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    Les bases techniques de la photo
    Écrit par Administrator   
    Lundi, 09 Juillet 2007 17:45

     

    Choisir son objectif photo

    Par Bernard Moreaux

     


      Caractéristiques des objectifs
      Acheter un objectif d'occasion


    Partie de l'appareil la plus importante pour la qualité technique de l'image. Il faut donc acquérir des objectifs de très bonne qualité et se limiter au milieu ou bas de gamme pour le boîtier sachant que les boîtiers actuels sont en mesure de résoudre 90% des problèmes rencontrés. Sachant aussi qu'un boîtier sera usé ou dépassé bien plus rapidement que son ou ses objectifs. C'est pourtant l'inverse que nous pratiquons tous !! 
    B. Moreaux

     CARACTERISTIQUES DES OBJECTIFS

    - la focale
    - l'angle de champ (pour la diagonale du 24x36 et pour une mise au point à l'infini).
    - l'ouverture minimale
    - la distance minimale de mise au point
    - le poids
    - l'encombrement
    - le prix

    Focale et dénomination

    Coupe Objectif NormalObjectif normal :

    Sa focale est de 50 mm pour le format 24x36 mm. Il restitue la perspective de l'œil.

     

     Coupe Objectif Courte-focaleObjectif de courte focale :

    Il élargit le champ de vision et exagère les perspectives.
    - Grand angulaire : 35 mm f/2
    - Super grand angulaire : 24 mm f/2
    - Fish-eyes : 16 mm f/2.8

     

     

     

     Coupe Objectif Longue focaleObjectif longue focale :

    Il rapproche les sujets lointains, réduit l'angle de vision ainsi que la profondeur de champ. Il compresse les plans.
    - Court téléobjectif : 85 mm f/1.8
    - Télé-objectif moyen :135 mm f/2.8
    - Grand téléobjectif : 200mm f/3.5
    - Super grand télé : 500 mm f/5.6

    Objectif Zoom :

    Il remplace, à lui seul, plusieurs focales fixes, mais il est plus lourd, plus volumineux, d'une ouverture relative plus modeste, donc moins lumineux. Son autofocus sera en difficulté en faible lumière.
    Sa qualité optique quoi qu'égalant celle d'une focale fixe ordinaire n'atteint pas les sommets d'un très bon objectif fixe de la même marque.
    - Zoom grand angulaire : 20-50 mm f/4
    - Zoom moyen ou standard : 28-85 mm f/2.8
    - Télé zoom : 80-200 mm f/2.8
    - Super télé zoom : 250-600 mm f/5-6.3

    Zoom transtandard :

    Son amplitude est supérieure à x4. Plus lourd, plus volumineux, il a une ouverture glissante plus modeste.
    - 24-120 mm : f/3.5-5.6 x5
    - 28-300 mm : f/3.5-6.3 x11
    - 50-500 mm : f/4-6.3 x10

    Objectifs spéciaux :

    Macro :

    Ces objectifs permettent la photo de sujets de très petite taille.

    Focale (mm) Rapport de reproduction Distance objectif -
    sujet (mm)
    50 1 / 2 100
    50 1 50
    100 1 120
    200 1 230
    300 1 280

    Objectifs corrigés pour travailler entre l'échelle 1/10 et l'échelle 1/1.

    La meilleure définition est obtenue à f/16 de façon à bénéficier d'une profondeur de champ acceptable.

    Décentrement :

    Permettent de corriger les défauts de perspective que l'on observe en photo d'architecture aux courtes focales. D'un usage délicat, ils sont entièrement manuels et nécessitent l'usage d'un trépied.

    Soft :

    Utilisés en portrait de studio, ils permettent de faire des flous variables en diamètre et intensité.

    Modificateurs de focale :

    - Transformateurs autofocus : Permet de rendre autofocus un objectif ancien qui ne l'était pas. Il y a forcément multiplication de la focale x1.5 à 1.7 (un 50 mm f/1.4 devient un 85 mm f/2.4).
    - Multiplicateur de focale : Avec un x1.4, un 200 mm f/3.5 devient un 200x1.4 = 280 mm avec une ouverture de f/3.5+1diaph ¼= f/5, avec un x1.7, un 135 mm f/2.8 devient un 135x1.7 = 230 mm avec une ouverture de f/2.8+1diaph 1/2= f/4.5, avec un x2, un 180 mm f/2.8 devient un 360 mm avec perte de 2 diaphragmes, on obtient donc un 360 mm f/5.6.
    Sauf instruction du constructeur, les multiplicateurs sont à éviter avec les courtes focales et les zooms à leurs focales extrêmes.

    Angle de champ et perspectives

    Avec les trois objectifs, on voit la maison et le peuplier mais le 70 mm n'intègre que les sommets 3 et 4 alors que le 35 mm englobe 2, 3, 4 et 5. Quant au 20 mm, il autorise la vision de tous les sommets, mais les montagnes sembleront très lointaines. Au contraire le 70 mm rapprochera la montagne.

    Illustration angles de champ objectif photo Illustration angles de champ objectif photo

    Distance minimale de mise au point

    Une courte distance de mise au point permet d'approcher davantage donc de grossir le sujet. Avec un super grand angle (24, 28 mm) la profondeur de champ à f/16 ou f/22 permet d'être net à une distance bien inférieure à la distance minimale de mise au point.
    Sur un grand télé (180mm, 200mm) une faible distance de mise au point autorise la prise de vue de papillons ou petits mammifères qui resteraient trop petits à distance plus importante.

    Ouverture maximale

    Plus l'ouverture est grande (f/1.4 – f/2.8), plus la visée est lumineuse. La mise au point manuelle en est facilitée. La mise au point auto (autofocus) restera opérationnelle même en basse lumière. La grande ouverture permettra de réduire la profondeur de champ pour isoler le sujet du fond ou de l'avant plan.

    La qualité optique d'un objectif s'évalue en gros à son ouverture maximale :
    - un 50 mm f/1.8 est ordinaire (135 €)
    - un 50 mm f/1.4 est bon (380 €)
    - un 50 mm f/1.2 est excellent (650 €)
    - un 50 mm f/1 est exceptionnel (3050 €)
    Un 200 mm f/2.8 sera bien meilleur qu'un 200 mm f/4 mais poids, encombrement et prix suivent la même progression.

    Poids, encombrement, prix

    Quelques exemples permettent de se faire une idée des relations entre encombrement et prix des objectifs et des zooms autofocus.

    Focale (mm) Ouverture Distance minimale Diamètre du filtre Longueur (mm) Poids
    (g)
    Prix
    (Euros)
    Marque
    24 f/2.8 0.3 m 72 65 400 690 Minolta
    24 f/1.8 0.3 m 78 71 520 2055 Canon
    50 f/1.7 0.45 m 65 37 170 259 Pentax
    50 f/1.4 0.45 m 65 37 220 349 Pentax
    50 f/1 0.60 m 72 40 985 3050 Canon
    200 f/2.8 1.50 m 58   730 1070 Minolta
    200 f/2.8 1.10 m 77 134 785 1830 Pentax
    200 f/4 Macro 62   800 2020 Nikon
    400 f/5.6 2 m 77 199 1140 2010 Pentax
    400 f/2.8 3.80 77   1460 2825 Nikon
    Les données de ce tableau sont fournies à titre indicatif seulement (février 2003). 
    Les prix des objectifs dépendent des modèles et évoluent dans le temps tout comme les dimensions et le poids.

     

    Focales Ouvertures relatives Distance minimale Diamètre filtre Poids
    (g)
    Prix
    (Euros)
    Marque
    24-135 f/3.5-5.6 0.4 m 72   695 Tamron
    24-120 f/3.5-5.6 0.5 m 72   865 Nikon
    24-85 f/3.5-4.5 0.5 m 62   450 Minolta
    24-85 f/2.8-4 0.5 m 72   910 Nikon
    28-80 f/3.5-5.6 0.35 58 330 209 Nikon
    28-70 f/2.8 0.5 m 77 800 2440 Nikon
    80-200 f/4.5-5.6 1.10 m 77 295 299 Pentax
    80-200 f/2.8 1.40 m 77 1570 2700 Pentax
    28-200 f/3.8-5.6 0.5 72 465 470 Pentax
    28-200 f/3.5-5.6 0.85 72 480 865 Nikon
    28-300 f/3.5-6.3 1.10 72 510 450 Sigma
    Les données de ce tableau sont fournies à titre indicatif seulement (février 2003). 
    Les prix des objectifs dépendent des modèles et évoluent dans le temps tout comme les dimensions et le poids.

     ACHAT D'UN OBJECTIF D'OCCASION

    Son origine

    S'il s'agit d'un achat à un particulier, demandez lui de vous fournir les papiers attestant que le matériel a été obtenu légalement. A défaut, faites lui rédiger un certificat de vent.
    Les petites annonces des revues spécialisées vous permettent de contacter le vendeur.
    Certains magasins se sont fait une spécialité du matériel d'occasion et vous assurent une garantie. Au moins le temps que vous fassiez un film d'essai, votre chèque ne sera pas encaissé. En cas de défaut chacun retrouve son bien d'origine.
    L'achat par correspondance à un particulier ou un magasin ne peut se réaliser que dans un climat de confiance mutuelle.

    Contrôle de l'objectif

    Un objectif qui est usagé ou a été maltraité présente :
    - Un aspect extérieur défraîchi (revêtement écaillé ou rayé), traces de coups en particulier sur la monture vissante pour filtre.
    - La lentille avant rayée. De très fines rayures, à condition qu'elles soient peu nombreuses, sont sans gravité. Une grosse rayure ou un éclat peut entraîner l'apparition de défauts sous certains éclairages. Ne pas acheter.
    - La lentille arrière rayée, même très légèrement : Ne pas acheter.
    - Des taches de décollement ou de moisissure sur les lentilles : Ne pas acheter.
    - Des poussières intérieures visibles en approchant l'œil de la lentille arrière et en actionnant la mise au point et la bague de zoom ne nuisent pas au piqué de l'objectif dans la mesure ou elles ne sont pas nombreuses.
    - Des irrisations irrégulières sur les lentilles témoignent d'une dégradation du traitement multi couche: Ne pas acheter, même pour ne faire que du noir et blanc.
    - Des traces brillantes sur l'iris du diaphragme quand il est fermé au maximum montre que l'objectif a beaucoup servi.
    - Un diaphragme qui se ferme et s'ouvre de façon inconstante montre une usure trop importante : Ne pas acheter.
    - Une baïonnette qui force même légèrement montre qu'elle est déformée : Ne pas acheter.
    - Des points durs dans la rotation des bagues de focale ou de mise au point. Il y a eu un choc important : Ne pas acheter.
    - Du jeu dans les bagues peut être prévu à la fabrication.
    - Du jeu entre deux parties du corps de l'objectifs, les rampes sont usées, la précision optique n'est plus assurée : Ne pas acheter.
    - Un crantage très mou de la bague des diaphragmes peut entraîner des imprécisions d'exposition en automatique. Evitez.
    - Des contacts électriques très oxydés : Ne pas acheter. Après nettoyage avec une lingette optique, ils doivent être brillants.

    La côte de revente

    La côte FNAC – Chasseur d'images peut servir de base sachant qu'elle est très sévère, surtout pour les objectifs d'opticiens indépendants. Elle est consultable sur Internet à l'adresse http://www.photim.com/COTE/TABCOTE.ASP 
    La revue "Réponses Photo" publie chaque mois une liste importante de matériel d'occasion vendu par des magasins spécialisé qui assurent l'expédition et donnent une garantie de six mois.

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    Les bases techniques de la photo
    Écrit par Administrator   
    Lundi, 09 Juillet 2007 17:45

    Les techniques de la photographie au XIXème siècle

    Par Philippe Aprosio


     

     Les procédés négatifs
     Les procédés positifs
     A la fois négatif et positif


     

    "Si la photographie vous intéresse, laissez vous tenter par un petit voyage dans le temps et propulsez vous dans ce siècle qui a permit à cet art de naître , de se développer et d' acquérir ces lettres de noblesses."
    Philippe Aprosio
     

     LES PROCEDES NEGATIFS

    Les plaques sèches à l'albumine

    En 1847 on met au point une technique qui permet d'obtenir des négatifs non plus sur du papier à cause duquel on perd de la netteté sur les clichés mais sur des plaques de verre ce qui permet de reproduire les objets photographiés jusque dans leurs plus petits détails. Mais tout cela ne c'est pas fait sans difficultés et il a fallu de nombreuses recherches pour découvrir un liant capable d' adhérer suffisamment fort sur le verre pour ne pas se décoller durant tout les traitements , de retenir les sels d'argent et de pouvoir permettre le développement de l'image même après avoir séché. Cette substance c'est l'Albumine des oeufs contenue dans le blanc.

    Cette technique est la plus facile à mettre en pratique bien qu'il soit pratiquement impossible d'obtenir des résultats vraiment parfaits. On prend des oeufs et on sépare le blanc du jaune. Dans le blanc on dissout du Iodure de Potassium et un petit peu d'ammoniaque. Il faut ensuite battre ces blancs d'oeuf en neige très ferme et les abandonner à eux-mêmes durant environ 12 heures. Ce temps écoulé on récupère le liquide qui s'est déposé au fond du contenant , c'est l'albumine photographique. Sur des plaques de verres parfaitement nettoyées on applique cette albumine et on laisse sécher une douzaine d'heures. Une fois sèches il faut sensibiliser les plaques dans un bain de nitrate d'argent acidifié pendant environ 1 mn. La sensibilisation terminée il faut rincer les plaques pour éliminer l'excès de nitrate d'argent et on laisse sécher bien à l'abri de la lumière. Les plaques ainsi préparées peuvent être conservées environ 15 jours. L'exposition de telles plaques ne se compte plus en secondes mais en minutes, un manuel d'époque indique environ 1 mn et demie pour trois centimètre de tirage du soufflet ( Ce qui donne pour une focale de 200 mm un temps de pose d'environ 10 mn si l'on photographie à l'infini ) et en plein soleil.

    Après l'exposition les plaques sont développées, lavées, fixées et encore lavées avant d'être séchées. Bien que la pellicule d'albumine soit très résistante une fois sèche il faut prendre quelques précautions dans les diverses manipulations tant que celle-ci est humide car on peut facilement la déchirer. Les clichés obtenus par l'albumine donnent des positifs très doux et particuliers avec peu de contraste.

    Le Collodion Humide :

    Cette technique qui date de 1851 permet d'obtenir des clichés d'une très grande finesse de grain et capable de rendre une plage de gris très étendu .Les résultats que l'on peut attendre d'un tel procédé sont pratiquement impossible à atteindre avec les procédés actuels. Bien sur tous ces avantages sont largement contrebalancés par quelques inconvénients dont un de taille ; la plaque doit impérativement être terminée avant le séchage de la pellicule de collodion qui sert de médium aux sels d'argent, sinon celle-ci perd toute sensibilité et tout développement devient impossible d'où le nom du procédé.

     

    Collodion humide
    Cette image a été obtenue à l'aide d'un programme de traitement d'image à partir de la numerisation d'un cliché négatif réalisé selon le procédé du collodion humide.

     

    Le collodion est du nitrate de cellulose (coton poudre) dissout dans un mélange d'alcool et d'éther.

    On introduit dans ce collodion des sels de Cadmium , d'Ammonium ou de Potassium bien que ces derniers nécessitent l'ajout d'une certaine quantité d'eau afin de réaliser leur dissolution et cet ajout peut créer quelques problèmes.

    Après avoir dissout nos sels nous avons en main du collodion photographique.

    Il faut couler le collodion sur une plaque de verre coupée à la dimension voulue, après avoir coulé le collodion, on laisse évaporer quelques instants jusqu'à ce que le collodion fasse prise.

     

    Lorsque le collodion a fait prise on immerge la plaque dans un bain de nitrate d'argent pendant quelques minutes afin que les sels contenus dans la pellicule soit transformé en halogénures d'argent sensibles à la lumière.

    Viennent ensuite égouttage , exposition , développement , fixage et lavage tout cela évidemment avant le séchage de la couche sensible.

    Le Collodion Sec au Tanin :

    Dès l'apparition du procédé au collodion humide en 1851 de nombreux chercheurs et amateurs se mirent en quête de trouver un moyen d'utiliser les plaques au collodion non plus humides et dans un temps extrêmement court , mais sous une forme sèche , tout en leurs conservant leurs sensibilité , et ceci afin de ne plus être obligé d'avoir son laboratoire avec soi. L'idée était excellente et devait permettre la photographie de voyage d'une manière beaucoup plus pratique. Deux voies se sont ouvertes l'une qui consistait à préserver l'humidité du collodion par l'application de diverses substances (miel, sirop de sucre........) et l'autre qui permettait un séchage complet de la plaque après avoir recouvert celle-ci d'une substance ( albumine , tanin ....) conservant la porosité de la pellicule de collodion , porosité qui permettait au révélateur d'agir malgré le séchage de la couche sensible et donc le développement de l'image restait possible. C'est une option du second type qui va nous occuper et qui date de 1854.

     

    Collodion sec au tanin
    Ce tirage a été effectué par contact à partir d'un négatif au collodion sec au tanin sur papier Aristotype Centenial. La photographie a ensuite été virée dans un bain au sélénium afin d'obtenir des tons plus froids.Le négatif à demandé une pose de 5 minutes et cela un jour où le soleil etait complètement voilé par des nuages bien blancs.

     

    La substance que nous utiliserons est le Tanin. C'est une poudre extraite, entre autres, de l'écorce du chêne. La préparation d'une plaque sèche au tanin commence exactement comme pour une plaque au collodion humide, la marche à suivre diffère après la sensibilisation. Au sortir du bain de nitrate d'argent la plaque est rincée plusieurs fois dans une grande cuvette (ou une bassine) contenant de l'eau ordinaire, après 5 ou 6 passages dans cette eau un petit truc que je vous communique (mais n'en parlez pas !!!) , il faut immerger la plaque dans un bain d'eau contenant de l'acide chlorhydrique ou du sel de cuisine . Après ce bain vient un rinçage à l'eau distillée et enfin la mise au bain de tanin . La plaque est ensuite mise à sécher dans le noir complet pendant environ 12 heures. Une fois sèches les plaques préparées suivant cette méthode se conservent très longtemps (dans certains ouvrages on parle de plusieurs années ???) et gardent leurs sensibilité si évidemment on prend soin de les préserver de la lumière et de l' humidité.

    Après l'exposition à la chambre noire les plaques sont développées , fixées et lavées comme à l'ordinaire. Pour ce qui est de l'exposition il faut compter environ 30 fois le temps de pose nécessaire pour une plaque humide, alors pour ce qui est de l'instantané ........

     LES PROCEDES POSITIFS

    Le Papier Salé :

    La technique du papier salé date de la découverte du principe négatif /positif en 1840 pour ne pas dire de l'aube de la photographie. En effet les premiers essais photographique n'ont-ils pas été réalisé avec du chlorure d'argent ? Et bien le papier salé n'est rien d'autre qu'un papier au chlorure d'argent. Le chlorure d'argent étant un produit pratiquement impossible à appliquer tel quel sur un papier du fait de sa solubilité difficile , il a été plus facile de former le chlorure d'argent directement à la surface de la feuille de papier, préalablement trempée dans une solution de chlorure de sodium, par l'action du nitrate d'argent. D'où le nom de papier salé.

     

    Papier salé
    Nous avons ici la numerisation d'un tirage sur papier salé non viré, réalisé par contact au travers d' un négatif au collodion humide.J'ai essayé de conserver au maximum le rendu des tons tout à fait particulier des tirages sur papier au chlorure d'argent.

    La préparation du papier débute par une immersion de la feuille dans un bain d'eau distillée contenant du chlorure de sodium. La feuille est ensuite séchée, dans cet état elle peut être conservée indéfiniment ,puis mise à flotter sur une solution de nitrate d'argent , on l'égoutte et on la sèche .La feuille ainsi apprêtée est sensible à la lumière , à l'humidité et ne se conserve que peu de temps. Il ne faudra donc préparer que la quantité juste nécessaire pour les besoins du moment .

    Le papier sensible est exposé sous un négatif, à l'aide d'un châssis, à la lumière du jour. Le papier au chlorure d'argent est un papier à noircissement direct, c'est à dire qu'il noirci au fur et à mesure de son exposition et ne nécessite donc pas de révélateur. Quand l'exposition est jugée suffisante le tirage est d'abord rincé pour enlever le nitrate d'argent en excès sur la couche sensible , il est viré (ou non viré) et enfin fixé. Il est ensuite lavé bien à fond afin de faire disparaître toutes traces d'hyposulfite de soude (thiosulfate de sodium). Après le lavage le tirage est séché et repassé pour l'aplanir.

     

    Le Papier Albuminé :

    Le papier Albuminé est né du fait que l'on s'est vite aperçu que dans le papier salé l'image allait se former en partie à l' interieur des fibres du papier et donc perdait en contraste et en brillant. On a donc cherché à boucher les pores du papier par un ecollage, et pour réaliser cet encollage on à utilisé de l' albumine chlorurée. Dans ce procédé le chlorure d'argent n'est plus formé a même le papier , mais dans l' épaisseur de la couche d' albumine par l'action du nitrate d'argent. D'où le nom de papier albuminé.

    La préparation de ce papier commence par l' encollage en faisant flotter la feuille sur un bain d'Albumine contenant du chlorure de sodium . La feuille est ensuite séchée , dans cet état elle peut être conservée indéfiniment ,on peut, si l' on veut obtenir un brillant plus important, faire subir au papier un second albuminage, on est alors en présence d' un papier doublement albuminé.Pour le rendre sensible le papier est mis à flotter sur une solution de nitrate d'argent , on l'égoutte et on le sèche . La feuille ainsi apprêtée est sensible à la lumière , à l'humidité et ne se conserve que peu de temps. Il ne faudra donc préparer que la quantité juste nécessaire pour les besoins du moment .

