Le couple capteur / processeur d'un APN ou appareil vidéo a un rôle fondamental pour la qualité image. Les autres éléments en dépendent : un objectif haut de gamme sera pleinement efficace s'il est monté sur appareil doté d'un capteur de qualité.
Qu'est-ce qu'un capteur ?
Le capteur est un composant électronique photosensible qui réagit à la lumière. Ce composant est constitué d’un ensemble d’éléments organisés comme un damier (la plupart des capteurs sont constitués d'une matrice de Bayer) Ces éléments, appelés photosites, peuvent être rectangulaires, carrés ou octogonaux selon le type de capteur. Ils produisent des charges électriques qui varient en fonction de la lumière reçue, et, au final, forment les pixels. La taille des photosites a une influence sur l'efficacité de la sensibilité à la lumière.
matrice Bayer
L’image numérique naît de la combinaison de 3 couleurs : rouge, vert, bleu (RVB)
Deux grandes familles de capteurs : CCD, CMOS.
Le capteur CMOS est actuellement le plus répandu car, pour un coût plus faible que le CCD, il permet des cadences de lecture plus élevées, une consommation moins énergivore.
- Dans le mono capteur, les photosites sont recouverts d’un filtre : rouge, vert, bleu. La sensibilité au vert d’un photosite étant moins importante, il faut 2 photosites pour le vert, un pour le rouge et un pour le bleu, soit un total de 4 photosites pour obtenir une couleur. Le nombre de pixels que contient une image s'appelle définition de l'image. À nombre égal de pixels, la densité des photosites par mm² est fonction de la taille du capteur. Plus la densité au mm² est élevée, plus la sensibilité à la lumière diminue : gestion difficile des basses et hautes lumières, bruit.
- Dans le tri-capteur chacun des 3 capteurs est dédié à une couleur. Les couleurs séparées offrent une meilleure précision.
Taille du capteur● incidence de la taille du capteur sur l'angle de champ
Avant d'acheter un objectif, prendre en compte sa focale équivalente à votre appareil. ● capteurs matériel photo
| capteurs | taille (mm) | utilisation |
|
plein écran |
24x36 |
Reflex, Hybrides, Compacts experts |
|
APS-C |
15,7x23,7 |
Reflex, Hybrides |
|
APS-C |
14,9x22,3 |
Reflex Canon Hybrides Canon |
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micro 4/3 |
13x17,3 |
Hybrides µ4/3 Compacts experts |
|
1" |
8,8x13,2 |
Compacts Bridges Hybrides |
| 1/1,7" | 5,7x7,6 | Compacts |
|
1/2,3" |
4,5x6,2 |
Compacts Bridges Smartphones |
|
1/2,5" et 1/3" |
3,6x4,8 |
Compacts Smartphones
|
● capteur d'un smartphone
Pour obtenir de grandes résolutions malgré la petitesse du capteur d'un smartphone (ou iPhone), il existe une technique qui multiplie le nombre de pixels. Les pixels sont générés par les photosites du capteur (intensité lumineuse convertie en signal électrique). En réduisant la taille des photosites, donc en augmentant la densité au mm², on obtient davantage de pixels. Or, plus la densité au mm² est élevée, moins les photosites sont sensibles à la lumière. Il en résulte des images de moins bonne qualité. Pour pallier cet inconvénient et améliorer la sensibilité, l'innovation consiste à appliquer la technique du pixel binning, c'est à dire assembler les pixels par groupes de 4 ou plus (exemple Xiaomi 12T pro : capteur 1/1,22" 200 Mpx, Super pixel 16 en 1) pour former un pixel plus grand, dans le but d'améliorer la sensibilté et le niveau de bruit de l'image. De fait, les 200 Mpx du Xiaomi (taille pixel = 0,64μm) produisent après regroupement un fichier image de 12,5 Mpx. (taille pixel = 2,56 μm)
| Taille capteur | Nombre de pixels | pixel binning | Taille pixel |
|
| CANON EOS R6 |
24x36 | 20 Mpx | 8,6 μm | |
| XIAOMI 12T pro |
1/1,22" |
200 Mpx sans pixel binning 12,5 Mpx avec pixel binning |
16 en 1 |
0,64 μm 2,56 μm |
La qualité de l'image est donc fonction de la taille du capteur et de celle des pixels.
● matériel vidéo
Un caméscope équipé d'un ou de 3 capteurs ?
La réponse n’est pas si évidente. En théorie un tri-capteur a l'avantage de restituer un meilleur rendu des couleurs. La technologie du capteur, la combinaison capteur/processeur, l'optique jouent également un rôle important.
CCD ou CMOS ?
- Avantages CCD par rapport au CMOS
plus de précision, meilleure sensibilité.
- Avantages CMOS par rapport au CCD
meilleur rapport signal/bruit qui permet d'obtenir de meilleures images en basse lumière, faible consommation, vitesse de lecture.
- Inconvénient CMOS par rapport au CCD
le mode Rolling shutter du capteur CMOS produit l'effet "jello" lors de prises de vues avec des mouvements rapides (distorsion et déformation de l'image).
Combien de pixels pour la vidéo ?
- HD (full) la résolution est 1920x1080, soit 2 073 600 pixels.
- 4K avec une résolution 3840x2160 soit 8 294 400 pixels.
- Un supplément de pixels se justifie uniquement dans le cas où l'appareil est doublé du mode photo.
