin de 4 fois plus de ressources le processeur graphique doit donc tourner 4 fois plus vite ou utiliser un bus 4 fois plus large En raison du nombre de données à traiter le format HDR requiert également plus de mémoire vidéo et des cartes graphiques supportant un débit d information fillrate qui se chiffre en dizaine de gigapixels s un temps de réaction de l ordre de la nanoseconde mille fois supérieur aux performances des cartes graphiques accélératrices classiques Enfin les logiciels doivent être réécrits pour supporter 128 bits pixel sinon les nuances de couleurs seront perdues dans les algorithmes de compression Dans le monde informatique les constructeurs ATI Nvidia S3 et

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  • La profondeur de champ (BM)
    de calcul de la distance hyperfocale H F² e x f Avec H hyperfocale en mm F focale en mm e 0 03 cercle de confusion f diaphragme Exemple de calcul de l hyperfocale pour un objectif de 120 mm à f 8 H 120x120 0 03x8 14400 0 24 60 m Formule de calcul de la profondeur de champ PPN d x H H d DPN d x H H d PdC DPN PPN Avec PPN distance objectif premier plan net en m d distance de mise au point en m H distance hyperfocale DPN distance objectif dernier plan net en m PdC profondeur de champ en m Dans notre exemple l objectif de 120 mm ouvert à f 8 a une H 60m Si nous faisons la mise au point sur l hyperfocale PPN 60x60 60 60 3600 120 30 m DPN 60x60 60 60 3600 0 infini L image sera donc nette de 30 m à l infini La profondeur de champ sera PDC infini 30 infini Par contre si nous faisons la mise au point à 10 m par exemple PPN 10x60 60 10 600 70 8 6 m DPN 10x60 60 10 600 50 12 m Et PDC 12 8 6 3 4 m Sur le terrain Avec les anciens objectifs à mise au point manuelle on disposait d une échelle de profondeur de champ qui nous permettait de voir que plus on ferme le diaphragme plus grand est la profondeur de champ On pouvait également connaître l hyperfocale il suffisait de placer l infini en face du diaphragme choisi Enfin et le plus important on pouvait choisir sa profondeur de champ et régler le diaphragme qui lui correspondait Actuellement Minolta et Canon proposent des modèles qui affichent la profondeur de champ en fonction de l objectif du diaphragme et de la distance de mise au point mais ce n est pas immédiat et il faut pianoter Sur notre exemple d objectif ancien il faut lire que la mise au point a été faite à environ 4 m que le diaphragme choisi est f 8 La profondeur de champ est comprise entre les deux 8 c est à dire d environ 2 70 à 6 m Si le diaphragme était de f 22 la profondeur de champ s étendrait de l infini à un peu plus d un mètre La distance de mise au point est en fait la distance hyperfocale Pour tous ceux qui n ont ni objectifs anciens ni les modèles sophistiques il reste la calculette ou la mémorisation cérébrale d un certain nombre de règles simples Pour un objectif donné la profondeur de champ augmente quand on ferme le diaphragme Elle diminue si on ouvre Par rapport à la distance de mise au point la profondeur de champ se répartit sur environ 1 3 devant et 2 3 derrière le plan de mise au point exception faite de la macrophotographie En macrophotographie la profondeur de champ se répartir moitié devant et moitié

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  • La profondeur de champ (BM)
    de calcul de la distance hyperfocale H F² e x f Avec H hyperfocale en mm F focale en mm e 0 03 cercle de confusion f diaphragme Exemple de calcul de l hyperfocale pour un objectif de 120 mm à f 8 H 120x120 0 03x8 14400 0 24 60 m Formule de calcul de la profondeur de champ PPN d x H H d DPN d x H H d PdC DPN PPN Avec PPN distance objectif premier plan net en m d distance de mise au point en m H distance hyperfocale DPN distance objectif dernier plan net en m PdC profondeur de champ en m Dans notre exemple l objectif de 120 mm ouvert à f 8 a une H 60m Si nous faisons la mise au point sur l hyperfocale PPN 60x60 60 60 3600 120 30 m DPN 60x60 60 60 3600 0 infini L image sera donc nette de 30 m à l infini La profondeur de champ sera PDC infini 30 infini Par contre si nous faisons la mise au point à 10 m par exemple PPN 10x60 60 10 600 70 8 6 m DPN 10x60 60 10 600 50 12 m Et PDC 12 8 6 3 4 m Sur le terrain Avec les anciens objectifs à mise au point manuelle on disposait d une échelle de profondeur de champ qui nous permettait de voir que plus on ferme le diaphragme plus grand est la profondeur de champ On pouvait également connaître l hyperfocale il suffisait de placer l infini en face du diaphragme choisi Enfin et le plus important on pouvait choisir sa profondeur de champ et régler le diaphragme qui lui correspondait Actuellement Minolta et Canon proposent des modèles qui affichent la profondeur de champ en fonction de l objectif du diaphragme et de la distance de mise au point mais ce n est pas immédiat et il faut pianoter Sur notre exemple d objectif ancien il faut lire que la mise au point a été faite à environ 4 m que le diaphragme choisi est f 8 La profondeur de champ est comprise entre les deux 8 c est à dire d environ 2 70 à 6 m Si le diaphragme était de f 22 la profondeur de champ s étendrait de l infini à un peu plus d un mètre La distance de mise au point est en fait la distance hyperfocale Pour tous ceux qui n ont ni objectifs anciens ni les modèles sophistiques il reste la calculette ou la mémorisation cérébrale d un certain nombre de règles simples Pour un objectif donné la profondeur de champ augmente quand on ferme le diaphragme Elle diminue si on ouvre Par rapport à la distance de mise au point la profondeur de champ se répartit sur environ 1 3 devant et 2 3 derrière le plan de mise au point exception faite de la macrophotographie En macrophotographie la profondeur de champ se répartir moitié devant et moitié