    Le papier sensible est exposé sous un négatif, à l'aide d'un châssis, à la lumière du jour. Le papier au chlorure d'argent est un papier à noircissement direct, c'est à dire qu'il noirci au fur et à mesure de son exposition et ne nécessite donc pas de révélateur. Quand l'exposition est jugée suffisante le tirage est d'abord rincé pour enlever le nitrate d'argent en excès sur la couche sensible , il est viré (ou non viré) et enfin fixé. Il est ensuite lavé bien à fond afin de faire disparaître toutes traces d'hyposulfite de soude (thiosulfate de sodium). Après le lavage le tirage est séché et repassé pour l'aplanir.

    Le procédé à la gomme :

    Ici nous découvrons un procédé Pigmentaire, c'est à dire un procédé de tirage dans lequel ne rentre aucun métal pour la formation de l'image. Contrairement au procédé sur papier salé où l'image est formée par de l'argent métallique dans le procédé à la gomme l'image est formé par une poudre colorante ( pigment ) contenue dans une dissolution de Gomme Arabique ( Sève extraite d'une espèce d'acacia qui pousse en Afrique ).Cette préparation est rendu sensible à la lumière par l'introduction de Dichromate ( ou Bichromate) de Potassium ou d' Ammonium. La gomme bichromatée est appliquée sur le papier à l'aide d'un pinceau le plus régulièrement possible, ensuite on sèche la feuille. Une fois sèche la feuille est sensible à la lumière , on expose dans un châssis à tirage sous un négatif. Sous l'action de la lumière la gomme va s'insolubiliser en rapport de la lumière reçue. L'image apparaît peu à peu par changement de teinte de la gomme. Là aussi il faut estimer l'exposition, lorsque celle-ci est jugé suffisante on procède au développement en immergeant le tirage dans une cuvette d'eau claire et fraîche. Au bout d'un certain temps la gomme qui n'a pas reçu de lumière va se dissoudre sous l' action de l' eau et va abandonner la feuille en revanche la gomme qui a été insolée est insoluble et reste attachée au papier et forme l'image. Après le dépouillement complet de l'image, aucun fixage n'est nécessaire et il suffit de laisser sécher.

    Les procédés pigmentaires on l'avantage sur les procédés métalliques d'offrir une plus grande stabilité dans le temps mais, à quelques exceptions près, ils possèdent une définition beaucoup moins grande que les procédés métalliques. Ils permettent une mise en oeuvre plus facile et l'utilisation de produits moins coûteux.

     A LA FOIS NEGATIF ET POSITIF

    Ces procédés ont la particularité d' apparaitrent négatif par transparence et positif par réflexion. On provoque donc la réflexion de la lumière en appliquant au dos du négatif une surface noire (Ambrotype), ou en créant le négatif directement sur la surface noire (Ferrotype).

    L'Ambrotype :

    C'est un procédé mis au point en 1854 et qui n'est rien d'autre que l'adaptation au collodion humide d'un procédé qui était pratiqué sur plaque à l'albumine depuis 1848 et que l'on nommait "amphitype". Pour réaliser un ambrotype, il faut suivre le même mode opératoire que pour une plaque au collodion humide. Une plaque de verre est donc préparée de la même manière, à savoir étendage du collodion, sensibilisation, égouttage, exposition, développement, lavage, fixage, lavage, séchage.

    Quelques modifications seront néanmoins nécessaires pour obtenir un ambrotype digne de ce nom;

    La composition du collodion sera légèrement modifié bien que cela soit facultatif, on obtient de très bon résultat même avec un collodion préparé pour les négatifs.

    La plaque sera volontairement sous-exposée pour avoir une image légère avec peu de densité dans les clairs.

    L'acidification du révélateur, c'est à mon avis ce qui est le plus important dans la réalisation du procédé, se fera avec de l'acide nitrique ( et non pas acétique ou sulfurique comme dans les autres procédés ) pour que l'argent qui va former notre image soit sinon blanc brillant , tout au moins gris très clair.

    Le fixage devrait théoriquement se faire avec du cyanure de potassium, ce qui rendrait l'image encore plus brillante, mais je me refuse personnellement à l'utiliser du fait de sa toxicité. Je fixe donc comme à l'habitude avec du Thiosulfate de sodium et le résultat est bon.

    Enfin après le lavage et le séchage de la plaque celle-ci doit être posée sur un fond noir ou marron foncé pour que le changement s'accomplisse et que l'image apparaisse en positif.

    C'est une méthode rapide qui convient bien pour le portrait car elle nécessite un temps de pose très court (tout étant relatif) , de l'ordre de 2 à 4 seconde à l'ombre bien claire.

    Le Ferrotype :

    Le ferrotype ou tintype ou mellanotype n'est ni plus ni moins qu' un ambrotype (voir ci-dessus) réalisé non pas sur une plaque de verre mais sur un morceau de tôle de fer blanc recouverte d' un vernis noir. Ce procédé fut utilisé par les forains et ce jusque dans les années 1950 .

    La tôle est d' environ 0,15mm d' épaisseur (tôle de boite à biscuit par exemple), le vernis est composé de bitume de judée dissout dans de la benzine et dans lequel on incorpore un pigment noir. L' avantage du ferrotype est la légèreté des plaques (à format égal), le peu de fragilité par rapport aux plaques de verre et le fait que le modèle peut emporter sa photographie aussitôt vernie et séchée. L'inconvénient majeur est que l'image est systématiquement inversée.

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    Les bases techniques de la photo
    Écrit par Administrator   
    Samedi, 01 Septembre 2007 17:45

     

    Comprendre la photo numérique

    Par Thierry Lombry

     


     Avant-Propos et historique
     Fonctionnement d'un APN


     AVANT-PROPOS ET HISTORIQUE

    Avant-propos

    Le Canon EOS 350D Rebel XT de 8 Mpixels proposé à 820 € (2006), optique comprise.
    Le Canon EOS 350D Rebel XT de 8 Mpixels proposé à 820 € (2006), optique comprise.

    La photographie numérique concerne toutes les techniques relevant de la prise de vue obtenue au moyen d'un capteur électronique et des techniques de traitement qui en découlent. Ce domaine qui relève autant de l'art que de la technique s'est surtout développé à partir des années 1980 ainsi que nous allons le découvrir.

    Ayant gardé un pied dans la photographie professionnelle, il m'a paru intéressant de discuter dans cet article des appareils photos numériques (APN) réflex, de leur évolution technologique, leurs performances et leurs limites.

    Le sujet étant aussi vaste que les technologies qu'il exploite et en perpétuelle évolution, il serait vain et prétentieux de tout expliquer en quelques pages ou de prétendre détailler tous les avantages ou inconvénients d'un système.

    Comme dans tous les domaines, il faut faire des choix. Mes confrères professionnels pourraient donc de temps en temps juger les commentaires approximatifs ou incomplets mais qu'ils se disent que cet article ne constitue pas une encyclopédie sur le sujet. Cet article est destiné avant tout aux amateurs désireux d'acquérir un premier APN réflex et de se faire une idée aussi complète que possible du potentiel de ces appareils, de leurs points forts comme de leurs points faibles éventuels. Pour les lecteurs souhaitant approfondir certains détails, les coordonnées de plusieurs sites consacrés à la photographie numérique sont reprises à la fin de la dernière page.

    Aujourd'hui, signe des temps, l'appareil photo est presque considéré comme un consommable du fait que la technologie et la fameuse Loi de Moore démodent et déprécient rapidement des modèles qui voici 3 ans à peine étaient à la pointe du progrès. Cette chute spectaculaire des prix incitera bientôt les amateurs à renouveler leur APN aussi rapidement que leur GSM !

    Mais pour un photographe qui se respecte, un "bon APN" réflex, de qualité et performant reste un article cher, comme le sont d'ailleurs tous les nouveaux produits de qualité. Pour preuve, 36% des APN réflex coûtent plus de 1000 € sans optique.

    Concurrent direct du Canon EOS 350D, le Nikon D50 est destiné au photographe occasionnel. Ce petit nerveux prêt en 0.15s affiche 6.2 Mpixels. En 2006 il était proposé à moins de 600 € avec une optique zoom DX de 18-55 mm

    Concurrent direct du Canon EOS 350D, le Nikon D50 est destiné au photographe occasionnel. Ce petit nerveux prêt en 0.15s affiche 6.2 Mpixels. En 2006 il était proposé à moins de 600 € avec une optique zoom DX de 18-55 mm

    Comme on ne s'achète pas un chat dans un sac, pour le novice comme pour le professionnel, investir 1000 € et certainement davantage dans un APN demande réflexion, d'autant plus que d'ici quelques années il ne vaudra plus que 10% de sa valeur... On y reviendra.

    Le prix et les performances des APN restent leur talon d'Achille, le plus sophistiqué et donc le plus cher réalisant en principe de meilleures photographies dans des conditions difficiles qu'un appareil bas de gamme vendu quelques centaines d'euros, sans pour autant dénigrer l'intérêt de ces petits modèles. Nous verrons un peu plus loin ce qui justifie cette différence de prix.

    A l'intention des amateurs qui hésitent encore à franchir le seuil des magasins de photographie, nous allons brièvement passer en revue l'histoire de la révolution numérique pour discuter ensuite des caractéristiques des différents éléments d'un APN ainsi que leurs défauts éventuels, histoire de vous mettre en confiance face à cette technologie. Nous en profiterons pour nous étendre si nécessaire sur des notions plus générales comme par exemple la compatibilité des anciennes optiques avec les nouveaux systèmes ou entre marques. Nous en profiterons également pour définir quelques notions de base de la photographie.

    Les sujets traités dans cet article seront successivement :

    - L'histoire de cette invention et l'état du marché actuel

    - Le boîtier, y compris le grip, les écrans LCD et les différents types d'obturateurs

    - Le capteur photosensible et ses caractéristiques

    - Les formats d'images, complétés par quelques mots sur le format HDR

    - Le stockage des images et les particularités des lecteurs de cartes externes

    - Les objectifs, l'autofocus et la baïonnette

    - Les mesures de lumière et les corrections d'exposition

    - Le flash et la batterie ainsi que les connexions

    - Les inconvénients des APN et les précautions à prendre

    - Pour terminer par un résumé, quelques mots sur la fiabilité des APN et les questions essentielles à se poser avant achat.

    Dans d'autres articles nous dirons quelques mots sur la calibration des APN , les raisons justifiant le prix des APN haut de gamme , l'évaluation de la qualité des images numériques et sur le métier de photographe , les débouchés et la crise qu'a connu ce secteur suite à la révolution numérique.

    Histoire d'une invention

    Observant depuis plus d'une génération l'évolution du marché de la photographie, il faut bien reconnaître qu'à une époque où l'informatique a envahi tous les secteurs de la vie, la photographie a subit de plein fouet la vague du numérique, subissant pendant plus de vingt ans son ressac et dont les séquelles de la crise se ressentent encore aujourd'hui. En effet, cette véritable révolution technologique fit l'effet d'un séisme dans le petit monde de la photographie qui était enraciné dans des traditions classiques plus que centenaires mais qui, comme beaucoup, était loin de s'imaginer l'impact qu'allaient avoir les nouvelles technologies.

    1981, présentation du Mavica

    Une fois de plus c'est Sony qui fut la première société au monde à comprendre l'intérêt de la photographie numérique. Après avoir sorti en 1980 la première caméra vidéo CCD, le 25 août 1981 Sony présenta à Tokyo le premier appareil photo numérique, le Mavica, nom dérivé de "Magnetic Video Camera". Deux semaines plus tard seulement, le Time s'en fit l'écho.

    Le Sony Mavica sorti en 1981 fut un succès incontesté. En quelques années la gamme s'enrichit de plusieurs dizaines de modèles.
    Le Sony Mavica sorti en 1981 fut un succès incontesté. En quelques années la gamme s'enrichit de plusieurs dizaines de modèles. 

    Doté d'un capteur CCD au silicium de 279300 pixels (570 x 490 pixels) il était capable d'enregistrer 50 images couleurs (RGB) qu'il sauvegardait sur une mini-disquette appelée Mavipak. Il était alimenté par trois piles-crayons AA. Il ne disposait que d'une seule sensibilité, 200 ASA (ISO), et d'une seule vitesse, 1/60eme, mais il était déjà équipé de trois objectifs interchangeables à baïonnette et d'un mode d'expositions multiples. L'utilisateur pouvait visualiser les images sur une télévision ou les imprimer sur une imprimante thermique, la Mavigraph. Le Mavica était vendu 650$ et le lecteur de disquette 220$.

    Comment réagirent leurs concurrents de l'époque ? La plupart des sociétés américaines concernées par cette innovation n'y crurent pas du tout, ayant elles-mêmes développé des appareils équivalents mais vidéo, notamment RCA.

    Quant à Kodak il ne jurait que par l'argentique. John Robertson, vice président de Kodak "ne voyait pas pourquoi on acheterait des caméras digitales dont la résolution ne dépassait pas celle des télévisions (350 lignes pour le Mavica contre 525 lignes pour le format NTSC) alors que les caméras vidéos fonctionnaient déjà sur le même principe". Il estimait que le "marché argentique aurait une croissance continue jusqu'à la prochaine décennie", donc grosso modo jusqu'au début des années 1990. Malheureusement pour lui, sa vision se confirmera. En suspens il disait "avoir discuté de la question depuis des années et avait décidé qu'il n'y avait pas de marché pour ce produit". Pour sa part Polaroid "ne voyait aucune raison de suivre Sony sur la route de l'image électronique". C'est à peine si les constructeurs américains ne voulaient pas qu'on invente une loi ou des règles protectionnistes pour empêcher Sony de conquérir leur marché ! Mais le public en décidera autrement.

    Rappelons que 1981 fut une année charnière en matière de technologie. Cette année là IBM sortait son fameux PC 5150 équipé d'un système d'exploitation inventé par une petite société appelée... Microsoft et Asahi Pentax sortait son réflex ME-F doté du premier autofocus. Malheureusement pour eux, les ingénieurs d'IBM ne crurent pas en leur invention et ne prirent pas de contrats d'exclusivité sur le PC-DOS ni sur les applications ou la souris. C'est ainsi que le plus grand fabricant d'ordinateurs de l'époque perdit le marché du siècle au profit de Bill Gates et Paul Allen.

    L'année suivante Sony récidiva en inventant le Compact Disc et les innovations se succédèrent. Ensemble, ces découvertes technologiques allaient bouleverser le monde du multimédia et notre façon de travailler.

    Le Sony Alpha DSLR-A100 est équipé d'un capteur CCD de 10 Mpixels. En 2006 il était vendu 850 € avec un objectif de 18-70 mm. Anti-poussière et anti-vibrations garantis.
    Le Sony Alpha DSLR-A100 est équipé d'un capteur CCD de 10 Mpixels. En 2006 il était vendu 850 € avec un objectif de 18-70 mm. Anti-poussière et anti-vibrations garantis. 

    Une génération plus tard, le Mavica existait toujours, bien sûr dans une version très évoluée, la caméra MVC-CD1000 commercialisé le 13 juin 2000 . Vous ne serez pas étonné d'apprendre que c'est... le premier APN au monde doté d'un CD réenregistrable (CD-R) d'une capacité de 156 MB et doté d'un capteur très modeste de 2.1 mégapixels (Mpixels). Son succès fut mitigé. Suite au progrès technologique, cet appareil se vend aujourd'hui sur le marché d'occasion à peine 125 €, 10% de sa valeur originale. Depuis, Sony a créé d'autres modèles très performants et à prix compétitif tel l'Alpha DSLR-A100 de 10 Mpixels présenté en 2006.

    Que représente Sony aujourd'hui ? Sony reste l'une des sociétés les plus innovantes au monde et compte parmi les cinq fabricants d'appareils photos les plus agressifs. La qualité de ses produits n'est plus à démontrer.

    Rappelons que Sony est apparue sur le marché occidental en 1955 avec l'une des premières radios transistorisées . Depuis, la petite société fondée par Ibuka et Morita est devenue un géant. En 2004, son chiffre d'affaire atteignait approximativement 70 milliards de dollars pour un bénéfice brut avant impôt de 20 milliards de dollars. Sony est aujourd'hui présente dans tous les secteurs de haute technologie : informatique, imagerie, audio, vidéo, télévision, technologie sans fil, robotique, etc, au point qu'il y a probablement un représentant de la marque à moins de 10 km de votre domicile. Ainsi qu'ils le disent, welcome to the world of Sony !

    Un marché pléthore

    C'est à partir de 2002 qu'on observa en Europe qu'il se vendait plus d'APN que d'appareils photos traditionnels. Bien sûr l'essentiel des ventes concernait et concerne encore les APN compacts. L'année suivante, à la surprise générale, Canon sortit le premier réflex numérique destiné au grand public : l'EOS 300D surnommé "Digital Rebel". Equipé d'un capteur CMOS de 6 Mpixels, il était proposé à 999 € avec un objectif EF-S de 18-55 mm f/3.5-5.6. Situé sous la barre psychologique des 1000 €, son succès était programmé et allait contraindre les fabricants à réviser leurs prix.

    Depuis toujours, la majorité des appareils photos numériques et des accessoires proviennent d'Extrême-Orient, ce sont pratiquement tous des "Made in Japan", portés par la vague du "Zero Defect" dont les Japonais et les Coréens furent longtemps considérés comme les dépositaires et continuent à le prétendre.

    Photokina de Cologne
    Depuis sa création en 1950, la Photokina de Cologne qui se produit tous les deux ans est un paradis pour le photographe où il peut tester à loisir les derniers produits d'imagerie (photo, vidéo, agrandisseurs, logiciels, etc). Il y a même des stands consacrés à l'astrophotographie. Ici le stand Canon, voici celui de Nikon. Documents Digit-life . 

    Grâce à l'invention de Sony, le marché des appareils photos numériques a littéralement explosé. En 2006, on recensait sur le site de Monsieurprix plus de 430 modèles différents d'APN (pockets, compacts, bridges et réflex confondus) disponibles sur le marché ! Canon se réservait la part du lion avec 10% des modèles suivi de près par Olympus, Kodak, Nikon et Sony. En termes d'intérêt (et non pas de ventes), depuis quelques années Canon arrive en tête avec 33% d'amateurs en 2006 suivi par Nikon (12%) et Sony (10%). Autrement dit, si ces clients potentiels devaient acheter un APN, ils le choisiraient parmi 3 fabricants seulement sur un total de 21 constructeurs; ces trois marques se réservent ainsi potentiellement 55% du marché des APN !

    Pour ceux d'entre vous qui ne se sont plus intéressés à la "Photokina ", "PIE " et autre "PMA Show " depuis quelques années, la lecture des pages suivantes, complétées par celle des magazines spécialisés et des revues de produits sur Internet vous feront découvrir quels progrès ont été réalisés en ce domaine depuis les années 1980 et tout l'intérêt de cette nouvelle technologie.

    En une génération le bon en avant est prodigieux et même les professionnels sont parfois surpris par la vitesse de ce progrès et quelque peu déconnectés des innovations technologiques. En fait elles suivent l'évolution de l'électronique et notamment de la miniaturisation mais nul ne sait jusqu'où cela peut nous conduire. Car on constate que même lorsqu'il y a une limite ou un plafond technologique, quelqu'un invente le moyen de le percer et tout le secteur retrouve son élan.

    La plupart des réflex numériques présentent aujourd'hui des performances tellement étonnantes que nos réflex traditionnels paraissent bien démodés, à l'image des vieux soufflets de nos grands-parents. Rappelez-vous.

    Dictionnaires en ligne : Digital dictionary - DPReview Glossary

    La boîte magique : arrêt sur image

    Soufflet Eastman Kodak Nikon D2X Nikon D2X
    Du soufflet d'Eastman d'avant-guerre au réflex digital de l'an 2000 (ici un Nikon D2x vendu en 2005 à 4500 € optique comprise), les progrès de l'électronique ont radicalement transformé cette boîte magique qui porte encore mieux son nom que jadis. Si les puristes considèrent que les appareils photos numériques(APN) n'offrent pas le piqué et les performances des émulsions argentiques dans certaines conditions (agrandissements, contre-jour, etc), il est parfois difficile de leur donner raison, tant les capteurs CMOS et les différents modes d'expositions sont devenus intelligents. Seul inconvénient, plus encore que leurs ancêtres, les APN sont rapidement dépassés par la technologie en terme de résolution et de sophistication. Cinq ans après son achat, il n'est pas rare qu'un appareil de 1000 € soit bradé à... 15% de son prix !


    Maintenant que nous connaissons les origines de cette invention et avons saisi l'importance de ce marché, voyons les caractéristiques de ces APN "high-tech" tant convoités qui ont révolutionné notre façon de voir le monde.

    Rappelons que nous ne discuterons que des APN réflex, c'est-à-dire des appareils photos dont la visée et la mesure d'exposition s'établissent à travers l'objectif (TTL, "through-the-lens"), laissant de côté pour des raisons de performances les modèles bridges (intégrés), compacts et autre pocket.

     FONCTIONNEMENT D'UN APN

     Devant le large éventail d'APN disponibles sur le marché et une gamme de prix très très variable, on peut se demander si finalement ils utilisent tous la même technologie. La réponse est mitigée.

    A la question de savoir si la technologie est différente d'un APN à l'autre, la réponse est oui et non. Sur le principe, "non", rien n'a changé depuis le Mavica, preuve de l'esprit visionnaire des ingénieurs de Sony. Mais dans le détail la réponse est "oui", chaque constructeur a apporté sa solution, plus ou moins appréciée, pour améliorer tel ou tel élément ou caractéristique de l'appareil.

    La bonne nouvelle est qu'en achetant un APN, si vous changez de marque vous ne serez pas très dépaysé par son fonctionnement; ça fera (presque) toujours "clic" et l'image sera sauvée dans une carte-mémoire extractible dont vous aurez au préalable vérifié la compatibilité avec votre ordinateur.

    Ceci dit, on n'achète pas un APN dans une boutique d'informatique, mais chez un photographe.

    En fait, dans son principe un APN ne peut pas fonctionner très différemment d'un appareil photo traditionnel, et celui-là en principe nous savons tous comment il fonctionne, même si c'est dans les grandes lignes.

    Dans un réflex traditionnel, sur support argentique, la lumière du sujet suit une trajectoire bien connue allant de l'objectif à la chambre noire en passant par un miroir réflex et un viseur. "Réflex" signifie qu'avant la prise de vue, l'image traverse l'objectif et est réfléchie par un miroir incliné à 45° vers un viseur à travers lequel le photographe à une vue générale à la fois du sujet et de tous les paramètres de prise de vue. Autrement dit la visée comme la mesure d'exposition s'établissent à travers l'objectif. Ce système garantit une reproduction fidèle du sujet sans effet de parallaxe. Mais il ne garantit nullement les erreurs du photographe ...

      Le capteur CCD de 10.2 Mpixels du Nikon D80 caché derrière le miroir réflex. Dans ce cas-ci l'obturateur mécanique a été ouvert.

    Le capteur CCD de 10.2 Mpixels du Nikon D80 caché derrière le miroir réflex. Dans ce cas-ci l'obturateur mécanique a été ouvert.

    Ce qui différencie le boîtier APN du réflex traditionnel c'est évidemment le fait que le film est remplacé par un capteur électronique photosensible qui transforme les photons en signaux numériques. Il est associé à tout un dispositif de traitement et de gestion d'image.

    Les APN affichent également une kyrielle de boutons derrière lesquels peuvent se cacher des dizaines de fonctions, offrant au total plus 250 sélections sur le Nikon D200 ! Certains parmi ces boutons permettent d'accéder à des commandes directes sans passer par les menus (éclairage du LCD, ISO, balance des blancs, etc).

    Enfin, le dos de l'appareil est équipé d'un écran LCD ou TFT couleur lui donnant un look "high-tech" qui ne laisse personne indifférent. C'est de la très haute technologie ainsi que nous allons le découvrir.

    Comme leurs frères argentiques mais dans une version bien plus élaborée, les APN sont équipés de programmes et de modes d'expositions variés capables par exemple d'optimiser la mise au point ou le temps d'exposition sur base de mesures effectuées en différents points de l'image, de corriger les dominantes, de favoriser l'automatisme des vitesses ou de l'ouverture, de corriger la balance des blancs et, dans les modèles plus sophistiqués d'améliorer le rendu des couleurs, la netteté des images, de réduire le bruit électronique ou les vibrations parmi de nombreuses autres options.

    Voyons à présent les différents éléments caractéristiques d'un APN réflex.

    Le boîtier

    Son importance est relative car en lui-même il n'a aucun intérêt sans optique, sauf qu'il contient toute l'intelligence de l'appareil et qu'il ne doit pas être trop fragile ni trop lourd et être capable d'encaisser de petits chocs et des variations climatiques sans affecter l'électronique. C'est déjà tout un programme. On y reviendra.

    De nos jours, les boîtiers argentés (blancs) ne plaisent plus au public qui préfère les modèles noirs, moins "tape à l'oeil" et au look "pro". Il a l'avantage de camoufler les petites égratignures et d'être plus discret (on ne parle pas du bruit!). Mais si la texture du boîtier est lisse et matte, les griffes seront tout aussi apparentes que sur un boîtier clair où les griffes laissent des traces noires. En revanche si la texture est légèrement mouchettée, gommée et en relief, les griffes passeront inaperçues. Les constructeurs proposent toutefois quelques modèles en version claire tel ce Nikon D40 argenté.

    A lire : Guide de démarrage rapide du Nikon D200 (PDF de 5.4 MB)
    Fonctionnement en image d'un APN. Manuel préparé par Nikon Europe/France

    Description des différents éléments d'un APN réflex.

    Ergonomie

    Le poids, l'encombrement, la forme et le touché du boîtier sont importants dans l'ergonomie de l'appareil. Un boîtier nu d'APN et sans batterie pèse entre 380 g (Olympus E-400) et plus de 1.26 kg (Canon EOS-1 Ds ). Sa dimension varie entre 130 x 91 x 53 mm pour l'Olympus qui tient dans la paume d'une main et 156 x 158 x 80 mm pour le Canon. A cela il faut ajouter les kits (grip, base, etc) qui peuvent augmenter son volume de plus de 50% comme on le voit ci-dessous et augmenter son poids d'environ 800 g.

    Si le boîtier est trop encombrant ou trop lourd vous le délaisserez probablement au profit d'un modèle plus compact. Autant donc bien le choisir et n'hésitez pas à le prendre en main équipé de son optique et de tous ses accessoires pour apprécier son ergonomie et son équilibre.

    Le touché dépend de la texture. Si le plastique ou le caoutchouc est trop lisse, la prise en main de l'appareil sera plus difficile que s'il est recouvert d'une texture légèrement en relief ou gommée sur laquelle les mains adhèreront facilement et auront une meilleure prise. Ainsi, la poignée (grip) du Nikon D40 est en caoutchouc et offre une excellente adhérence. On apprécie ou non l'accessoire, on le trouve utile ou encombrant mais cela va surtout dépendre de votre activité.

    Enfin, il y a le design et particulièrement la disposition des boutons. Si les plus petits peuvent encore facilement se loger ou être regroupés dans la même zone, les plus encombrants et généralement multifonctions seront placés au-dessus de l'appareil, soit à gauche soit à droite du pentaprisme, en fait là où il a de la place, ou sur la face arrière, juste à droite du moniteur. Les modèles sont très variables allant du bouton poussoir ou rotatif avec ou sans verrouillage au bouton multifonction. Une méthode peut-être meilleure qu'une autre car elle peut vous permettre d'accéder plus facilement et plus rapidement à certainement fonctions directes qui sont cachées dans des sous-menus sur d'autres appareils. Chacun de ces détails est peu important en soi mais ensemble ils améliorent grandement l'ergonomie de l'appareil.

    Robustesse

    Concernant sa robustesse, bien que ce n'est pas un inconvénient en soi car il faut tout de même prendre soin de n'importe quel matériel et plus encore d'une optique, un APN n'est généralement pas anti-choc, ni incassable ou waterproof !

    Le boîtier d'un APN réflex est fabriqué en alliage d'aluminium (Nikon) ou de magnésium (Canon et Nikon D2Xs) préformé, parfois il est uniquement constitué de plastique hautement résistant (Nikon D100). Heureusement, certains haut de gamme tel le Canon EOS-1Ds ajoute des plaques de caoutchouc et des éléments hermétiques.

    A lire : La NASA passe commande de 28 Nikon D2Xs

    Le boîtier désossé du Nikon D200 en alliage d'aluminium et la version habillée. Un appareil photo s'achète généralement boîtier nu et le client le complète avec les optiques qui l'intéressent (grand angle, télé, macro, zoom). Ce Nikon D200 dispose d'un capteur CCD de 10.2 Mpixels au format APS-C. Lors de sa sortie fin 2005, il occupait le segment laissé libre entre le D2H/D2X et le D70S. Sans optique, ce "black body" coûtait 2000 € (1850$). Un an plus tard il avait déjà perdu 25% de sa valeur.

     

    Si un APN compact peut encaisser avec quelques bosses ou une fêlure une chute d'une table si l'appareil est éteint et le volet fermé, pour un réflex, une chute sur un sol dur est de très mauvaise augure. Bien que certains modèles soient rembourés, vous avez toutes les chances de devoir retourner l'appareil à grands frais et pour plus d'un mois chez l'importeur pour une révision générale. Alors un bon conseil, assurez-le dans tous les sens du terme et fixez-le bien s'il doit survivre dans un environnement très chahuté. Ceci dit, il existe des boîtiers APN antichocs tel le modèle compact Ricoh Caplio 500G mais dont la résistance et les performances restent très limitées.

    Nous reviendrons en dernière page sur la question de la fiabilité et du taux de panne des APN.

    Le déclencheur

      Le bouton de déclenchement placé sur le grip du Nikon D80. Il est similaire sur d'autres modèles de la marque.

    Le bouton de déclenchement placé sur le grip du Nikon D80. Il est similaire sur d'autres modèles de la marque.

    Le bouton de déclenchement contient généralement deux fonctions : pressé à mi-profondeur il active le mode d'exposition et l'autofocus quand l'appareil en est équipé, entièrement enfoncé il déclenche l'obturateur.

    Sur certains modèles le déclencheur peut-être verrouillé au moyen d'une bague ON/OFF, une option utile car sinon et tant que l'appareil est sous tension, le moindre choc direct ou une fausse manipulation pourrait consommer la batterie ou déclencher une ou plusieurs prises de vues.

    Le temps qui s'écoule entre la mise sous tension de l'APN et l'activation possible du déclencheur varie d'un modèle à l'autre. Le Nikon D2Xs par exemple est prêt en... 37 ms, un record. Par comparaison, le Nikon D50 est 4 fois "plus lent" : il est prêt en 0.15 sec, mais cela reste rapide si on le compare à ses concurrents. Le Canon EOS 400D demande 0.54 sec, il faut 1.05 sec sur le Sony Alpha DSLR-A100 et patienter près de 2.5 sec sur le Canon EOS 10D ! Avec de tels délais d'attente, vous avez toutes les chances de rater un événement fugace.

    Déclenchement à distance et pose B

    Certains APN (et tous les modèles compacts) ne permettent plus de réaliser des poses longues. Leur programme est en général limité à des poses de 15 ou 30 secondes maximum. Adieu les belles rotations stellaires.

    En revanche, tout réflex qui se respecte dispose d'une fonction T ("Time") qui propose trois modes de fonctionnement : instantané, longues expositions (jusqu'à plusieurs heures) et compteur (heure de début, heure de fin). Elle impose à l'opérateur d'appuyer une seconde fois sur le déclencheur en fin de pose. Chez Canon cette fonction est remplacée par une télécommande à fil TC-80N3 (133 €) ou RS-60E (23 €). Chez Nikon elle nécessite la télécommande à fil MC-20, MC-22 (80 €), MC-30 (100 €) ou MC-36 (170 €). Ses fonctions se rapprochent de celles de la télécommande infrarouge ML-3 (245 €) ou ML-L3 (20 €). Cette fonction a tendance à disparaître au profit de la pose B.

    A propos du déclenchement à distance, si la photographie des éclairs vous intéresse, sachez que le Daniel, ON4LDZ , propose sur son site une procédure permettant de construire un kit électronique basé sur la détection d'un signal VLF de 300 kHz. Les schémas de construction sont proposés pour les APN Canon, Nikon et Sony.

    Les Canon série EOS D, Nikon série D, Pentax série K et *ist, Sony série DSLR, etc, proposent une pose B intégrée au mode manuel ou séparée (Canon EOS 500D). Sa durée est illimitée. Toutefois, sur l'Olympus E-1 la pose B du mode manuel est électronique et ne dépasse pas 8 minutes.

    Sur le Canon EOS 400D et le Nikon D200 notamment, on peut associer la pose B au bloquage du miroir en position haute, l'anti-vibration (VR) et la fonction de réduction de bruit (NR), toujours utile en astronomie ou pour les prises de vue de nuit. Certains APN dont les Nikon D70 et D200 offrent même la possibilité de réaliser une "dark frame" qui sera ensuite soustraite de l'image.

    Précisons que sur beaucoup d'APN dont le Canon EOS 400D, l'ouverture maximale de la pose B dépend du type d'objectif utilisé.

    Enfin, le cable de la télécommande ou de la pose B ne doit pas nécessairement être acheté chez le constructeur et peut se fabriquer pour quelques centimes d'euros ainsi que nous le montrent ces documents de Stijn Peeters (Canon EOS 300D) et de DSLR Focus (Canon série EOS). On peut également utiliser une commande infrarouge pilotée par un Palm Pilot grâce au logiciel OmniRemote .

    La poignée ou grip

    Le grip du Sony Alpha DSLR-A100.

    Le grip du Sony Alpha DSLR-A100.

    L'ergonomie d'un appareil qu'on manipule constamment est importante. Il est nécessaire d'avoir le boîtier bien en main et de pouvoir accéder sans difficulté à tous les boutons de contrôle et les fonctions des menus. Cela vous semble évident, pourtant en pratique les concepteurs ont imaginé différentes solutions.

    La première idée a été d'ajouter une poignée à l'appareil, le "grip" en anglais, ce qui a permis de déporter vers l'avant et à hauteur de l'index le bouton de déclenchement. Il est ainsi accessible moyennant très peu de mouvements du doigt, presque par un geste réflexe.

    Chaque constructeur a apporté sa solution. Sur certains modèles le déclencheur effleure à peine du boîtier car il est serti dans une bague (Nikon), sur d'autres il est en relief (Sony) et l'emplacement légèrement préformé pour l'index. A chacun de juger sur pièce.

    Dans la foulée, l'espace libéré par le déclencheur a permis d'installer un écran de contrôle ou un bouton multifonction (quand cet écran LCD est en place, le bouton multifonction est déporté du côté gauche de l'APN ce qui déroute généralement les photographes venant du monde argentique).

    Grip MB-200

    Grip MB-200 adapté au Nikon D200. Plus qu'un gadget, il apporte à l'appareil une plus grande ergonomie et plus d'autonomie. A réserver aux photographes ayant un usage intensif de leur appareil.

    La poignée au touché et à la forme plus ou moins agréables selon les modèles contient également le récepteur infrarouge de la commande à distance, plusieurs commandes directes (fonction verrouillage, zoom, etc) et une molette de commande (dial) permettant d'accéder à des sous-menus de configuration ou relatifs à la prise de vue (activation de l'autofocus, accès aux modes, au contrôle d'exposition, à l'éclairage du LCD, etc). Parfois cependant les dimensions de la poignée sont un peu grandes pour les personnes qui ont de petites mains. C'est un point à vérifier.

    Quand l'appareil est compact, la batterie indispensable au fonctionnement de l'appareil est logée dans la base du boîtier mais généralement l'APN dispose en option d'un pack tel celui présenté à droite comprenant le grip d'alimentation et une base pouvant contenir deux batteries supplémentraires comme on le voit sur cette image , portant le total à 4 batteries ou 12 piles rechargeables.

    Concernant l'alimentation, la poignée s'alimente toujours à partir de l'une des batteries puis sur la seconde. Cette méthode permet de remplacer les batteries indépendamment tout en gardant l'appareil fonctionnel.

    Précisons toutefois que ce grip d'alimentation n'est pas proposé avec tous les modèles d'APN. On y reviendra lorsque nous discuterons des batteries.

    Le viseur

    Le viseur d'un appareil réflex est un système optique TTL donnant une vision conforme à la prise de vue puisqu'elle s'établit à travers la visée réflex. Elle ne produit donc pas d'effet de parallaxe (lorsque l'axe de prise de vue de l'objectif ne coïncide pas avec l'axe de visée, comme c'est le cas avec les modèles compacts).

    A ce sujet, notons que dans les APN d'entrée de gamme, le pentaprisme est remplacé par un pentamiroir, uns structure évidée contenant des miroirs réfléchissants sur les côtés. Le véritable pentaprisme donne une image plus brillante mais il est plus cher à fabriquer et augmente le prix du réflex.

    Dans des conditions de faible éclairement, il est intéressant d'utiliser un oeilleton pour que votre oeil soit à l'abri des lumières parasites.

    Le viseur affiche un certain nombre d'information qui varient en fonction du modèle d'APN, du type de mise au point et du mode d'exposition sélectionnés ainsi qu'on le voit sur l'image présentée ci-dessous à droite.

     

    Canon EOS 20D Canon EOS 20D

    A gauche, la face arrière du Canon EOS 20D montrant le viseur muni de son oeilleton et l'écran LCD entouré des nombreux boutons permettant d'accéder aux fonctions. Rappelons que dans un APN réflex, contrairement aux compacts et aux bridges, l'image n'apparaît sur l'écran qu'après la prise de vue car le capteur est derrière le miroir et l'obturateur et ne permet donc pas de prévisualiser le résultat. A droite, les données affichées dans le viseur d'un APN varie énormément d'un appareil et d'une marque à l'autre ainsi qu'en fonction du mode de programme sélectionné. Dans ce modèle on distingue au centre la zone de mise au point par contraste de phase. Documents T.Lombry

    Le viseur ne donne pas toujours une image complète du sujet mais la couvre à plus de 94% de la longueur ou 88% de la surface (0.94x0.94). Même s'il la couvre à 100%, en mode cadence élevée la couverture peut tomber à 97% de la longueur. Concrètement cela à pour effet de faire apparaître sur les images ou au tirage des détails que vous n'aviez pas vu dans le viseur.

    Le grossissement du viseur varie entre 0.80 et 0.94x pour un objectif de 50 mm réglé sur l'infini. Un zoom parfois intégré à l'oculaire permet d'agrandir le sujet. En option certains modèles proposent un verre de visée plus clair avec une grille ou une loupe de mise au point. Ces accessoires sont généralement réservés aux modèles de milieu ou haut de gamme.

    Actuellement les viseurs les plus grands et les plus lumineux sont ceux de Nikon et Pentax, Canon ayant encore du retard pour une raison inexpliquée, peut être justifiée par le prix plus concurrentiel de ses boîtiers.

    La plupart des viseurs permettent de régler la dioptrie entre -3 et +1 dioptres et disposent d'un volet d'occultation qui permet d'obturer l’oculaire afin qu'aucune lumière parasite ne contamine le posemètre via le viseur (notamment en UV ou pour les prises de vues nocturnes).

    Notons pour éviter toute confusion que les APN bridges (intégrés, tel le Minolta DImage ) n'utilisent pas de viseur optique mais un viseur électronique dit EVT donnant une image numérique similaire à celle d'un écran TFT.

    Le miroir réflex

    Le but du miroir réflex est de transmettre l'image passant par l'objectif au viseur afin que vous puissiez vérifier la prise de vue avant de déclencher l'obturateur.

    Seul inconvénient, il se relève uniquement au moment du déclenchement pour laisser passer la lumière vers le capteur. Ce n'est donc qu'après que le capteur ait enregistré l'image qu'elle peut être visualisée sur le moniteur.

    Si vous souhaitez visualiser l'image avant la prise de vue (comme sur un APN compact, bridge ou une caméra vidéo), vous devez utilisez un APN disposant soit d'un second capteur généralement placé dans le viseur soit un APN sans miroir réflex et disposant d'un obturateur électronique. C'est également pour cette raison que les APN réflex ne peuvent pas enregistrer de séquences vidéos.

    Miroir reflex Nikon D200 Trajet du rayon lumineux visée reflex

    A gauche, aspect du miroir réflex du Nikon D200 dans lequel se reflète le verre de visée. A droite, les deux trajets suivis par un rayon lumineux : une fraction de la lumière est réfléchie vers le capteur CCD "3D couleur" (posemètre) situé sur le plancher de la chambre noire où se situe également les capteurs de l'autofocus

    Sur les APN, un motif se réfléchit sur le miroir réflex. Il est utilisée par le système de mesure d'exposition et l'autofocus. Ce motif se réfléchit dans le viseur et, sur certains APN, les zones de mise au point sont éclairées en rouge au moyen d'une LED.

    Ce motif correspond en fait à l'image passive d'un verre de visée parfois amovible tel le Katz Eye situé au-dessus du miroir, juste sous le pentaprisme. Quant au trajet réel de la lumière, dans le Canon EOS 20D par exemple, le miroir réflex ne réfléchit que 60% de la lumière vers le viseur, les 40% restant étant réfléchis vers les cellules d'exposition et l'autofocus, d'où la perte de luminosité dans le viseur.

    Notons également que sur la plupart des modèles le miroir réflex peut être relevé manuellement, une option intéressante si l'appareil est sensible aux vibrations ou pour assurer le nettoyage du filtre protégeant le capteur.

    Enfin, parmi les problèmes inattendus, lorsque le miroir se rabaisse, il peut produire un bruit suffisamment important pour déranger un public venu écouter une représentation en mélomane ou assister à une cérémonie. Le Nikon D200 par exemple n'est pas réputé pour son silence. On peut toutefois réduire ce bruit en plaçant l'appareil dans une sacoche ou un étui spécialement adapté. C'est un problème récurrent des appareils réflex.

    Le moniteur LCD et l'écran de contrôle

    Ce qui frappe le plus le novice ou l'amateur encore habitué aux réflex traditionnels, c'est le fait que l'image enregistrée par un APN s'affiche sur un écran couleur LCD (ou TFT) placé au dos de l'appareil qu'on appelle le moniteur pour le différencier de l'écran LCD de contrôle situé au-dessus du boîtier (voir plus bas).

    Le moniteur

    Moniteur TFT du Nikon D2x

    Le moniteur TFT du Nikon D2x. Il est fabriqué en polysilicium à basse température. Il est rétro-éclairage par des DEL blanches dont on peut modifier la luminosité.

    Le moniteur LCD (ou TFT) est un écran couleur à haute résolution rétro-éclairé offrant l'avantage de reproduire exactement l'image du sujet telle qu'elle a été enregistrée dans ses couleurs et sa luminance réelles.

    Cet écran affiche l'image quel que soit le rayonnement, UV, visible ou IR, puisque le capteur de l'APN convertit n'importe quel photon auquel il est sensible en électrons. On y reviendra.

    Rappelons que sur les réflex il est impossible de cadrer et de visualiser l'image sur cet écran avant la prise de vue du fait que le capteur est placé derrière le miroir réflex (et l'obturateur mécanique quand il existe). Cet écran est toutefois d'une aide très précieuse pour s'assurer de la qualité de la prise de vue.