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  • Cours Photophiles
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  • La profondeur de champ (FK)
    a vu que lorsque l on fait la mise au point sur un objet situé à l hyperfocale on est net de la mi distance de l hyperfocale jusque l infini dans le premier cas calculé on sera net de 31 25m jusque l infini Si on fait la mise au point sur un objet situé à une distance plus courte que l hyperfocale on remarque que l infini devient flou et que l avant plan devant l objet est flou aussi Cette zone de netteté entre les deux limites de netteté c est la profondeur de champ Calcul de la profondeur de champ Comme on considère nettes les images se trouvant entre les plans contenant les cercles de confusion on peut alors retrouver les objets de ces images Pour la facilité du dessin on remplace les cercles de confusion par des points A et C et on recherche les objets de ces points Tous les points contenus entre A et C sont considérés comme nets sur la pellicule On constate que le plan où se trouve le point B s appelle plan de netteté Que le plan ou se trouve le point A s appelle DPN dernier plan net et que le plan où se trouve le point C s appelle PPN premier plan net L espace entre les points A et C s appelle profondeur de champ La profondeur de champ c est une zone de netteté qui s étend en deçà et au delà du plan de netteté Elle se repartit 1 3 devant et 2 3 derrière Les objets situés en dehors de la profondeur de champ seront flous sur l image Les formules La profondeur de champ PDC PPN DPN H Hyperfocale et d distance de mise au point avec Exemple un objectif de 50mm ouvert à f 2 a une hyperfocale à 62 5m La distance de mise au point est de 10m Quel est la profondeur de champ La distance de mise au point est de 10m et la profondeur de champ de 11 9 8 6 3 3m avec 1 4m entre l objet et le PPN et 1 9m entre l objet et le DPN En conclusion Sur le terrain il est difficile de calculer la profondeur de champ avec exactitude surtout en reportage où l on doit prendre rapidement des photos Ce qu il faut retenir pour une application pratique et rapide de ce réglage de la profondeur de champ c est qu il y a trois facteurs qui influencent la profondeur Dans les formules nous voyons que la distance de mise au point d la focale F qui se trouve dans la formule de H et l ouverture du diaphragme N qui se trouve aussi dans la formule de H sont les trois facteurs que l on dispose sur le terrain et qui nous permettent de régler la profondeur sans calculer ll faut retenir que Si le diaphragme augmente c est à dire passer de f 2 à f

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  • La profondeur de champ (FK)
    vu que lorsque l on fait la mise au point sur un objet situé à l hyperfocale on est net de la mi distance de l hyperfocale jusque l infini dans le premier cas calculé on sera net de 31 25m jusque l infini Si on fait la mise au point sur un objet situé à une distance plus courte que l hyperfocale on remarque que l infini devient flou et que l avant plan devant l objet est flou aussi Cette zone de netteté entre les deux limites de netteté c est la profondeur de champ Calcul de la profondeur de champ Comme on considère nettes les images se trouvant entre les plans contenant les cercles de confusion on peut alors retrouver les objets de ces images Pour la facilité du dessin on remplace les cercles de confusion par des points A et C et on recherche les objets de ces points Tous les points contenus entre A et C sont considérés comme nets sur la pellicule On constate que le plan où se trouve le point B s appelle plan de netteté Que le plan ou se trouve le point A s appelle DPN dernier plan net et que le plan où se trouve le point C s appelle PPN premier plan net L espace entre les points A et C s appelle profondeur de champ La profondeur de champ c est une zone de netteté qui s étend en deçà et au delà du plan de netteté Elle se repartit 1 3 devant et 2 3 derrière Les objets situés en dehors de la profondeur de champ seront flous sur l image Les formules La profondeur de champ PDC PPN DPN H Hyperfocale et d distance de mise au point avec Exemple un objectif de 50mm ouvert à f 2 a une hyperfocale à 62 5m La distance de mise au point est de 10m Quel est la profondeur de champ La distance de mise au point est de 10m et la profondeur de champ de 11 9 8 6 3 3m avec 1 4m entre l objet et le PPN et 1 9m entre l objet et le DPN En conclusion Sur le terrain il est difficile de calculer la profondeur de champ avec exactitude surtout en reportage où l on doit prendre rapidement des photos Ce qu il faut retenir pour une application pratique et rapide de ce réglage de la profondeur de champ c est qu il y a trois facteurs qui influencent la profondeur Dans les formules nous voyons que la distance de mise au point d la focale F qui se trouve dans la formule de H et l ouverture du diaphragme N qui se trouve aussi dans la formule de H sont les trois facteurs que l on dispose sur le terrain et qui nous permettent de régler la profondeur sans calculer ll faut retenir que Si le diaphragme augmente c est à dire passer de f 2 à f 16

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