    La diagonale du moniteur varie selon les modèles entre 38 et 63 mm (1.5-2.5") et contient entre 150000 (1.5") et 235000 pixels (2.5"). L'image devient confortable et lisible à partir d'une diagonale de 50 mm, ce qui correspond à un écran de 3 x 4 cm.

    Après la prise de vue, cet écran permet généralement d'afficher l'image en plein format ou sous forme d'images réduites. Certains APN permettent également de faire un zoom sur une zone de l'image, d'afficher un histogramme de la distribution des couleurs RGB et de la luminosité après la prise de vue ainsi que les zones surexposées de l'image (les zones "brûlées" clignotent).

    Cet écran permet enfin d'accéder à toutes les options de configuration et de prise de vue. Le premier jour vous allez peut-être vous y perdre mais avec un peu d'habitude vous parcourrez aisément ce labyrinthe de menus et de fonctions. En général on accède à chaque option avec un jeu de deux boutons (directions et validation), un bouton multifonction ou une molette associée à un bouton de validation.

    Canon EOS 20D Nikon D80

    Aspect du moniteur lorsqu'il est mis sous tension. A gauche, l'un des nombreux menus de configuration du Canon EOS 20D. On peut lui reprocher d'être un peu désordonné et sombre. A droite, le menu "Shooting" (prise de vue) du Nikon D80. La plupart des APN disposent de 4 ou 5 menus de ce type chacun comprenant plus d'une dizaine ou une quinzaine de paramètres ajustables. On mémorise rapidement leur ordonnance. Ces menus sont parfois très colorés ce qui améliore leur ergonomie. Seul l'écran LCD de contrôle situé au-dessus du boîtier est resté N/B.

     

    Selon les modèles d'APN certains menus sont mieux organisés et plus colorés que d'autres. Quand il s'agit d'afficher du texte sur ce petit écran, la taille des caractères est parfois trop petite si vous n'avez plus une parfaite vue. Même si le contraste est maximum, certains personnes peuvent avoir des difficultés pour lire les options des menus, notamment quand elles sont simplement surlignées d'un cadre bleu foncé sur fond noir (dire qu'il a a fallut être ingénieur pour l'inventer !). D'autres modèles d'APN, et parfois vendus par le même constructeur mais dans une autre gamme, sélectionnent votre choix en utilisant un curseur sur fond clair, jaune ou beige par exemple, ou jouent sur le contraste ou le relief des caractères pour souligner la sélection courante. C'est évidemment beaucoup plus ergonomique.

    Cela vaut la peine d'explorer ce menu avant l'achat au risque de devoir passer quelques années avec une structure de menus, une taille de caractères ou des couleurs qui vous déplaisent.

    Le principal inconvénient du moniteur LCD ou TFT est de ne pas être protégé des abrasions mécaniques et de ce fait, bien qu'il soit parfois placé en retrait du profil du boîtier, vous avez toutes les chances de griffer l'écran. Quelques appareils disposent d'une protection en plastique optionnelle qui se pose sur le moniteur et le protège de l'abrasion mécanique et des poussières, une option très utile si vous portez l'appareil en bandoulière autour du cou ou les rares fois où vous le poserez sur son dos.

    L'écran de contrôle

    Le second écran LCD dit de contrôle est réservé à l'affichage des paramètres de prise de vue et du statut des commandes générales. Il reprend en fait les fonctions et modes de fonctionnement essentiels l'appareil sous forme texte et graphique. Il est généralement rétro-éclairé en blanc, en vert ou en orange.

     

    Canon EOS 20D Nikon D200

    L'écran LCD de contrôle du Canon EOS 20D (gauche) et du Nikon D200 (droite). Ce dernier a été rétro-éclairé à la mise sous-tension de l'appareil.

     

    Son éclairage peut être activé selon différents modes. Sur le Nikon D200 par exemple il s'active par le bouton de mise générale sous tension, lors de la mesure d'exposition (CMS d3) ou encore à la pression sur n'importe quel bouton (CMS d7).

    L'obturateur

    Un obturateur est un dispositif qui permet de contrôler la durée d'exposition d'un capteur photosensible. Il peut également être utilisé pour gérer les impulsions lumineuses d'un flash ou d'un projecteur. Il existe différents types d'obturateurs : central (à iris), plan focal (à rideaux), rotatif (à volet ou secteur) et électronique.

    Il ne faut pas confondre l'obturateur électronique avec l'obturateur mécanique contrôlé électroniquement. Dans ce dernier cas, c'est un système électronique ou magnétique qui déclenche la fermeture de l'iris ou du 2eme rideau. Cela n'a rien à voir avec le système électronique des APN.

    Généralement un obturateur est testé entre 0 et 40°C et supporte moins de 85% d'humidité. Certains modèles tel celui de l'ancien Nikon F-1 pouvait fonctionner entre -30 et +60°C et supporter jusqu'à 95% d'humidité.

    On imagine que les tous les APN disposent du classique obturateur mécanique à iris ou à deux rideaux. Si cela reste vrai pour les appareils argentiques, aujourd'hui tous les APN compacts et plusieurs bridges n'ont plus d'obturateur mécanique mais disposent d'un obturateur électronique, donc sans partie mobile. Seuls quelques APN réflex utilisent toujours un obturateur mécanique, parfois secondé par un obturateur électronique. Nous reviendrons sur le rôle de l'obturateur mécanique lorsque nous discuterons de la synchronisation du flash car, ainsi que nous allons le voir, il ne semble pas prêt de disparaître.

    Fonctionnement de l'obturateur électronique d'un APN

    Obturateur électronique d'un APN

    Schéma de fonctionnement de l'obturateur électronique d'un APN en cours d'exposition. Vous trouverez une animation Java sur le site d'Olympus.

    En prenant l'analogie de l'écran LCD, c'est le passage ou non d'un signal électrique qui va activer ou désactiver le capteur, décharger les photodiodes (les "pixels") ou les rendre aussi froides que du métal (nous verrons page suivante le fonctionnement et les caractéristiques des capteurs photosensibles).


    En résumé, le principe relève de la technologie CCD (charge-coupled device), c'est-à-dire du transfert de charges électriques. Sachant cela on comprend déjà un peu mieux comment peut fonctionner un obturateur électronique. Cet obturateur est en fait constitué d'électrodes placés dans le capteur même. Cet obturateur électronique assure la gestion du temps d'intégration (la durée d'exposition) de chaque photodiode et donc également le transfert des charges vers la broche de sortie du CCD où l'information est mesurée.

    Avant exposition, les électrodes étant portés à des potentiels donnés par le constructeur, le silicium de type P (attracteur d'électrons) de la photodiode accumule des électrons mais ne les décharge. En cours d'exposition, grâce à un dispositif électronique (control gate), il s'opère un chute de potentiel dans les électrodes qui permet aux électrons accumulés d'être transférés dans un puits de potentiel, une sorte de trappe au niveau de la diode photosensible. Ce système empêche également de saturer les amplis de sortie. Dès cet instant la charge est mesurée de façon séquentielle grâce à des registres (mémoires) à décalage. Ce temps d'intégration est géré par une horloge très rapide (~109 cycles/s) et dépend du temps d'exposition. C'est la fréquence du rayonnement qui détermine la quantité d'électrons. Il n'y en aura donc beaucoup moins en UV qu'en lumière visible ou en IR. Ce système intervient également dans la fonction "antismearing" de chaque photodiode (qui évite les traînées verticales dans les images de sujets en mouvement) et la répartition de la réponse des canaux R, G et B.

    L'obturateur électronique permet d'effacer simultanément la charge (le contenu) de toutes les photodiodes sans affecter les registres à décalage, et donc de contrôler le temps de début (lecture) et de fin d'intégration (flushing). Les photodiodes sont ensuite réinitalisées pour l'exposition suivante. Le temps d'exposition d'un obturateur électronique varie entre 1/16000eme et la pose B.

    L'obturateur électronique joue donc le même rôle qu'un obturateur mécanique à la différence que les photons captés ne vont pas s'accumuler mais sont évacués très rapidement des photodiodes vers des registres.

    Dans ces APN, le capteur est donc bien visible au fond du boîtier, ce qui le rend très vulnérable à toute agression extérieure, notamment vis-à-vis des poussières et des grains de sable qui peuvent se déposer sur le filtre placé devant le capteur si vous l'utilisez dans des environnements très venteux ou en bordure de mer par exemple. Il faut en tenir compte et ne pas trop exposer l'APN dans ces conditions et procéder au nettoyage régulier et prudemment du capteur. On y reviendra.

    Rappelons que la plupart des APN réflex sont toujours équipés d'un obturateur mécanique. Quant aux images sur lesquelles vous verriez le capteur au fond du boîtier (comme l'image présentée en début de page), dites-vous que le miroir réflex a été relevé manuellement et l'obturateur mécanique a été ouvert en pose B ou T afin qu'on puisse voir le capteur.

    L'obturateur mécanique des APN

    Obturateur mécaniqueAprès Nikon qui sortit en 2005 les D50 et D70 disposant d'un obturateur électronique et mécanique à rideau, la même année Canon sortit l'EOS 350D également équipé d'un obturateur mécanique, rapidement suivi par l'EOS 5D (12.8 Mpixels, 2600 €).

    Pour tirer avantage du capteur plein écran, "full frame" de 24 x 36 mm, ce réflex utilisa pour la première fois un obturateur plan focal à déplacement vertical (à gauche). Bien que le concept existait déjà sur l'EOS D30, celui-ci est de taille supérieure, plus perfectionné et deux fois plus rapide. Les deux rideaux sont chacun constitués de quatre lames, trois en KN Mylar et la quatrième en Duralumin hautement résistant, capables de soutenir 100000 expositions entre 1/8000eme et 30 secondes plus la pose B.

    Afin de protéger le capteur plus efficacement, il est équipé d'un filtre anti-aliasing multifonction (deux filtres passe-bas, un filtre IR bloquant et un filtre de phase). Nous verrons dans un autre article quel est le rôle exact du filtre anti-aliasing ou anti-crénelage.

    D'ores et déjà ces solutions semblent regagner de l'intérêt. Ainsi, en 2006 Nikon a poursuivi dans cette voie, équipant son D80 (10.2 Mpixels, 1300 €) d'un obturateur cette fois uniquement mécanique piloté électroniquement.

    Allons-nous revenir au bon vieil obturateur mécanique ? En fait il n'a jamais vraiment quitter les tiroirs des constructeurs. Il a seulement évolué, passant du dispositif purement mécanique et aux performances limitées à un système asservi électroniquement ou électromagnétiquement, capable de soutenir des cadences très élevées et au moins deux fois plus d'obturations que l'ancien système. Nous verrons avec le temps si cet élément survivra et se perfectionnera encore.

    La cadence des images

    L'obturateur est capable de réagir très rapidement et de manière répétée. La plupart des APN supportent un "burst rate" de 2 à 3 images/seconde ou fps. A ne pas confondre avec l'effet stroboscopique du flash qui permet de décomposer un mouvement sur une seule image.

    Une cadence plus élevée se sélectionne simplement dans le menu de l'APN et ne dépend nullement de l'ampérage disponible puisque l'APN épuise d'abord la première batterie avant de passer à la suivante. Mais en amont, elle requiert un bus de données rapide et suffisamment de mémoire. Concrètement, la cadence maximale dépend du taux de transfert entre le capteur et le processeur d'image, de la quantité de RAM disponible pour la mémoire-tampon (buffer) qui va assurer le stockage des données (démosaïsation de la grille de Bayer et construction de l'image) et du taux de transfert de l'APN vers la carte-mémoire. S'il y a un goulet d'étranglement à l'une de ces étapes, la cadence va automatiquement diminuer. Sur les APN performants on arrive à des cadences de 7 à 8.5 fps. On y reviendra.

    Certains APN atteignent des cadences élevées mais au détriment de la résolution. Ainsi, si le Nikon D2X présente une résolution de 12.4 Mpixels à 5 fps, elle chute à 6.8 Mpixels à 8 fps.

    Le "burst" ou "firing" mode n'est jamais continu durant un période indéterminée mais est généralement marqué par des temps d'attente. Ainsi le Nikon D80 est capable de prendre 15 images d'affilée à 2.5 fps mais il marque ensuite une pause de 5 secondes avant de pouvoir reprendre la cadence. Le Canon EOS 400D peut prendre 10 images à 2.7 fps puis doit rester au repos durant 6.5 secondes. Quant au Sony Alpha DSLR-A100, il garantit 13 images RAW à 2.5 fps puis ralentit à 1.3 fps, mais il ne s'arrête pas tant que la carte n'est pas remplie ou la batterie n'est pas épuisée.

    Pour couvrir une action rapide, le photographe scientifique, de sport, de nature ou d'actualité ne peut pas toujours se contenter de ces performances. Généralement il a besoin d'une cadence d'au moins 5 fps, ce qui signifie souvent acheter un APN de milieu de gamme, par exemple un Nikon D200 ou un Canon EOS 30D ou les modèles "pro" vendus par les mêmes constructeurs qui atteignent 8 ou 8.5 fps.

    A consulter : High-Speed Visual Imaging - Highspeed photography

    Mais si le sujet est très rapide, le photographe risque encore de rater l'événement ou d'enregistrer une image floue. Essayez de capturer l'éclatement d'une goutte d'eau dans toute sa netteté (au flash à 1/500e ou en pleine lumière à >1/3000 sec), le bon hors de l'eau inattendu d'un requin bouledogue (60 km/h), le vol d'un insecte ou le vol stationnaire d'un colibri (80 battements d'ailes/sec), la course d'une Formule 1 vue de profil (370 km/h ou 103 m/s par Antonio Pizzonia en 2004) ou la course d'un guépard (110 km/h ou 30 m/s) et vous comprendrez la difficulté ! Comme on dit dans ces cas là : beaucoup ont abandonné... En effet, dans ces conditions il est parfois plus pratique d'utiliser une caméra à haute vitesse.

    Bien que cela sorte du cadre de cet article, précisons simplement qu'il existe des caméras digitales à basse résolution (512 x 472 pixels) telle la FOR-A VFC-1000 couleur qui atteint 250 fps à 1/100000 sec (18000 €) et des caméras analogiques professionnelles telle la Panavision Arriflex 16SR3 qui filme à 150 fps (>50000 € d'occasion). Il en existe également qui dépassent 100000 fps chez Photron . Avec un poids qui dépasse parfois 70 kg pour du matériel de studio, ce matériel est réservé aux émules de Luc Besson !

    Avec beaucoup de savoir-faire et un APN, il vous reste donc la macrophotographie ou, plus accessible, la prise de vue au flash dans une pièce sombre. On y reviendra.

    Accessoires

    Certains APN disposent au sommet du boîtier d'un sabot pour le flash au standard ISO 518, pour les autres le flash est intégré.

    Le boîtier dispose également d'un emplacement pour la carte-mémoire et de connecteurs supplémentaires permettant par exemple de fixer un flash externe, une commande à distance ou de relier l'appareil à un ordinateur par un port USB, Firewire ou WiFi. On reviendra sur ces détails.

    Héritage des modèles argentiques, un boîtier numérique dispose également d'un bouton pour tester la profondeur de champ et d'un autre pour déverrouiller l'objectif.

    Enfin, la base du boîtier dispose d'un pas de vis standard de 1/4" (ISO 1222) pour pouvoir le fixer sur un trépied ou sur le grip d'alimentation et, le cas échéant, du volet d'accès à la batterie.

    Suite de l'article Photographie numérique (II) - Le capteur photosensible - Les formats d'images - Le stockage des images

    En savoir plus sur cet article

    Pour une lecture plus confortable, l'ensemble de cet article a été découpé sur cours-photophiles en quatre articles distincts dont vous trouverez le détail ci-dessous.

    Photographie numérique (I) : Avant-Propos - Fonctionnement d'un APN 
    Photographie numérique (II) - Le capteur photosensible - Les formats d'images - Le stockage des images 
    Photographie numérique (III) - L'objectif : grand-angle, zoom et télé - Les mesures de lumière et les corrections d'exposition - Le flash et la batterie 
    Photographie numérique (IV) - Inconvénients des APN et précautions à prendre - En résumé

    Vous pouvez aussi retrouver l'intégralité de cet article sur le site de son auteur Thierry Lombry : http://astrosurf.com/luxorion/photo-numerique.htm

    Cet article ne peut être reproduit sans l'autorisation de son auteur Thierry Lombry. Pour toute demande d'utilisation de ses textes ou images contactez le sur http://astrosurf.com/luxorion/index.htm . Visitez aussi la FAQ droit d'auteur de son site.

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  • La photographie numérique (II) Imprimer Envoyer
    Les bases techniques de la photo
    Écrit par Administrator   
    Samedi, 01 Septembre 2007 17:40

     

    Apprendre la photo

    Par Thierry Lombry

     

    Cet article est la suite de l'article Photographie numérique (I)


     Le capteur photosensible
     Les formats d'images
     Le stockage des images 


     LE CAPTEUR PHOTOSENSIBLE

    Capteur Sony Alpha DSLR-A100

    Le CCD au format APS-C de 10 Mpixels équipant le Sony Alpha DSLR-A100 .

    Au coeur de l'APN se trouve un capteur CCD ou CMOS, une pièce de haute technologie au regard bleu métallisé ou vert bouteille. Les CDD (charge-coupled device) sont généralement utilisés sur les appareils compacts, les CMOS (complementary metal oxide semiconductors) sur les appareils réflex. Il existe un troisième type de capteur, le Fovéon, mais à ce jour il est uniquement disponible sur quelques appareils de marque Sigma.

    Depuis 2000, ces technologies ont fortement évoluées mais toutes les prévisions concernant leur régression ou leur progression se sont avérées fausses. A l'heure actuelle les trois technologies sont performantes et font preuve d'innovations.

    Comment fonctionne le capteur photosensible d'un APN ?

    Vu de près un capteur photosensible ressemble à une petite plaque solaire dont la surface irisée mesure tout au plus quelques cm2. Le tout est encapsulé dans un circuit électronique et présente des "pattes" comme un processeur. La carte est fixée dans un boîtier équipé de plusieurs entrées-sorties.

    Microphotographie de la surface d'un CMOS

    Microphotographie de la surface d'un CMOS. Nous sommes à l'échelle de 2.5 microns par pixel ! Document Semiconductor.

    Du point de vue électronique, un capteur photosensible CCD, CMOS ou Fovéon convertit le rayonnement (les photons) en électricité grâce à des photodiodes. On appelle communément ces cellules photosensibles des pixels (de l'anglais "picture elements", éléments d'image) mais le terme est trompeur car il caractérise en fait les constituants de l'image résultante (celle d'un écran ou d'un tirage sur papier par exemple). Nous continuerons toutefois à l'utiliser car il est entré dans le langage courant.

    Le spectre de sensibilité de ce capteur dépasse largement le spectre visible et s'étend généralement de 200 à 1200 nm voire au-delà ainsi que nous l'expliquerons dans cette page consacrée à la sensibilité des APN aux rayonnements IR et UV .

    La photodiode est un semiconducteur constitué d'une jonction P-N (positive et négative) qui convertit les photons bombardant la jonction en une proportion équivalente d'électrons.

    La quantité de charges négatives ainsi accumulée doit ensuite être mesurée. Dans un capteur CCD la charge de chaque photodiode est transférée vers une ou plusieurs broches de sortie mais généralement une seule broche située dans un coin du CCD, derrière lequel le signal est converti en tension, bufferisé et transmis au système comme n'importe quel signal analogique. Une fois lu et mesuré, le signal est amplifié puis converti en signal numérique. Il peut alors être manipulé par le processeur d'image pour ensuite être enregistré.

    Plus le rayonnement pénétrant dans la photodiode est intense (plus y a de photons) plus il y a d'électrons générés et une haute tension en sortie du capteur. Puisque tous les éléments photosensibles capturent ce rayonnement, le signal de sortie est très uniforme, ce qui fait la qualité de cette technologie et son point fort.

    En revanche, dans un CMOS chaque photodiode (pixel) est relié à plusieurs transistors. Chaque pixel assure ainsi directement sa propre conversion de charge en tension, le capteur contenant généralement un dispositif complexe réalisant l'amplification, la réduction du bruit et des circuits numériques annexes. On retrouve en sortie non plus un signal analogique mais digital, des bits.

    Les CMOS contenant tout leur hardware et étant donc beaucoup plus compacts que les CCD, on préfère les utiliser pour fabriquer des systèmes miniaturisés. Les caméras à base de CMOS sont de ce fait plus petites que les caméras CCD.

    Un appareil à base de CMOS consomme autant si pas plus d'énergie qu'un CCD mais il a besoin de moins de périphériques (circuit CDS, DSP, etc) et par conséquent, sauf exception (caméra Mintron série C),  il consomme globalement 25 à 50% moins d'énergie qu'une caméra CCD de même dimension.

    Nikon a été plus loin dans son modèle D2H de 4.1 Mpixels sorti en 2003 en utilisant une technologie "JFET LBCAST" (transistor à effet de champ) qui ressemble au CMOS mais dont le débit de données en sortie est beaucoup plus élevé. Grâce à sa logique et son hardware innovants, ce capteur est capable de réagir plus rapidement, il offre une plus grande résolution, consomme moins d'énergie et présente moins de bruit d'obscurité qu'un capteur traditionnel, autant de caractéristiques qui justifient déjà son prix très au-dessus de la moyenne.

    Galleries à visiter : Applications scientifiques des CCD Fairchild

    Caractéristique

    CCD

    CMOS

    Signal de sortie du chip

    Tension (analogique)

    Bits (digital)

    Hardware de traitement

    Séparé du chip

    Intégré au chip

    Facteur de remplissage

    Elevé

    Moyen

    Complexité du système

    Elevée

    Faible

    Complexité du capteur

    Faible

    Elevée

    Coût en R&D

    Faible

    Plus élevé

    Hardware de traitement

    Séparé du chip

    Intégré au chip

    Utilisation (en général)

    APN compacts, vidéo

    APN réflex, ordinateur, jouets

    Performance

    CCD

    CMOS

    Sensibilité à la lumière

    Elevée (0.1 lux)

    Plus faible (10 lux)

    Sensibilité aux UV et à l'IR

    Etendue

    Plus étroite

    Réponse

    Moyenne

    Rapide (10-100x plus)

    Consommation d'énergie

    Elevée (2-4x plus)

    Faible

    Dynamique

    Elevée

    Moyenne

    Uniformité du capteur

    Elevée

    Faible à modérée

    Bruit électronique

    Faible

    Elevé (10x plus)

    Shuttering

    Assez rapide

    Faible

    Windowing

    Limité

    Etendu

    Antiblooming

    Elevé ou absent

    Elevé

    Biasing

    Multiple

    Unique

    Signal d'horloge

    Tension élevée

    Basse tension

    L'avantage des CCD est qu'ils sont fabriqués pour transporter les charges à travers le chip sans distorsion, ce qui garantit la très haute qualité des capteurs en terme de fidélité et de sensibilité. Ils sont également plus performants que les CMOS car dans ces derniers la lumière a tendance à frapper plus souvent les transitors que la photodiode. Les CMOS utilisent le même processus de fabrication que les microprocesseurs équipant les ordinateurs.

    Comme pour les semiconducteurs (processeurs et mémoires), il existe peu de fabricants de capteurs photosensibles au monde car l'investissement matériel est très élevé, de haute technologie et requiert du personnel hautement qualifié. Qu'une usine viennent à brûler et c'est un pays au bas mot qui peut se retrouver du jour au lendemain sans pièces détachées... Ainsi, si vous achetez un APN Nikon, la plupart du temps son CMOS sera fabriqué par... Sony, si vous achetez un APN Kodak son CMOS proviendra de chez National Semiconductor qui fabrique également le Fovéon de Sigma. Autrement dit, si ce n'est pas le capteur qui fait la qualité d'un APN, ce sont tous les circuits annexes qui l'entoure, la logique (les fonctions logicielles) et bien sûr les optiques.

    Bien que les CMOS soient apparus dans les années 1970, près de dix ans après les CCD, les constructeurs ne s'y sont pas vraiment intéressés jusqu'aux années 1990, époque à laquelle ils recherchèrent des solutions consommant moins d'énergie, augmentant la miniaturisation ("camera-on-a chip") et réduisant les coûts de production tout en préservant la qualité des images. Il faudra une autre décennie, beaucoup d'argent et des adaptations mais le résultat fut très probant et a fini par faire exploser le marché des APN.

    Sensibilité et rendement des capteurs CCD et CMOS

    Le système digital DCS de Kodak.

    En nous limitant au spectre visible, le taux de conversion des photons en électrons représente le rendement ou l'éfficacité quantique du capteur. En théorie le rendement dépasse 99.9% mais il varie en fonction de la longueur d'onde. Dans les APN grands publics le rendement peut atteindre 60% dans le rouge mais il dépasse 90% dans certains systèmes professionnels.

    Le capteur présente également une excellente linéarité (le signal de sortie est presque proportionnel au nombre de photons incidents), sans échec à la loi de réciprocité durant les longues expositions comme leurs homologues argentiques. A titre de comparaison, même des émulsions aussi performantes que l'ancien Kodak TP2415 hypersensibilisé ne peut pas se mesurer face au temps de réponse et à la résolution d'un capteur CCD ou CMOS. La différence est au moins d'un facteur 2 en faveur du capteur numérique, un capteur CCD capturant la lumière au moins 100 fois plus rapidement qu'une émulsion argentique, d'où son intérêt en astronomie pour la photographie du ciel profond.

    Un oeil humain est capable de percevoir un object illuminé sous 1 lux, ce qui équivaut à la lumière de la pleine Lune. La sensibilité d'un CCD est dix fois plus élevée et varie entre 0.1 et 3 lux. En revanche le CMOS est encore 3 à 10 fois moins sensible avec 6 à 15 lux seulement. Ce dernier est pratiquement inutilisable sous 10 lux et présente un niveau de bruit fixe 10 fois supérieur au CCD. C'est la raison pour laquelle toutes les caméras vidéos et les capteurs dédiés à l'astronomie sont équipés d'un capteur CCD.

    Le CMOS est normalement utilisé dans les jouets et les appareils de sécurité domestique bon marché. Mais il a deux exceptions. D'une part on peut fabriquer de très grands CMOS qui présentent la même sensibilité que les CCD. D'autre part les CMOS réagissent 10 à 100 fois plus rapidement à la lumière que les CCD d'où leur utilisation dans les APN et des applications spécialisées (Canon DSC D-30) ou nécessitant une cadence d'images très élevée (15-30 fps).

    Un capteur photosensible CCD ou CMOS est constitué d'une seule matrice photosensible qui est recouverte d'un filtre coloré appelé une grille de Bayer. Contenant des éléments de différentes couleurs, elle permet de sensibiliser les pixels à une seule des 3 couleur primaire : le rouge, le vert ou le bleu.

    A lire : Sensibilité des APN aux rayonnements IR et UV

    Capteur photosensible et grille de Bayer

    Adapté d'un document de Vincent Bockaert/123di.com

    Le processeur d'image associé au capteur photosensible combine ensuite ces trois couleurs primaires RGB pour créer par synthèse additive (une multiplication) une image couleur.

    Comme l'écran d'une télévision, vu de près, le capteur n'est qu'une juxtaposition de pixels rouges, verts et bleus alignés. Mais ne mesurant quelques microns chacun, à bonne distance la mosaïque de la grille de Bayer constituée de millions pixels forme une image couleur uniforme et apparemment sans "escalier" ou "alias". Toutefois nous verrons plus bas que la pixelisation et ces fameux "escaliers" deviennent apparents lors des agrandissements.

    Si généralement cette technologie donne d'excellents résultats, pour sa part, Sony a préféré adopter une technologie originale en remplaçant la grille de Bayer par une grille 4 couleurs dite RGBE : une grille RGB classique plus un filtre émeraude pour remplacer le deuxième vert comme indiqué dans ce schéma RGBE . Le système fut exploité en 2003 dans son modèle DSC-F828 mais qui eut un succès mitigé. Le résultat donne des couleurs plus conformes à la réalité bien qu'elles paraissent légèrement plus chaudes que la solution de Bayer comme on peut le voir sur ces deux images.

    Simulation grille de Bayer

    Simulation très agrandie de la grille de Bayer fixée sur les CCD et CMOS des APN. Constituée d'une mosaïque de filtres RGB, elle permet au processeur d'image (non visible) de reconstruire une image couleur.

    Pour sa part, pour ses modèles SD9 et SD10, Sigma a adopté le système Fovéon X3 dans lequel 3 grilles respectivement rouge, verte et bleue sont superposées, à l'image des émulsions argentiques. Les photosites mesurent 9 microns. Actuellement, pour un oeil professionnel du moins, le résultat reste inférieur aux performances de la grille de Bayer. Par ailleurs l'appareil est assez cher (environ 1700-2000 € avec optique pour une résolution de 10 Mpixels).

    Malgré tout, la société Semiconductor insights par exemple, experte dans ces technologies et qui assure du conseil auprès des entreprises estime que le Fovéon pourrait révolution l'industrie de la photographie.  En effet, actuellement les technologies CCD et CMOS exigent que les APN s'entourent d'algorithmes mathématiques complexes pour évaluer les couleurs, ce qui requiert des processeurs d'images dédiés dans l'appareil. Cette technologie ajoute des coûts et de la complexité à la conception des APN, ce qui explique le délai entre l'instant où vous appuyez sur le déclencheur et le moment où vous entendez le "clic" de l'enregistrement réel de l'image. On y reviendra.

    Grâce au Fovéon X3, le capteur enregistre les trois couleurs primaires dans chaque pixel, éliminant le recourt à des processeurs additionnels d'où résulte en théorie de plus belles images, une conception simplifiée des appareils et une amélioration de leurs performances.

    A lire : Nikon a déposé un brevet de capteur RGB dichroïque

    Kodak vient d'avoir une idée flash !

    Rochester, NY, 14 juin 2007 : Le fabricant américain Kodak annonce l'introduction de ce qu'il appelle "une percée majeure dans la technologie des capteurs d'image". La technologie qui ne porte pas encore de nom, augmente de 2 à 4 fois la sensibilité des photo-capteurs, ce qui permettrait d'éliminer le recours au flash dans des conditions de faible éclairement. Le nouveau photo-capteur utilise des pixels RGB et panchromatiques. Lire la suite.

     

    Dimension du capteur

    Sur la plupart des APN, la surface du détecteur est beaucoup plus petite que celle d'un film de 35 mm. Comparée à la surface d'une image de 24 sur 36 mm, le capteur d'un APN de 3, 4 ou 5 Mpixels ne mesure que 7.20 x 5.35 mm. Vous placez donc plus de 20 capteurs CMOS de cette dimension sur une image 24x36 ! Pas étonnant que la qualité s'en ressente. Il faut utiliser des capteurs d'au moins 6 Mpixels pour couvrir à peu près les 2/3 d'une image 24x36. Ces capteurs de 23.7 x 15.7 ± 0.1 mm fixés dans des chips de 40 x 30 mm équipent les systèmes APS-C (Advanced Photo System Classic) dont quelques réflex Canon et les Nikon de la série D que Nikon appelle le format DX (de même que les optiques Nikkor DX qui leur sont destinés).

    Le CMOS Full Frame équipant le Nikon D3.

    Le CMOS "full frame" équipant le Nikon D3.

     

    En fait la dimension des capteurs n'est pas exprimée en mm mais se réfère à une vieille mesure anglaise dans l'"imperial system" (inches, etc) remontant aux années 1950 utilisée à l'époque pour définir la dimension des tubes des caméras TV. Elle s'exprime en fraction et correspond à peu près aux 2/3 du diamètre de la matrice originale qui sert à les fabriquer. En effet, on a découvert à l'époque que seuls les 2/3 environ de la surface située au centre de la galette (wafer) de silicium étaient exploitables. Pour des capteurs des APN réflex de plus de 3 Mpixels cela correspond à une dimension ou type 1.8" (à ne pas confondre avecc le type 1/1.8" des compacts) également appelé APS-C qui correspond à un diamètre de 45.720 mm et une matrice de 15.7 x 23.7 mm (rapport 3:2), donc assez proche du 24x36. Aujourd'hui, seul Olympus utilise encore sur ses réflex des capteurs au rapport 4:3.

    Depuis 2001 il existe des capteurs CMOS de 24 x 36 mm dit "full frame" mais ils sont encore réservés à des appareils de milieu et haut de gamme. Ils équipent par exemple le Canon EOS-1Ds Mark II de 16.6 Mpixels (8000 € boîtier nu), à 1 ou 2 mm près le Canon EOS 5D de 12.8 Mpixels (2500 € boîtier nu) et le Kodak DCS-14n de 13.8 Mpixels déjà retiré du marché.

    Cette très lente pénétration du format 24x36 s'étendra aux autres marques à mesure que le prix des composants électroniques diminuera et de la stratégie, de l'envie des sociétés d'investir dans ce format. Chez Canon par exemple, il a fallut attendre 17 ans d'évolution technologique pour atteindre ce format. Quant à Nikon, pour l'instant il préfère le format APS-C. Dans tous les cas ces formats respectent déjà le rapport 3:2 ce qui est une bonne chose. On en reparlera dans quelques années.

    Paradoxalement, on imagine que plus les pixels sont petits, plus la résolution spatiale sera élevée et donc l'image de qualité . En pratique on constate que si techniquement on est capable de créer des éléments de 5.5 microns par exemple comme sur les Olympus E300 et E500 de 8 Mpixels (et même deux fois plus petit), Canon par exemple a sorti en 2005 le modèle EOS 5D de 12.8 Mpixels dont les pixels ont pratiquement la même taille que ceux du modèle 1D Mark II de 16 Mpixels, soit 8.2 microns.

    Il apparaît qu'un capteur mesurant 24 x 36 mm donnera une image plus nette s'il utilise des pixels proches de 9 microns. En effet, plus petits, le système électronique perd sa capacité à capturer les photons et génère plus de bruit électronique et dans un spectre plus étendu. La diffraction est également beaucoup plus importante.

    Mais de son côté, Canon ne l'entend pas ainsi et espère agrandir la taille des pixels pour produire des images aux couleurs plus riches et augmenter la dynamique de l'EOS 20D qui utilise des pixels 20% plus petits, de 6.4 microns.

    CMOS ClearVid de Sony

    Le CMOS ClearVid de Sony sorti en 2006 permet d'augmenter la résolution du capteur de 40% ainsi que sa sensibilité sans augmenter la densité des pixels.

    Le record de miniaturisation est détenu par la société Micron qui est parvenue en 2005 à diminuer la taille des pixels jusqu'à 1.7 micron. Selon Hisayuki Suzuki, directeur du markering Imagerie de Micron, "réduire la taille du pixel permet d'envisager des applications mobiles et domestiques offrant une plus grande résolution et de plus petits facteurs de forme. En outre, de plus petits pixels permettent d'augmentation les fonctions dans d'autres applications telles que médicales, biométriques et la haute vitesse".

    Sony a trouvé une autre astuce pour augmenter la résolution des images. Reprenant un concept déjà proposé en 2003 par Fujifilm sur son APN SuperCCD, sachant que la densité des pixels sur un chip dépend de la largeur des pixels, une manière d'augmenter la densité du chip sans modifier la taille des pixels est de placer ces derniers non plus dans une matrice rectangulaire mais en losange. Ainsi, en 2006 Sony a sorti un chip baptisé ClearVid (Clear + Vivid) pour sa nouvelle caméra vidéo DCR DVD505 qui utilise des pixels de 2.9 microns mais dont 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.

    Ecran TFT du Sony Alpha DSLR-A100

    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

    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.

    Système Antipoussière ICS

    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.

    Visible Dust

    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

    Moniteur LCD du Nikon D80

    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.

    Canon EOS 20D

    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.

    Logiciels 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

    Options du 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.

    Compression et perte

    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.

    Logiciel Thumber

    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.

    Photo T. Lombry Photo T. Lombry Photo T. Lombry

    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.

    Super CCD Fujifilm

    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 !

    8 bits par couleur

    Format HDR

    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 autre Radéon ont déjà sorti des cartes graphiques supportant 128 bits/pixel ainsi que quelques fabricants de logiciels dont HDRShop et Adobe (Photoshop CS). Reste aux fabricants d'APN à implémenter le format HDR dans leurs appareils sans pénaliser le temps de réponse ni la taille des appareils. Ils disposent déjà des cartes-mémoires adéquates (voir page suivante), reste à concevoir des capteurs et de nouveaux processeurs d'images, sans oublier les modifications en cascades qui découleront de cette innovation. Les principaux constructeurs en étant encore au stade expérimental, on peut estimer qu'on ne doit pas s'attendre à trouver des APN grand public au format HDR avant 2015. Encore faudra-t-il disposer de l'ordinateur capable d'exploiter ce format.

     LE STOCKAGE DES IMAGES

    Compact FlashDans un APN, les photographies numériques sont sauvegardées sur une carte-mémoire flash de petite dimension et amovible qui sera ensuite lue par un ordinateur.

    Il est intéressant de se pencher quelques instants sur cette technologie afin de mieux comprendre les performances et les limites de ces cartes.

    Une carte-mémoire flash est constituée d'un semi-conducteur (solid state), donc d'une pièce d'électronique solide au sens physique, sans pièce mobile. Malgré son aspet anodin, c'est de la très haute technologie faisant appel à des propriétés quantiques (effet tunnel notamment)

    Architecture des cartes-mémoires

    Sur le plan électronique, la mémoire flash est organisée autour d'un transitor MOS. L'information est stockée sous la forme d'électrons piégés dans ce qu'on appelle une grille flottante. Sa programmation (écriture, effacement) s'effectue par l'application de différentes tensions qui finissent par abîmer le substrat (l'oxyde de grille), ce qui explique qu'elle ne peut-être programmée ou effacée qu'entre cent mille et un million de fois. Sandisk par exemple offre 5 ans de garantie sur ses cartes CompactFlash. En d'autres termes, ils garantissent la fiabilité du support à concurrence de 50 à 500 images/jour durant 5 ans, ce que très peu de photographes réalisent (un photographe très actif réalise jusqu'à 30000 images/an). En cas de problème hardware n'hésitez pas à faire jouer la garantie. Pour prévenir cette éventualité achetez plusieurs cartes-mémoires et alternez-les en gardant à l'esprit qu'elles ont une durée de vie limitée. On y reviendra.

    Cette carte est une mémoire EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory), "flash" signifiant que la mémoire est non volatile et réinscriptible : l'information est préservée même en l'absence d'alimentation et peut être effacée comme n'importe quel support magnétique. De part sa construction elle offre une meillleure protection des données que la disquette magnétique.

    Chips Intel

    Chips Intel servant à fabriquer des cartes-mémoire flash en logique NOR. Document BIOS Magazine.

    La carte-mémoire doit être formatée comme un disque dur ou une disquette et supporte généralement les partitions FAT et parfois FAT32. On y reviendra.

    Certaines cartes peuvent être verrouillées contre l'écriture, sécurisées par des moyens software (notamment pour les APN Nikon haut de gamme), être encryptées, contenir des codes d'accès, des données privées ou peuvent gérer les droits d'auteur.

    Il existe différents types de cartes-mémoires flash. Les formats les plus répandus sont par ordre d'importance le "CompactFlash" (CF, 43x36 mm) et le "Secure Digital" (SD ou SDHC, 32x24 mm) suivi loin derrière par la "Multi Media Card" (MMC, 32x24 mm), la "Smart Media" (MS, 45x37 mm) et la Micro SD ou Transflash (15x11 mm). Ce marché est en constante évolution.

    Il existe deux architectures logiques, NOR et NAND. La première permet d'accéder aléatoirement à n'importe quelle cellule ou zone de données de la carte. La fiabilité des données est garantie à 100% par le fabricant. C'est l'architecture la plus utilisée, notamment dans les cartes-mémoires destinées aux APN, aux GSM, aux décodeurs, aux ordinateurs, etc.

    L'architecture NAND ne permet qu'un accès séquentiel aux données et présente un certain taux d'erreur qui impose l'utilisation d'un système de correction d'erreur. Cette architecture est surtout utilisée dans les cartes MMC, SD et les Memory Sticks.

    Les CompactFlash

    Les CF ont été créées par Sandisk en 1994 et offrent une compatibilité totale avec le format PCMCIA-ATA. Ce standard est aujourd'hui ouvert, ce qui a permis sa diffusion dans tous les secteurs de l'industrie allant de l'informatique à la robotique en passant par la vidéo et l'imagerie. Les principaux fabricants d'APN l'ont également adopté comme standard, notamment Canon, Epson, JVC, Kyocera, Kodak, Nikon, Pentax, Pretec, Ricoh, Sony/Minolta, Sanyo et Yashica.

    Les CF se divisent en deux modèles : le Type I et le Type II qui se différencient uniquement par leur épaisseur (3.3 et 5 mm). Une CF Type I peut s'installer indifféremment dans un slot de Type I ou de Type II tandis qu'une carte CF de Type II ne peut s'installer que dans un slot de Type II. Leur taux de transfert atteint 3.15 MB/s en écriture et est deux fois plus rapide en lecture.

    ScanDisk 512 MB SD Kingston 1 GB

    A gauche, installation d'une carte CompactFlash ScanDisk de 512 MB dans un Canon EOS 20D. A droite, installation d'une carte SD Kingston de 1 GB dans un Nikon D80. Certains APN peuvent se verrouiller lorsque la carte-mémoire est absente, d'autres vous préviennent qu'il n'y a pas carte dans l'appareil mais si le volet est fermé ils acceptent de prendre un cliché mais affichent juste après le déclic "enregistrement impossible".

    Les CF présentent une capacité théorique maximale (norme 2.0) de 137 GB. Les modèles grand public sont proposés en différentes capacités allant généralement 2 à 512 MB environ. A titre d'information un carte CF de 128 MB coûtait 100 € en 2002. En 2006 on pouvait en trouver à partir de 6 € chez PriceMinister !

    Il existe également des cartes de très grande capacité, supérieure à 2 GB, pour les APN à haute résolution. Elles sont formatées en FAT32. Rassurez-vous, depuis quelques années les PC (sous NT et XP) comme les Mac (G3-G5) supportent ce type de partition, de même que UNIX, Linux et SunOS, au même titre que la partition classique FAT.

    Le prix d'une carte CF de grande capacité reste élevé bien que relativement meilleur marché que les formats concurrents : si une carte CF de 1 GB peut se vendre 25 € (mais généralement 80 €), comptez environ 270 € pour une Sandisk CF de 8 GB et 700 € pour une 16 GB (sortie en déc 2006), c'est actuellement la carte-mémoire offrant la plus grande capacité.

    Attention, ici également il existe des contrefaçons. Une carte-mémoire neuve est toujours livrée dans un emballage d'origine scellé, elle ne présente aucune empreinte digitale et porte un numéro de série soit sur l'étiquette (Kingston) soit sur le profil (Sandisk). Si l'emballage a été ouvert et si la carte ne présente pas ces caractéristiques, exigez un échange standard du fournisseur.

    Les cartes SD

    Les cartes-mémoires SD (Secure Digital) ont la même dimension que les cartes MMC (32x24 mm) et sont compatibles avec celles-ci. Elles offrent l'avantage de supporter l'encryption (codage des données). Ici également il existe une version haute capacité, la carte SDHC qui peut atteindre 8 GB. Il existe enfin une version "micro SD" encore plus petite qu'on utilise dans les GSM.

    Les microdrives

    Les microdrives sont des CF de Type II mais disposant d'un disque dur magnétique. Ils sont donc également acceptés par les APN et sont lisibles dans un lecteur externe CompactFlash II. Ils présentent des capacités pouvant aller jusqu'à 4 GB. IBM et Hitachi vendent des cartes microdrives de 1 GB à 150 € et de 4 GB à 350 €. Elles sont toutefois plus lentes que les CF qui ne sont déjà pas très rapides comparées à un disque dur conventionnel. Comme les disques durs, les microdrives ont le défaut de devenir très chauds en cours d'utilisation.

    A consulter : Interfaces et accessoires Firewire, Amazon

    Carte-mémoire

    Carte-mémoire

    Carte-mémoire

    Les deux cartes-mémoires utilisées par les APN : à gauche la carte SD, au centre la CompactFlash. Ne vous fiez pas à leur petite taille physique pour estimer leur prix mais à leur capacité ! SanDisk fabrique des produits de qualité mais les performances de ses cartes CF sont très en-dessous de la moyenne. A droite, le disque dur portable USB Giga one de Jobo. Aujourd'hui toutes ces interfaces et bien d'autres sont disponibles sur les ordinateurs, soit intégrées à la carte-mère soit sur une carte, y compris sous forme de cartes multistandards USB/Firewire par exemple.

    La plupart des APN supportent les CF de Type I et Type II, y compris les microdrives, offrant une capacité maximale de 2 GB. Résolution oblige, seuls les APN assez sophistiqués et très récents supportent les cartes de plus de 2 GB.

    Notons que généralement l'APN se met automatiquement hors tension si le volet de la carte-mémoire (ou de la batterie) est ouvert. S'il y a pas de carte mémoire dans l'appareil, certains modèles acceptent malgré tout de prendre des photographies mais vous signalent sur le moniteur qu'il n'y a pas de carte installée.

    On comprendra facilement qu'en fonction de la résolution de vos images, vous ne pourrez en sauvegarder qu'un certain nombre sur chaque carte-mémoire, variant de quelques dizaines à quelques centaines selon leur capacité. Il est donc prudent d'acheter des cartes-mémoires supplémentaires et de grandes capacités (mais supportées par votre APN) ou de disposer d'un disque dur portable tel le Giga One de Jobo ou un Memory Stick sur lequel vous pourrez les décharger pour vider ensuite le contenu de la carte pour y sauver de nouvelles images. Cette situation se pose souvent en vacance en des lieux isolés où l'amateur ne dispose d'aucun moyen technique et doit donc se débrouiller seul.

    Transfert des données

    Etant donné la taille imposante des images en haute résolution, il est important que l'APN supporte un taux de transfert élevé (en écriture) et d'utiliser des cartes-mémoires également rapides au risque de pénaliser la vitesse des prises de vues, notamment à cadences élevées, de même que le temps de téléchargement sur ordinateur.

    Concernant l'APN, jusqu'à 4 Mpixels le taux de transfert n'est pas très important et peut se limiter à 0.2-1 MB/s. Pour ne pas pénaliser le système, à 5 ou 6 Mpixels on préconise un taux de transfert d'environ 7.5 MB/sec et supérieur à 12 MB/s à partir de 8 Mpixels. Au-delà de 10 Mpixels il est impératif d'utiliser les systèmes les plus rapides.

    Carte-mémoire

    Un microdrive de grande capacité au format CF II. Ce format est également supporté par les APN.

    Le transfert des images vers l'ordinateur est assuré soit directement par une liaison USB 2.0 à haut débit, Firewire ou même série, un cable reliant l'APN à l'ordinateur, soit en utilisant un lecteur de carte externe également relié à l'ordinateur par une liaison USB, Firewire, IDE, PCMCIA ou encore un bridge Firewire-IDE. Dans ce cas, le lecteur de carte est vu par le système comme étant un disque amovible et vous pouvez le manipuler comme n'importe quel lecteur.

    Généralement les photographes retirent la carte-mémoire de leur APN et la place dans un lecteur externe USB ou mieux, Firewire où le taux de transfert sera optimisé et à partir duquel il sera plus facile de manipuler les fichiers. Il n'est pas nécessaire de reformater la carte-mémoire ensuite. Vous pouvez simplement supprimer les fichiers et les répertoires inutiles.

    Dans un magasin de photographie, la copie de vos images vers une station de développement (borne Kodak, minilab ou tireuse) s'effectue directement via un lecteur de carte-mémoire multistandard. Certains appareils récents disposent également d'une connexion sans fil Bluetooth ou WiFi. Quant aux imprimantes, les plus récentes acceptent directement les cartes-mémoires dans un slot spécifique, un menu vous permettant de les imprimer sans passer par un ordinateur.

    Le taux de transfert varie selon l'interface. En théorie, les spécifications constructeurs sont les suivantes :

    Taux de transfert théoriques des principales interfaces

    Firewire 800 (IEEE 1394b) :
    Firewire 400 (IEEE 1394):
    PCMCIA-ATA (CF) :

    100 MB/s

    12.5 à 50 MB/s

    132 MB/s

    PCI :

    USB 2.0 :
    USB 1.0 :

    132 MB/s

    60 MB/s

    1.5 MB/s

    NB. Les constructeurs préfèrent les grands nombres et les unités standards. Ils parlent donc en mégabits par seconde (Mbps). Qu'à cela ne tienne, on multiple par 8. Ainsi le bus PCMCIA transfert à 132 MB/s soit 1056 Mbps, en théorie.

    Mais oubliez immédiatement ces chiffres théoriques de taux de transfert, ils sont généralement 10 à... 100 fois supérieurs aux taux réels ! Ainsi, le bus Firewire IEEE 1394 dont on s'attend à ce qu'il transfert les images à un taux de 50 MB/s (400 Mbps) plafonne en pratique entre 0.5 et 4.2 MB/s selon le périphérique, à peine mieux qu'une carte CF ! Celui qui vous dit qu'il obtient un taux de transfert de 40 MB/s, regardez-le bien de travers car il n'a jamais fait l'essai et se base uniquement sur des lectures théoriques, ce à quoi les constructeurs essayent aussi de nous faire croire ! Malheureusement une interface n'est jamais isolée de son périphérique, de son support ou de son logiciel de gestion et il faut bien tenir compte de cette réalité.

    Carte-mémoire

    Le lecteur Firewire externe MDCF-FW d'Unity Digital supportant les deux types de cartes CF. L'ordinateur doit disposer d'une interface Firewire IEEE 1394. Le lecteur est vu par le système d'exploitation comme un disque externe. Document T.Lombry.

    Le port USB 2.0 soi-disant très rapide est finalement celui qui est le plus lent. Quand vous aurez 100 images de 5 MB à transférer de votre APN vers votre ordinateur, vous laisserez vite tomber le port USB ! Installé dans un lecteur externe, il transfert une image binaire à raison de 0.5 à 2.1 MB/s (1.4 MB/s pour transférer 170 MB depuis un lecteur CF) et plafonne à 2.6 MB/s lorsqu'il est installé dans un APN. C'est très lent comparé au taux de transfert réels des cartes Firewire (3.1-4.2 MB/s) et PCMCIA (1.2-4.5 MB/s). Ces valeurs dépendent toutefois de l'APN, de la carte et de son fabricant et vous pouvez trouver des modèles a priori équivalents mais affichant des valeurs très disparates, d'où l'intérêt des comparatifs. Consultez ce compararif des lecteurs externes Firewire ainsi que celui-ci de DPReview consacré à l'Unity Digital MDCF-FW présenté à gauche.

    Quel est le lecteur externe actuellement le plus rapide ? Il existe deux lecteurs, tous deux disposant de l'interface Firewire 400. Le premier est le lecteur CompactFlash MDCF-FW d'Unity Digital (149$) dont le taux de transfert varie entre 2.3 et 2.8 MB/s selon la marque de la carte. Il est toutefois difficile à trouver sur le marché européen. Le second modèle est le lecteur CF Digital Film Reader de Lexar (35 €) pour lequel l'équipe de PC Magazine a mesuré un taux de transfert de 2.8 MB/s pour un fichier de 170 MB. Dans les deux cas, c'est deux fois plus rapide qu'une interface USB 2.0, alors qu'en théorie cette dernière devrait être plus rapide ! Notons que la vitesse de transfert augmente avec la taille du fichier, jusqu'à atteindre 5 MB/s. Ca ce sont des valeurs réelles qui n'ont rien à voir avec les chiffres annoncés par les constructeurs !

    Dans un lecteur de carte externe, il faut également tenir compte du temps d'accès aux données et du constructeur de la carte. Une carte CF installée dans un lecteur Firewire 400 externe (donc rapide) présente en moyenne un temps d'accès de 1.5 ms. Or les cartes Sandisk de 128 ou 512 MB qui sont de très bonne qualité dépassent les 30 ms, elles sont 15 fois plus lentes ! Cela se confirme dans ses temps de lecture deux fois plus lents et ses temps d'écriture quatre fois plus lents en moyenne que les marques concurrentes ainsi que le montrent ces tests réalisés par Digit-Life. La qualité d'un produit ou la durée de sa garantie ne signifie donc pas qu'il est performant.

    Quelle marque de CF faut-il choisir ? Kingston présente de bonnes performances pour un prix compétitif et une excellente garantie. Voyez également ce comparatif concernant les CF, MMC et SD. Ici encore les cartes CF sont les plus rapides et méritent votre attention d'autant que ce marché est en constante évolution contrairement à celui des SD ou MMC qui se développe beaucoup plus lentement.

    Suite de l'article Photographie numérique (III) - L'objectif : grand-angle, zoom et télé - Les mesures de lumière et les corrections d'exposition - Le flash et la batterie

    En savoir plus sur cet article

    Pour une lecture plus confortable, l'ensemble de cet article a été découpé sur cours-photophiles en quatre articles distincts dont vous trouverez le détail ci-dessous.

    Photographie numérique (I) : Avant-Propos - Fonctionnement d'un APN 
    Photographie numérique (II) - Le capteur photosensible - Les formats d'images - Le stockage des images 
    Photographie numérique (III) - L'objectif : grand-angle, zoom et télé - Les mesures de lumière et les corrections d'exposition - Le flash et la batterie 
    Photographie numérique (IV) - Inconvénients des APN et précautions à prendre - En résumé

    Vous pouvez aussi retrouver l'intégralité de cet article sur le site de son auteur Thierry Lombry : http://astrosurf.com/luxorion/photo-numerique.htm

    Cet article ne peut être reproduit sans l'autorisation de son auteur Thierry Lombry. Pour toute demande d'utilisation de ses textes ou images contactez le sur http://astrosurf.com/luxorion/index.htm . Visitez aussi la FAQ droit d'auteur de son site.

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  • La photographie numérique (III) Imprimer Envoyer
    Les bases techniques de la photo
    Écrit par Administrator   
    Samedi, 01 Septembre 2007 17:35


    Par Thierry Lombry

    Cet article est la suite de l'article Photographie numérique (II)


     L'objectif : grand-angle, zoom et télé
     Les mesures de lumière et les corrections d'exposition
     Le flash et la batterie 


    L'OBJECTIF : GRAND-ANGLE, ZOOM ET TELE

    Zoom Nikon DX

    Zoom autofocus Nikon DX de 17-55 mm f/2.8G IF-ED. Il est vendu 1600 €. S'il est trop cher, vous pouvez vous rabattre sur le zoom 18-70 mm f/3.5-4.5G IF-ED à 380 €. Bien sûr on ne joue plus dans la même cour.

    Les systèmes optiques utilisés dans les APN sont similaires à ceux des appareils traditionnels. Ils se caractérisent toujours par leur longueur focale et leur ouverture qui conditionnera leur luminosité.

    La longueur focale associée à la taille du capteur photosensible détermine le champ angulaire de l'appareil photo et donc indirectement la dimension du sujet.

    L'objectif "standard" ou "normal" est celui dont la longueur focale correspond approximativement à la diagonale du capteur photosensible. Pour le format 24 x 36 mm offrant une diagonale de 43.27 mm il s'agit de la focale de 50 mm, pour un capteur APS de 30.15 mm de diagonale il s'agit de la focale de 28 mm et pour un capteur de 13x18 mm offrant une diagonale de 22.20 mm il s'agit de la focale de 24 mm. Cette optique est appelée à tord standard car l'oeil humain présente un champ de vision beaucoup plus étendu que les 47° de cette optique et correspond en réalité au champ d'un objectif de 18 à 21 mm de focale (90-120°, bien que totalement flou aux extrémités du champ).

    Les optiques offrant une focale inférieure à 50 mm (24x36) sont classées parmi les grands angles. Elles couvrent un champ de vision variant entre 50 et 90° environ. On classe parmi les "super grands angles" les optiques de 21 mm et inférieures dont le champ dépasse 90°. La première dénomination à toutefois tendance à se généraliser. Il faut citer à part le "fish-eye" qui couvre un champ panoramique de 180°. Cet objectif est avantageusement remplacé par des appareils spéciaux réalisant des images panoramiques par défilement. Leur avantage est de ne pas déformer la perspective (bien qu'un logiciel comme Nikon Capture 4 puisse la rectifier).

    Les optiques offrant une focale supérieure à 50 mm (24x36) sont classées parmi les téléobjectifs. De part le grandissement qu'ils entraînent, leur champ est réduit à quelques dizaines ou quelques degrés. Leur longueur focale n'a pas vraiment de limites puisque certains photographes fixent le boîtier de leur APN sur des télescopes pour photographier le ciel, leur lunette ou leur télescope ayant une longueur focale résultante qui atteint plusieurs mètres. Mais cela reste un usage très spécialisé ainsi que nous le verrons dans les autres articles de ce dossier .

    Les téléobjectifs se divisent également en différentes catégories :

    - le téléobjectif de focale fixe ou discrète (100, 200, 300 mm, etc)

    - le téléobjectif à portrait offrant une grande ouverture (85 mm f/1.8 par exemple),

    - le téléobjectif à miroir ou catadioptrique très compact (1000 mm f/10 et mesurant à peine 15 cm de longueur)

    - l'objectif macro destiné aux prises de vues rapprochées (5-40 cm du sujet) à fort grossissement (1:1-1:10)

    Il faut ajouter à cette liste l'objectif zoom qui couvre plusieurs focales de manière continue (18-70, 35-105, 80-300 mm, etc).

    Sony Alpha DSLR-A100

    L'objectif zoom et macro de 18-70 mm f/3.5-5.6 DT équipant le Sony Alpha DSLR-A100.

    La plupart des APN vendus avec un zoom (comme le 18-70 mm de Sony par exemple présenté à gauche) proposent d'office une fonction macro (10-30 cm selon la focale), le constructeur ayant greffé un groupe de lentille mobiles permettant des prises de vues rapprochées. L'agrandissement dépasse rarement 1:3. Pour atteindre 1:10 il faut en général un soufflet et travailler en studio.

    Les zooms restent intéressants par leur polyvalence mais c'est parfois un inconvénient car les modèles grands publics et donc bas de gamme présentent souvent une forte distorsion aux focales extrêmes et leurs images présentent un sérieux manque de netteté dans les détails, indépendamment de la résolution atteinte par le capteur.

    Evitez aussi d'utiliser le zoom "numérique". Un zoom est une optique à focale variable c'est-à-dire que ce sont des groupes de lentilles qui se déplacent dans l'optique. La mise au point de l'autofocus, la mesure TTL et le champ du flash sont adaptés en conséquence. En revanche, comme son nom le suggère, un zoom "numérique" est une méthode logicielle qui réalise un recadrage, parfois un grossissement par interpolation des pixels dans la région centrale de l'image. Quand il y a interpolation, cela implique une perte de résolution et une image qui devient nécessairement floue. A fort grossissement, l'image perd tout son piqué et c'est à peine si elle conviendrait à des paparazzi. Sur la plupart des APN la fonction zoom numérique peut être désactivée.

    On qualifie également les zooms de 3x, 5x, 10x, etc. Cette notion prête à confusion car elle ne définit pas le grossissement physique, tout au mieux le tirage, mais l'amplitude (range) entre la focale minimale et maximale du zoom. Ainsi un zoom 80-200 mm par exemple présente une amplitude de 11x car 11*18~200. Usage à déconseiller.

    Le deuxième paramètre est le rapport focal ou l'ouverture relative de l'optique, le fameux nombre f. Il varie généralement entre 1.2 et 22. Il s'agit du rapport entre la longueur focale (f) et le diamètre libre (diaphragmé, D) de l'optique. Plus le chiffre est petit plus l'ouverture du diaphragme est grande et laisse passer de lumière. En corollaire, une petite ouverture relative (petit f) exigera un temps d'exposition plus court qu'une grande ouverture relative (f:22) car cette dernière ferme le diaphragme et ne laisse passer que très peu de lumière. En revanche, une grande ouverture relative (f:11-22) permettra d'agrandir la profondeur de champ et d'obtenir des images nettes sur une plus grande profondeur, d'autant plus étendue que la mise au point sera réalisée à grande distance ou sur l'infini.

    L'ouverture relative est donc très importante car elle affecte la luminosité des images. Dans une même gamme de focales choisissez toujours l'objectif offrant le plus petit rapport d'ouverture. Dans des conditions de faible éclairement, un diaphragme de gagné divise le temps de pose par deux.

    Champ couvert par l'objectif d'un APN

    Le champ couvert par un objectif d'APN obéit à la relation:

    A = 2 * Arc Tg ( D / 2F )

    où D est la diagonale du capteur CCD et F la longueur focale du système optique, tous deux exprimés en mm.

    Pour une optique de 50 mm de focale utilisée avec un capteur CMOS APS-C de 23.7 x 15.2 mm (diagonale de 28.37mm), nous obtenons : 2 * Arc Tg (28.4/(2*50)) = 31.7°.

    Pour un grand angle de 28 mm, nous obtenons 53.8°. Ces valeurs sont inférieures au champ réel de ces optiques (74° dans le cas du 28 mm) car elles sont montées sur des APN dont la surface du capteur est inférieure au format 24x36 mm

     

    Qualité des optiques

    Tous les "verres" dont sont fabriqués les lentilles n'ont pas la même qualité. Il existe des verres en plastique, en polycarbonate et des verres fabriqués à partir de cristaux de fluorine par exemple et d'éléments rares. Les prix varient en conséquences car la manière de les tailler et leurs propriétés (poids, dimensions, corrections optiques, etc) sont toutes différentes. On y reviendra à propos de la qualité des APN haut de gamme qui utilisent souvent des optiques à la hauteur des performances du boîtier.

    Les maîtres-opticiens ont toujours plus de difficultés pour tailler des verres présentant un court rapport focal plutôt qu'un long car il devient difficile de les corriger pour toutes les aberrations optiques qui s'amplifient à mesure que le rapport d'ouverture diminue. Ils y parviennent néamoins très bien mais cela exige des verres spéciaux, les uns à très grande dispersion (SD), les autres à très faible dispersion (ED), des ménisques asphériques, etc, toujours très chers. Grâce à ces astuces, ils disposent de plus de latitudes pour corriger les aberrations de premier et deuxième ordre.

    Fish-eye Pentax DA 10-17 mm

    Le fish-eye Pentax DA 10-17 mm f/3.5-4.5 IF-ED. Cette optique zoom procure un champ de 180° à 10 mm de focale (490 € en 2006).

    En outre, plus il y a de lentilles dans un système optique plus il y a de réflexions internes et donc de perte de lumière, quand celle-ci n'est pas absorbée par des matières de mauvaise qualité ou ajoutent des couleurs (comme c'est parfois le cas du polycarbonate). Quand on sait qu'un zoom comme le Sigma 17-35 mm f/2.8-4 DG asphérique conçu pour les APN compte jusqu'à 16 lentilles en 13 groupes, il est prudent de jeter un oeil sur la quantité de lumière qui traverse l'objectif. On peut avoir des surprises.

    Les lois de l'optique nous disent que chaque surface de verre en contact avec l'air peut produire une réflexion. Une lentille peut ainsi perdre environ 4% de lumière par réflexion. Ainsi, un système de 16 lentilles non traitées ne transmet que (0.96)16 = 52% de la lumière ! Ceci explique déjà pourquoi une optique contenant beaucoup de lentilles donne des images plus sombres qu'une optique de même focale contenant deux fois moins de lentilles. C'est particulièrement apparent dans les oculaires et les optiques zooms comparées à des optiques discrètes équivalentes. Heureusement, dans le cas du Sigma évoqué, plusieurs lentilles sont groupés.

    Pour réduire cet inconvénient et augmenter le contraste, les lentilles sont recouvertes d'un revêtement anti-réflexion, un multicouche de quelques microns qui annule les réflexions parasites par opposition de phase et permet de récupérer environ 3.5% de lumière sur chaque élément de lentille. Si toutes les surfaces des lentilles de notre Sigma étaient en contact avec l'air et traitées multicouche, il présenterait au moins 92% de transmission ! Ce sont les dénommations FMC, SMC, HFT et autre UHT qui caractérisent une optique. Il existe différentes catégories de traitement que nous développerons dans l'article consacré aux coatings, revêtements anti-réflexions et dispersions . Une optique dont chaque élément air-verre est traité (super multicouche ou fully multicoated) se reconnaît à ses réflexions internes vertes et pourpres. Selon la qualité des lentilles et du traitement multicouche, le prix des objectifs se répercutera sur la facture.

    Soleil : attention danger !

    Il ne faut jamais oublier qu'une optique placée sur un appareil photo représente une puissante loupe pour les rayons du Soleil. Si un éclat de verre ou une simple lentille peut déjà déclencher un incendie, on imagine sans problème les dégâts que peut entraîner un objectif orienté vers le Soleil.

    Plus d'un photographe ont relaté des expériences fumeuses où les parois de la chambre noire avaient fondu, le miroir fut endommagé comme on le voit sur ces images ou, après avoir relevé le miroir manuellement, ont constaté que l'obturateur de leur APN avait été brûlé parce que l'appareil était resté sans couvercle face au Soleil !

    La première précaution à prendre avec un appareil photo placé au Soleil est donc de toujours s'assurer que le bouchon est placé sur l'objectif lorsque vous ne l'utilisez pas.

    Quant à photographier directement le Soleil avec un appareil photo, n'y pensez même pas, sauf au lever ou au coucher du Soleil ou encore à travers une nappe de brume. En temps normal, si vous utilisez un zoom ou un téléobjectif, vous devez le protéger avec un filtre solaire constitué d'une feuille de Mylar ou d'un filtre gris neutre d'une densité de 4 ou 5, laissant donc passer 1/10000eme de la lumière du Soleil au maximum. Si vous n'utilisez pas cette protection, non seulement vous allez griller votre appareil mais vous risquez de vous brûler la rétine et d'être aveugle pour le restant de vos jours.

    Facteur de grossissement et "crop factor"

    Nous disions en introduction qu'il n'y avait pas de différence fondamentale entre les optiques traditionnelles et numériques. Si c'est exact concernant la conception (chaque optique est adaptée au format de son capteur photosensible), en fait il y en a une et d'importance, c'est le "facteur de grossissement".

    Le terme est placé volontairement entre guillemets car lorsqu'on utilise une optique traditionnelle sur un APN, parler de "facteur de grossissement" est une erreur en français. Les Anglo-saxons utilisent le terme "crop factor" (voir lien ci-dessous) qui représente en effet mieux l'idée d'un recadrage de l'image qu'est censée signifier la terminologie française.

    Ainsi que nous l'avons expliqué, les capteurs photosensibles sont souvent plus petits que la surface d'un film de 35 mm, c'est généralement du format APS-C. Si vous utilisez des optiques classiques qui n'ont pas été conçues pour les APN, leur champ couvrant une surface supérieure au cercle circonscrit par le capteur, le cadrage sera limité à la partie centrale du champ, donnant l'impression que l'image est agrandie dans une proportion comprise entre 1.3 et 2 selon les modèles, comme l'explique les schémas suivants.

    A lire : The digital crop factor of digital SLR's, F.Kamphues

    Couverture des objectifs

    Couverture d'un objectif en fonction du format. 1 - un objectif classique est conçu pour couvrir le format d'une image 24 x 36 mm. 2 - L'objectif d'un APN est conçu en fonction du format du capteur numérique. Les objectifs Nikkor DX par exemple sont prévus pour le format APS-C. 3 - Le fait de monter un objectif classique sur un APN donnera l'impression que l'image est agrandie entre 1.3 et 2x selon le capteur car ce dernier ne couvre qu'une fraction du champ original. 4 - Inversement, l'utilisation d'une optique (grand angle en général) prévue pour un APN sur un appareil photo classique peut produire du vignetage. Document T.Lombry.

     

    Ainsi, le champ angulaire couvert par un objectif de 50 mm classique utilisé sur un APN au format APS-C correspond au champ d'un... 75 mm traditionnel, celui de 28 mm correspond à celui d'un 42 mm traditionnel ! Autrement dit, un objectif classique utilisé sur un APN couvre un champ plus étroit que sur une émulsion argentique !

    Pour les anciens photographes qui travaillaient avec des boîtiers argentiques, ce recadrage apparaît dans le viseur de l'APN et après la prise de vue sur le moniteur LCD (sur les réflex), si bien que vous ne pouvez pas l'ignorer. En revanche, si vous n'avez aucune notion du champ que peut couvrir votre objectif, vous ne vous rendrez pas compte de cet effet qui sera pour ainsi dire transparent mais bien réel.

    Selon les marques, ce recadrage va réduire le champ de votre optique de 30 à 100% (facteur de grossissement de 1.3 à 2x). C'est en ce sens qu'on dit qu'un 300 mm est équivalent à un 480 mm ou un 600 mm, car il cadre comme ce dernier, mais en réalité la puissance de l'optique ne change pas.

    Si on veut être strict sur les termes, ainsi que nous l'avons dit, le "facteur de grossissement" est mal nommé. La focale de votre objectif est indépendante du format du capteur : votre grand angle de 28 mm reste un 28 quelle que soit la taille de la surface sensible. Sa focale correspond à la distance comprise entre l'axe du centre optique des lentilles (considérées comme unique) et le plan focal où se forme l'image lorsque la mise au point se fait à l'infini. En d'autres termes, sur une optique discrète le tirage est fixe et ne produit donc aucun grossissement.

    Quand on parle de "facteur de grossissement", il faut comprendre "il cadre comme une optique 1.5x fois plus longue" (crop factor) car il s'agit bien d'un recadrage lié à la taille du capteur. Le terme français est tellement inadapté qu'il ne s'écoule pas un mois sans que la question ne soit discutée sur les forums consacrés aux APN, preuve de la bétise que nous avons faite en adoptant cette terminologie.

    Olympus Zuiko 300mm

    Le téléobjectif Olympus Zuiko de 300 mm f/2.8 ED équivalent à un 600 mm. Les optiques de cette gamme "Top Pro" reçurent l'award de l'EISA en 2006. Son prix est aussi au top : 7200 € ttc. Canon et Nikon proposent une optique équivalente au 2/3 du prix.

    Pour éviter toute ambiguïté, les constructeurs indiquent les focales réelles sur leurs objectifs complétées, sur les catalogues, par leur "équivalent" classique quand c'est nécessaire. Ainsi un 300 mm classique utilisé sur un APN Nikon est un "équivalent 450 mm", mais en aucun cas sa focale passe à 450 mm, pas plus que sa puissance (cfr les graphiques) !

    En pratique, tous les objectifs Nikon classiques utilisés sur un APN présentent un "grossissement" de 1.5x, il est de 1.6x sur la majorité des Canon série D (EOS 10D, etc) et peut atteindre 2x chez Olympus. Seuls les Canon série 1D et 5D ainsi que l'ancien Kodak DSC 14n présentent un facteur de grossissement identique à celui du format 24x36, taille du capteur oblige.

    Il existe heureusement des optiques adaptées au format réduit des capteurs des APN. Il s'agit par exemple des optiques Nikkor DX, Canon EF ou EF-S, Sigma EX, Tamron Di-II, etc. Dans ce cas l'image retrouvera son champ classique à un degré près. Essayez autant que possible de tester l'optique sur votre APN avant achat; mieux vaut se tromper au magazin que de le constater à domicile sur des tirages qui ne correspondent en rien au champ de vision que vous espériez obtenir !

    Inversement, si vous utilisez une optique conçue pour un APN sur un appareil photo traditionnel, le champ sera réduit avec un risque de vignetage, principalement avec les objectifs grands angles.

    Autofocus

    Grâce à une miniaturisation toujours plus poussée, la plupart des optiques sont équipées d'un système autofocus dont le moteur est soit intégré à l'optique soit au boîtier. Cette assistance à la mise au point peut être désactivée ou, sur certains modèles, elle s'adapte à la longueur focale de l'optique.

    L'autofocus est un système télémétrique qui peut-être actif ou passif. Dans un système actif, l'APN envoie un signal infrarouge (ou ultrasonique) sur le sujet qui renvoie un écho permettant à l'appareil d'estimer sa distance et de réaliser la mise au point grâce à un servomoteur. Le faisceau est divisé en plusieurs beams qui peuvent ou non se croiser selon les appareils.

    Le système passif divise artificiellement l'image du sujet en autant de rayons qui sont focalisés sur des capteurs CCD placés au fond de la chambre noire comme l'explique ce schéma d'Edgar Bonet et ce dessin préparé par Nikon. Dans ce cas l'APN n'émet aucun signal. Il analyse seulement une fraction de la lumière réfléchie vers le bas par le miroir réflex. Si les images multiples sont centrées sur chaque capteur, le sujet est correctement mis au point, si l'image s'étale et est décalée cela signifie que la mise au point n'est pas réalisée à la bonne distance.

    Plus il y a de points d'autofocus plus le dispositif est souple. Trois points de mesure sont un minimum et une valeur toute à fait acceptable pour des photos de groupe par exemple. L'avantage d'avoir de nombreux points de mesure et sur une large zone du viseur est de vous donner plus de souplesse lors de la prise de vue car cela vous évite de devoir tourner l'appareil si le sujet s'écarte de la zone centrale. Le nombre de points d'autofocus varie entre 5 et 45 selon les performances de l'APN.

    Si le sujet n'est pas éclairé, l'autofocus passif ne peut pas fonctionner. Dans ce cas, l'APN utilise un éclairage d'appoint. Et c'est un sacré spot qui porte bien au-delà de 20 mètres. Pour la discrétion c'est bien sûr raté ! Si la lumière est suffisante et que le sujet n'est pas caché dans les broussailles, l'appareil est capable d'effectuer une mise au point très précise. Notons aussi qu'avec le temps, le servomoteur est devenu plus silencieux.

    On parle d'autofocus "servo" (AF Servo) lorsque l'appareil assure la mise au point automatique et de manière continue sur des objets en mouvements. On l'utilise principalement pour la photographie d'action (sportive ou des animaux). Quand ce mode est sélectionné (menu "AI Servo" chez Canon ou "Continuous" chez Nikon) il suffit d'appuyer à mi-course sur le déclencheur pour qu'il s'active.

    Débrayage de la baïonnette et de l'autofocus

    Boutons de débrayage de la baïonnette et de l'autofocus (AF/MF) sur le Canon EOS 20D.

    En théorie un autofocus servo-assisté est capable de suivre un mobile jusqu'à 50 km/h environ ce qui impose un temps de réaction supérieur à 0.072 sec (~1/14e). Or en pratique, le temps maximum total que peut prendre un autofocus pour se verrouiller atteint 1/4 de seconde, et même 1 seconde dans des conditions difficiles. Au mieux, dans cet exemple notre autofocus est donc 3 fois trop lent.

    Si ce système procure un avantage lorsque la visibilité est mauvaise, on comprendra qu'il y a au moins trois circonstances dans lesquelles il vaut parfois mieux le désactiver.

    Tout d'abord lorsque le sujet se déplace rapidement, que ce soit vers l'observateur ou dans le même plan. Si l'autofocus est lent et prend une seconde si pas davantage pour se verrouiller sur un objet, si votre sujet se déplace à 100 km/h, en 1 seconde il aura parcouru 27 m et aura quitté le champ avant que vous ayez eu le temps de déclencher ! Au mieux l'image sera floue. Si l'autofocus est dix fois plus rapide, vous pouvez obtenir des images nettes à condition d'utiliser une vitesse d'obturation très rapide et une grande profondeur de champ (petite ouverture), deux paramètres qui ne vont pas souvent de paire.

    La photographie sportive ou d'action en général requiert des méthodes de prise de vues particulières où il faut anticiper les mouvements du sujet ou se déplacer avec lui pour éviter d'obtenir des images floues ou filées. Si les vitesses d'obturations élevées, les systèmes d'autofocus prédictifs et les systèmes anti-secousses résolvent une partie du problème, mieux vaut éviter d'ajouter à cette difficulté celle de la mise de la point. En fait, une fois de plus, seuls les APN de milieu et haut de gamme se sortent honorablement de ces difficultés.

    Le deuxième cas se présente lorsque le sujet principal n'est pas dans l'axe optique ou lorsqu'il s'intercale entre d'autres objets sur lequels peuvent buter les systèmes autofocus actifs comme passifs (par exemple un animal caché dans les broussailles ou placé derrière une cage). Un système peu performant va localiser un objet proche de l'axe de visée mais soit trop rapproché soit trop éloigné par rapport au plan du sujet. Si vous n'avez pas mémorisé la mise au point sur le sujet, son image sera floue.

    Le dernier cas, assez similaire au précédent, est celui de la macrophotographie. L'autofocus ignore en général où est le sujet, si c'est la feuille ou l'insecte, et risque de faire une mise au point sur un plan trop rapproché ou plus éloigné. S'il se déplace dans un champ très détaillé, l'AF servo peut même perdre totalement le contrôle et confondre l'avant-plan avec l'arrière-plan. Etant donné que la profondeur de champ est généralement limitée à quelques centimètres, l'image à de fortes chances d'être floue.

    A moins d'utiliser du matériel haut de gamme, dans ces trois cas particuliers mieux vaut désactiver l'autofocus et assurer manuellement la mise au point. Sur certains APN, certains automatismes seront inactivés dans la foulée faute de pouvoir corréler les informations d'exposition avec la distance en fonction de la focale de l'objectif. Compte tenu des faiblesses de ce dispositif, vous ne serez donc pas étonnés d'apprendre que plus d'un photographes ont désactivé définitivement leur autofocus et ne réalisent leur mise au point que manuellement quitte à se voir pénaliser par des modes d'exposition limités. Encore une foi, rien ne vaut du matériel professionnel pour pallier à ces carences.

    La baïonnette

    Il s'agit d'un astucieux système de fixation mécanique permettant de solidariser un objectif au boîtier. Parmi les premiers appareils à baïonnette citons le Leica M3 (baïonnette M) sorti en 1954, le Nikon F (baionnette F) sorti en 1959 et le Pentax K dont la baïonnette du même nom est déjà citée en 1971 mais qui sera officiellement présentée à la Photokina en 1975. Aujourd'hui le brevet de Leica est tombé dans le domaine public.

    Depuis de nombreuses années ce mécanisme est associé à des contacts électriques pour assurer le transfert des paramètres de prise de vue (diaphragme, etc) au boîtier des appareils dotés d'automatismes. Plus récemment, avec l'invention de l'autofocus, la baïonnette a été complétée par de nouveaux contacts et une prise de force. Cela conduisit au brevet Pentax KA notamment.

    Baïonnette Pentax

    La baïonnette KAF2 à 12 contacts du Pentax K10D de 10.2 Mpixels. Elle est compatible avec les anciennes optiques KAF et KA. Pentax a toutefois élaboré des optiques DA "digitales" dont le champ est plus adapté au format de son capteur proche de l'APS-C.

    Aujourd'hui les montures à baïonnette assurent un échange total des signaux dans les deux sens entre optique et boîtier grâce à des contacts supplémentaires.

    La baïonnette est-elle compatible entre optiques de marques différentes ? Il faut préciser compatibilité mécanique ou électrique. Car si on tient compte des contacts, ce n'est même pas toujours compatible au sein d'une même marque !

    Compatibilité entre fabricants

    Tout dépend du constructeur car tous n'ont pas créé de baïonnette propriétaire. Les baïonnettes M, F et K par exemple ont été reprises par d'autres fabricants. Ainsi Fujifilm et Zeiss exploitent la baïonnette Nikon, Samsung celle de Pentax, Leica et Panasonic celle d'Olympus et Kodak utilise celles de Canon et Nikon. La baïonnette M de Leica est utilisée par de nombreux fabricants parmi lesquels Voigtlander, Bessa, Epson et de nouveau Zeiss.

    Les fabricants ayant conservé une baïonnette propriétaire sont Canon, Leica, Nikon, Olympus, Pentax, Sigma et Sony/Minolta, bref les marques historiques.

    En fait vous n'avez pas beaucoup de chances de récupérer vos optiques si vous passez d'une grande marque à l'autre. Cela paraît évident mais il faut le préciser. A ma connaissance il n'existe pas de bague d'adaptation entre marque, Canon vers Nikon, Olympus vers Pentax ou Sony et réciproquement, à l'exception d'une optique Nikon/Nikkor sur un boîtier Canon EOS (Cf la publicité de Qoopix Photo sur eBay) mais on perd malgré tout la présélection de diaphragme automatique.

    La raison de cette incompatibilité est simple, en partageant ce genre de brevet, c'est toute la gamme d'optiques d'une marque qui passe à la concurrence. Et comme le but d'une entreprise est de développer ses bénéfices, ce n'est pas vraiment en partageant son savoir-faire qu'elle y parviendra. Raison pour laquelle la conception doit rester propriétaire. Et dans le cas contraire, c'est souvent le plus grand qui absorbera le plus petit.

    Il existe bien quelques bagues de conversion (par ex. la bague Nikon BR 3 qui est un inverseur baïonnette/52 mm à vis notamment utilisé en macro avec une bague allonge ou un soufflet, etc) mais il sera exclu de récupérer les contacts, d'autant qu'avec les années, ils sont devenus deux fois plus nombreux.

    A défaut de trouver la bague compatible avec votre optique, certains amateurs un peu bricoleur n'ont pas hésité à fabriquer leur propre bague d'adaptation. A défaut, vous pouvez faire appel aux compétences d'un tourneur qui vous fabriquera la pièce sur mesure. Périodiquement les lecteurs du forum Nikon Passion par exemple décrivent la manière dont ils ont adapté leur optique à leur APN. Et si vous ne trouvez pas la solution en francophonie, en anglais baïonnette se dit "bayonet" et consultez par exemple le forum très complet de DPReview.

    Compatibilité au sein de la marque

    Au sein même d'une marque, la compatibilité électrique vers le haut n'est pas garantie par la force des choses mais presque assurée totalement. Les constructeurs se doutent bien que leurs clients ont investi parfois beaucoup d'argent pour acquérir des optiques de qualité, parfois plus que dans leur boîtier, et souhaitent donc les conserver en dépit de l'évolution du marché. Cette garantie de suivi participe à la réputation de la société et son respect des attentes du public.

    Ainsi les objectifs Pentax K et KA créés dans les années 1975-80 sont encore utilisables sur les APN Pentax les plus récents tel le K10D de 10.2 Mpixels (999 € en 2006), sauf le couplage à pleine ouverture et le zoom motorisé de certaines optiques.

    Nikkormat - Document T.Lombry Nikkormat - Document T.Lombry

    A gauche, aspect de la baïonnette F du Nikon Nikkormat FTn (1965), à droite celle du Nikon D80 (2006) dont voici un gros-plan. Très peu et en même temps beaucoup de choses ont changé en 41 ans. Peu car la baïonnette est identique mais beaucoup car entre-temps l'électronique et les automatismes sont passés par là. La compatibilité des objectifs du FTn (donc non pilotés par CPU) avec le D80 par exemple n'est assurée qu'en mode d'exposition manuelle mais le posemètre ne fonctionne pas. A l'inverse, ce boîtier accepte encore les optiques AI et AI-S actuelles. Les optiques Nikkor un peu plus récentes mais toujours non-CPU attachées à un D80 ne pourront utiliser que partiellement le système de mise au point électronique qui généralement ne peut être utilisé qu'à f/5.6 ou supérieur. Pour les optiques AF, la matrice 3D couleur et une partie des fonctions i-TTL ne fonctionnent pas. Il faut disposer d'optiques D AF, G ou DX pour avoir un support total des fonctions sur le D80.

     

    Chez Nikon, une optique autofocus (par ex. Nikkor AF-S VR 300 mm f/2.5 IF-ED) est compatible avec tous les appareils récents de la marque (sauf les modèles prévus pour le F3-AF tel le 80 mm f/2.8 et 200 mm f/3.5 IF-ED). Même chose pour les optiques manuelles (AI, AI-S) sauf que la mesure d'exposition ne fonctionnera qu'avec les modèles F6, ceux de la série D1, D2 et D200. Si vous souhaitez utiliser ces optiques manuelles sur un D80 par exemple, la mesure d'exposition ne sera pas transmise au boîtier. Dans de rares cas et justement pour les optiques Nikkor AI et AI-S, certains revendeurs dont je n'ai malheureusement pas la liste (cf leur service technique ou le SAV Nikon) peuvent toutefois modifier l'optique pour assurer cette compatibilité (leurs coordonnées seront publiées dès que j'aurai l'information).

    Enfin, il peut arriver que le constructeur sacrifie sur son produit d'appel certains automatismes. Ainsi le Nikon D40 sorti en 2006 et destiné au grand public est si petit que Nikon a dû limiter ses performances pour rester sous la barre des 500 € boîtier nu. Il ne peut donc accepter que des objectifs à moteur d'autofocus incorporé (AF-S). En supprimant le moteur du boîtier, Nikon a économisé un certain nombre de composants et limité son prix. Vu la panoplie d'optiques proposée par Nikon, ce n'est pas un retour en arrière, d'autant moins que le constructeur a proposé un nouvel objectif zoom de 18-55 mm pour ce réflex. Cette optique bénéficie par ailleurs d'éléments de lentilles apochromatiques ED qui réduisent parfaitement l'aberration chromatique.

    Pour résumer la situation, avant d'acheter quoi que ce soit, et d'autant plus si vous disposez encore d'anciennes optiques, réfléchissez bien au modèle d'APN et aux nouvelles optiques que vous voulez acheter ainsi qu'aux applications que vous envisagez, car plus tard, après paiment de la facture il sera trop tard pour faire marche arrière et vous serez pour ainsi dire verrouillés à la marque aussi surement qu'une baïonnette. Ayez le bon réflex !

     LES MESURES DE LUMIERE ET LES CORRECTIONS D'EXPOSITION

    Mesure matricielle

    Le mode de mesure matriciel du Nikon D200. Notez les 11 zones verrouillées (entre crochets) du mode d'exposition et le verrouillage de l'autofocus sur la zone centrale. Document T.Lombry.

    Un sujet présente rarement une gamme de contraste et de couleurs régulières d'un point à l'autre de la scène. Le sujet est généralement contrasté et lumineux alors que le fond est plus sombre, c'est par exemple le cas d'un sujet isolé sur une scène. Parfois c'est l'inverse, le sujet est petit et sombre et se profile sur un arrière-plan très lumineux, c'est notamment le cas des clichés pris à contre-jour.

    Il s'agit de conditions de prise de vue difficiles parfois extrêmes que tous les appareils ne sont pas capables de gérer. Mais généralement, tous disposent de programmes permettant de privilégier certaines modes d'exposition. C'est dans ce but que le viseur affiche différentes zones de mesures. Nous avons vu à propos du miroir et de l'autofocus qu'elles sont exploitées par des capteurs situés au-dessus du pentaprisme et sur le plancher de la chambre noire qui interceptent une partie du faisceau lumineux réfléchi par le miroir réflex.

    Les modes d'exposition

    Un APN dispose généralement de 4 modes de mesure d'exposition. Le premier mode est la mesure "spot" qui consiste à effectuer une mesure sur le sujet principal (en pratique dans un cercle de 2-3 mm autour du centre). Elle s'utilise par exemple lorsque le sujet est isolé et bien éclairé (par ex. un personnage mis en valeur sur une scène plongée dans l'ombre ou un portrait sur fond clair). Le posemètre calculera un temps d'exposition correct pour cette zone sans s'occuper des zones extérieures qui seront vraisemblablement sous-exposées.

    Le second mode est la mesure pondérée (centrale, normale ou étendue) où vous pouvez optionnellement favoriser certaines zones de l'image présélectionnées par le programme et mémoriser sa valeur avant de changer l'axe de visée.

    Sur les APN récents, le diamètre de la zone de mesure spot et pondérée est ajustable.

    Vient ensuite le mode matriciel. Il tient compte de la luminosité et des tonalités de plusieurs zones différentes de l'image. C'est le programme le plus sophistiqué qui donne des images correctement exposées dans 99% des conditions. En effet, il utilise d'innombrables algorithmes pour déterminer l'exposition exacte en différents points de l'image qui varient entre 5 et 35 zones en fonction de l'appareil.

    Sur les Nikon D2x, D50 et D200 par exemple (et plus tôt encore sur le F5), le posemètre qualifié de "3D couleur" est constitué d'un capteur RGB de 1005 pixels mesurant environ 1 cm2 dont la tâche consiste à évaluer la couleur et l'intensité lumineuse du sujet. Chaque image est évaluée en tenant compte de 7 paramètres comprenant la brillance, la couleur, le contraste, la zone de mise au point et la distance du sujet. Cette évaluation se réfère à une base de données intégrée qui reprend les paramètres de plus de 30000 images réelles ! Ainsi, si un crépuscule et un ciel couvert par exemple présentent la même luminosité, le capteur se basera sur la couleur et éventuellement la distance pour optimiser le temps d'exposition pour chaque situation.

    Capteur ccd 3d couleur de Nikon

    Le capteur CCD "3D couleur" de 1005 pixels de Nikon utilisé pour les mesures d'exposition sur les modèles D2x, D50 et D200 notamment. Il mesure les couleurs et l'intensité lumineuse afin d'optimiser le temps d'exposition en fonction du sujet. Ses performances n'ont cessé d'évoluer depuis l'introduction du capteur sur le Nikon F5.

    Ce mode matriciel est idéal pour photographier une scène présentant par exemple de forts contrastes (une rue ou un objet à moitié plongée dans l'ombre ou un contre-jour comme un coucher de Soleil).

    Pour le pourcent de sujet critique, il vous reste un quatrième mode, passer en manuel et mémoriser plusieurs zones que vous jugez critique et faites-en la moyenne, quitte à jouer sur l'ouverture ou la vitesse pour accentuer telle ou telle zone. En effet, il ne faut pas tomber dans le piège de faire une simple moyenne sur un gris neutre à 18% au risque d'avoir des images grises et sans profondeur.

    Malgré ces différents modes tous très intelligents, si le contraste est très violent et atteint 8 ou 10 diaphragmes entre les zones les plus claires et les plus sombres, il n'y aura pas de miracle, une partie de l'image restera sur ou sous-exposée. On y reviendra à propos de la photographie du Soleil couchant.

    En général, il est plus facile de récupérer par traitement d'image une zone légèrement surexposée qu'une zone sous-exposée car la première contient beaucoup plus d'information que la seconde. Une zone sous-exposée sera également peu colorée et toute accentuation fera rapidement apparaître le bruit électronique. Certains photographes préfèrent également surexposer certaines zones de l'image afin que les zones sombres présentent un peu de détail. Enfin, le format RAW présentant une dynamique supérieure au format JPEG, il donnera de meilleures résultats sur les sujets forts contrastés qu'une image JPEG.

    Dans les APN d'entrée de gamme, la mesure matricielle utilise seulement trois zones de mesure distribuées dans la région centrale. Elles sont généralement exploitées par le programme le plus automatisé (mode "auto"). D'autres modèles divisent le champ en 5 segments (par ex. le Sony Alpha DSLR-A100). Le Canon EOS 5D est plus sophistiqué. Son viseur contient 35 points de mesure situés autour du centre qui rappellent le système de mesure du modèle 1D. Il peut également effectuer une mesure "spot" classique au centre de l'image ou corréler ses mesures avec les 15 points de mesure de l'autofocus.

    Menus de Sony Alpha DSLR-A100 Menus de Sony Alpha DSLR-A100

    Aperçu des menus du Sony Alpha DSLR-A100. A gauche, résumé des paramètres de prise de vue dont la valeur du "bracketing" (+1). A droite, la sélection des modes d'exposition. De gauche à droite le mode matriciel (sélectionné), pondéré et spot.

    Enfin, rappelons que tous les APN proposent après la prise de vue un histogramme RGB et de la luminance de l'image. Il permet de vérifier la distribution des pixels et de déterminer si certaines zones sont sur ou sous-exposées et dans quelle proportion. Si le déséquilibre est trop important, vous avez ainsi l'opportunité de rephotographier le sujet en modifiant les paramètres de la prise de vue et pourquoi pas, le mode d'exposition..

    La correction d'exposition

    En plus des modes d'exposition, on peut recourir à la correction d'exposition, le "bracketing". Ce mode utilisé dans des conditions difficiles de prises de vues (par exemple en présence de trop peu de lumière ambiante ou trop de réverbération) permet d'entourer les valeurs nominales d'exposition par des valeurs légèrement décalées d'ouverture variant par tiers entre +2 (surexposition) et -2 (sous-exposition) EV (ou IL) par exemple. La durée d'exposition varie donc en conséquence : "+2" multiplie le temps par 4, "-1" le divise par 2. Dans le cas de scènes animées, c'est donc un mode à déconseiller, sauf si vous recherchez un effet spécial.

    La balance des blancs

    Cette fonction s'avère utile lorsque le sujet baigne dans une dominante orange, verte ou bleutée par exemple lorsqu'il est exposé à une lumière différente de celle du jour. L'effet est évident : toutes les couleurs sont affectées et leur tonalité se décale vers la dominante. C'est par exemple le cas pour toutes les photographies de natures mortes ou d'intérieur réalisées à la lumière artificielle.

    Balance des blancs sur Canon EOS 1D

    La balance des blancs sur le Canon EOS 1D Mark II, un haut de gamme à 3800 €, ce qui explique les nombreuses options accessibles directement qui font pâlir les modèles d'entrée de gamme.

    Mais l'effet peut être pervers lorsque la lumière ambiante est importante. Quand l'objet est de couleur complémentaire à celui de l'éclairage, il va devenir noir par synthèse soustractive. C'est notamment le cas des objets rouges-oranges exposés à la lumière verte des lampes au mercure à haute pression ou des objets bleus-verdâtres exposés aux lampes au sodium basse pression. A l'inverse, si l'objet et la dominante ont la même tonalité, l'objet va réfléchir sa propre couleur, il deviendra blanc et donc pratiquement invisible.

    Auparavant les photographes n'avaient pas d'autres choix que d'utiliser des filtres compensateurs de couleur (Kodak Wratten et autre Cokin). Aujourd'hui, pour pallier à ce problème les APN proposent des fonctions numériquement équivalentes et même beaucoup plus complètes.

    L'utilisateur a le choix parmi plusieurs méthodes. Il y a tout d'abord le mode automatique (AWB) où vous faites confiance à l'appareil. Malheureusement, quelques APN d'entrée de gamme et notamment le Nikon D40 éprouvent des difficultés pour établir automatiquement la balance des blancs sur l'éclairage incandescent (lampes à fil de tungestène), leur donnant généralement une couleur trop chaude.

    Dans ce cas, vous pouvez choisir des valeurs présélectionnées de balance des blancs qui jouent en fait sur la température de couleur de sources standards. Il s'agit des réglages de lumière classées parmi une liste prédéterminée qui peut comporter jusqu'à 9 présélections manuelles sur le Canon EOS 5D : Lumière du jour, Ombre, Nuages/Crépuscule/Coucher de Soleil, Tungstène, Blanc, Fluorescent, Flash, Custom et Température de Couleur. Ils conviennent pour la plupart des prises de vues. Comme on pouvait l'espérer, dans ce mode même le Nikon D40 dont les performances générales sont limitées donne de bons résultats.

    Vous pouvez également effectuer un réglage manuel de la balance des blancs. Il suffit en pratique d'activer cette option dans le menu ou via une commande directe au dos de l'APN, de viser une surface claire jugée neutre et de mémoriser l'information. Dorénavant le système considérera le "blanc" que vous avez choisi comme le blanc de référence, peu importe sa température de couleur réelle. C'est une option très utile pour les photos d'intérieur.

    Balance des blancs EOS 20D

    Méthode utilisée sur le Canon EOS 20D pour encadrer la balance des blancs (19 incréments).

    Sur certains APN il est possible d'encadrer ou de s'écarter de la balance des blancs vers une ou plusieurs couleurs (selon 2 axes par exemple sur le Canon EOS 20D et des valeurs comprises entre -9 et +9 EV en 19 incréments comme le montre l'animation présentée à droite).

    Maintenant si vous avez un mélange de lampes à haute et basse pression et des néons comme cela peut être le cas dans les lieux publics, il n'y aura pas de miracles. Soit vous remplacez ou éteignez les lampes dont la température de couleur est trop démarquée de la lumière ambiante soit vous corrigez la lumière dominante. Vous obtiendrez des images sur lesquelles les principales sources lumineuses seront blanches avec ci et là des sources verdâtres ou orangées selon les raies spectrales en émission que présentent ces lumières et que la balance des blancs n'a évidemment pas été capable de neutraliser.

    Enfin, dans la plupart des APN il existe également un réglage manuel du blanc qui permet de choisir la température de couleur entre 2800 et 10000 K par incrément de 100 K. Sur les modèles haut de gamme, en mode RAW on peut également entourer la balance des blancs par +/- 3 incréments. C'est notamment le cas sur le Canon EOS 5D qui utilise le même algorithme de balance automatique des blancs que le Canon 1Ds Mark II.

    Sauvegarde et rappel des paramètres

    Mentionnons pour les amateurs intéressés par les automatismes que certains APN sophistiqués tel le Nikon D200 par exemple permettent de sauvegarder les derniers réglages de l'appareil et de les rappeler à la demande. Le but est de permettre au photographe de simplifier ses prises de vues en lui évitant de revérifier à chaque séance de photo les paramètres qu'il utilise fréquemment concernant le mode d'exposition, le mode de mise au point, la réduction de bruit, le format d'image, etc.

    Sous-menus du Nikon D200

    L'un des multiples sous-menus du Nikon D200. Notez que certains amateurs avertis utilisent les codes (b1, b2, etc), faisant ressembler certaines discussions à une partie de jeu d'échec !

    Cette option se trouve dans le menu "Config / Réglages récents" qui permet de mémoriser une liste de 14 réglages essentiels dans les 4 principaux menus. Généralement la liste comprend les réglages suivants : optimisation d'image, espace de couleur, réduction du bruit, sensibilité, compensation d'exposition, type de mesure pondérée, mode d'exposition, mesure d'exposition, mode d'autofocus, zone d'autofocus, cadence, délai de prise de vue, synchronisation du flash, mode de mise au point, qualité d'image, format d'image et éventuellement la correction d'exposition, la prise de vue (dont le nom du fichier) et le réglage personnel (nous aurions aussi pu dire de choisir les sous-menus b1, b2, b5, etc, comme le font certains amateur par référence aux indications reprises dans les menus).

    Ces paramètres peuvent être associés à l'une des quatre préselections du mode automatique (A, B, C, D) et il devient ainsi très facile de réaliser des images dans les mêmes conditions instrumentales (même si certains puristes vous diront qu'ils vérifient toujours les 250 paramètres de leur APN avant une nouvelle séance de prises de vues).

    A l'ère de l'informatique et de la programmation, c'est une fonction qui est trop rarement implémentée et qui méritait d'être rappelée au bon souvenir des constructeurs car une fois qu'on y a goûté on ne peut plus s'en passer; il n'y pas de raison que seuls les informaticiens soient paresseux !

     LE FLASH ET LA BATTERIE

    Flash Sony Alpha DSLR-A100

    Le flash incorporé du Sony Alpha DSLR-A100. Il s'élève jusqu'à 9 cm au-dessus de l'axe optique. Passez la souris sur l'image pour refermer le flash, clic-clac ! Cliquer sur l'image pour l'agrandir en position levée

    Du fait qu'il est peu utilisé par la majorité des amateurs, le flash reste la bête noire de beaucoup de photographes car ses possibilités sont limitées mais son propriétaire à tendance à l'oublier.

    Comme sur les réflex traditionnels récents, le flash se cache parfois dans la tête du pentaprisme d'où il peut s'élever de 3-4 cm, s'écartant ainsi jusqu'à 9 cm du centre de l'axe optique. Lorsqu'il n'est pas intégré au boîtier, ou parfois en complément comme sur le Nikon D40, la tête du prisme contient un sabot permettant de fixer un flash portatif.

    Le flash n'est pas tout à fait un accessoires passif qu'on peut oublier sur un APN en espérant qu'il fera son travail. Puisqu'il émet de la lumière, il présente les particularités de cette lumière et notamment une température de couleur, une certaine puissance, son nombre-guide, et quelques "défauts" propres aux effets de la lumière (ombres, reflets, yeux rouges, etc). Nous n'insisterons que sur ses principales caractéristiques, ses inconvénients n'étant pas particuliers aux APN.

    D'abord une notion fondamentale. Le flash est généralement synchronisé à 1/250eme de seconde quelle que soit les paramètres de la prise de vue (mais cela peut varier selon les modèles entre une vitesse de synchronisation variable comprise entre 1/60-1/500eme ou une vitesse fixe). La durée de l'éclair est donc indépendante de la vitesse d'obturation, elle dure quelques millièmes de secondes, mais sa puissance dépend de la quantité de lumière ambiante mesurée à travers l'objectif (TTL) et varie donc en fonction de l'ouverture. Ceci fait appel aux concepts de mesure e-TTL (Canon) et i-TTL (Nikon), l'appareil envoyant un pré-flash pour calculer l'exposition correcte en fonction de la lumière reçue à travers l'objectif.

    Dans le cas d'un obturateur plan focal à 2 rideaux, comme son nom l'indique, la vitesse de synchronisation du flash doit être synchronisée avec celle de l'obturateur pour éviter que le 2eme rideau ne se referme avant que le premier n'ait découvert totalement le capteur. La luminosité de l'image ne sera donc optimale qu'à la vitesse de synchro du flash. Si la vitesse d'obturation est beaucoup plus rapide, une partie de l'image risque d'être noire. Il existe toutefois des exceptions (synchro à haute vitesse, sur le 2eme rideau, etc).

    La température de couleur

    Le flash est un éclairage d'appoint dont la température de couleur est équivalente à celle de la "lumière du jour". Mais qu'est ce que la lumière du jour ? En théorie la CIE a fixé la température de la "lumière du jour" à 6500 K mais on trouve dans ses "white papers" une fourchette oscillant entre 5500 et 6500 K ! Par ailleurs, dans le secteur de l'édition et de l'imprimerie, il existe deux standards de lumière du jour, le luminant D50 américain de 5000 K et le luminant D65 européen de 6500 K.

    La situation devient surréaliste quand on apprend que les fabricants d'APN ne s'accordent sur aucun standard, même pas dans une même série d'appareils ! Ainsi, chez Canon par exemple la lumière du jour est fixée à 5200 K sur le modèle EOS-1 D, 5300 K sur plusieurs modèles d'EOS et à 5500 K sur l'EOS D30 alors qu'elle est de 5900 ou 6000 K pour le flash ! Chez Nikon, cela varie également entre 5200 et 5400 K... On peut donc déjà constater que cette variation de la température de couleur autour de 5500 ±500 K ne sera pas sans conséquence sur la balance des blancs et le rendu des couleurs; avec 800 K d'écart par exemple entre la valeur des blancs du Canon EOS-1 D et celle du flash, les grandes zones uniformes (généralement situées à l'arrière-plan) présenteront parfois des dominantes très apparentes qu'il faudra neutraliser.

    Le nombre-guide

    Un autre problème plus ennuyeux des flashes est leur "nombre-guide" souvent très faible. Le flash incorporé dans le pentaprisme présente souvent un nombre-guide de 11 ou 13 pour 100 ISO. Le Nikon D40 sorti en 2006 a heureusement porté cette valeur à 21. Cette valeur détermine la puissance du flash et correspond à la portée du flash multipliée par l'ouverture du diaphragme. Le photographe fera le calcul inverse : j'ai telle ouverture, quelle sera la portée de mon flash ? Il devra donc diviser le nombre-guide par l'ouverture. C'est ainsi qu'il constatera que ses batteries se déchargeront différemment en fonction de l'ouverture du diaphragme qu'il utilise au point que certains photographes achètent leurs piles rechargeables en fonction du diaphragme qu'ils vont utiliser plutôt qu'en fonction de l'autonomie de leurs accus !

    Flash du Canon EOS 20D

    Le flash incorporé du Canon EOS 20D. Son nombre guide est de 13 pour 100 ISO, juste de quoi éblouir quelques moustiques !

    Un petit nombre-guide limite l'utilisation du flash aux objets rapprochés ou à des espaces de moins de 20 m2. Quand tout va bien et que la couverture du flash couvre la totalité du champ de l'objectif (et éclaire donc uniformément le sujet), le photographe constate qu'il ne peut pas obtenir une netteté totale à travers tout le champ ou que le second-plan est sous-exposé.

    On imagine de suite augmenter la sensibilité. C'est une solution mais au détriment du bruit électronique. Quant à la différence de sensibilité entre CCD et CMOS, même si les premiers sont en principe 100 fois plus sensibles que les CMOS, cette différence n'est pas significative dans les APN (ça se saurait !). Dans une telle situation finalement très classique, la seule solution consiste à utiliser un flash plus puissant, un éclairage d'appoint ou, si le sujet le permet, de prolonger le temps de pose.

    Pratiquement, un nombre-guide de 13 à 100 ISO par exemple limite la portée de l'éclair à 1.6m à f:8 et à 4.6m à f:2.8. Des valeurs aussi faibles limitent les photographies à des sujets clairs, des gros-plans et éventuellement des groupes de 4 personnes maximum. Aussi, si la photographie au flash vous intéresse, notamment pour les portraits, utilisez un flash amovible et orientable présentant un nombre-guide élevé, achetez un flash sur pied que vous pourrez synchroniser avec l'APN ou utilisez des lumières d'appoints.

    Les "yeux rouges"

    Cet effet qui donne au sujet un regard à la Frankenstein se produit lorsque le sujet est rapproché car l'éclair du flash atteint la rétine du sujet avant qu'il ait eu le temps de contracter sa pupille sous l'éblouissement. La surface rouge que l'on voit est le fond de l'oeil irrigué de sang.

    Menu du Canon EOS 20D

    Menu du Canon EOS 20D. On reconnaît l'option "Red-eye On/off" du flash et la fonction "AEB" (bracketing) d'encadrement automatique de l'exposition.

    Les constructeurs ont tenté de résoudre ce problème en émettant un petit flash avant la prise de vue qui doit permettre à la pupille du sujet d'être contractée au moment du flash. Le résultat est souvent efficace.

    L'alternative consiste à placer le flash en dehors de l'axe de visée de l'objectif ou d'utiliser un parapluie de photographe de 150 ou 300 W dans les conditions d'une photographie de studio. Dans ce cas le flash ne va jamais provoquer de yeux rouges.

    Une autre solution consiste simplement à éloigner le sujet. Parfois quelques dizaines de centimètres suffisent pour supprimer cet effet.

    Rappelons enfin qu'on peut travailler en format HDR qui en raison de sa dynamique étendue rend l'utilisation du flash inutile et avec lui les éventuels yeux rouges et les ombres disgracieuses... Malheureusement les APN supportant ce format manquent encore à l'appel !

    Ombres portées

    Bien que sur certains APN le flash intégré se relève assez haut par rapport à l'axe optique, certains téléobjectifs ou zooms un peu trop longs peuvent entrer dans le champ du flash et projeter une ombre sur l'avant-plan.

    Il sera donc parfois nécessaire d'adapter le champ de votre optique à celui couvert par le flash. Le même problème se pose en macrophotographie comme on peut le voir sur l'une des images prise par Lionel Roux. Si vous ne disposez pas d'une autre optique ou d'un autre flash, la seule solution sera de vous éloigner du sujet et d'augmenter légèrement le grandissement.

    Autres particularités des flashes

    - Contrôle d'exposition TTL : ainsi que nous l'avons évoqué, tout bon flash détermine la quantité de lumière nécessaire à travers l'objectif et jamais de manière indépendante. La couverture angulaire du flash tient également compte du champ de l'objectif

    - Mode prédictif : le flash doit être capable de déceler les ombres potentielles afin d'optimiser la distribution de lumière.

    - La tête orientable : Pour les photographies rapprochées, la tête du flash doit pouvoir s'orienter jusqu'à 90° vers le haut, et de 5 à 10° vers le bas. Elle doit pouvoir tourner de 180° dans le plan horizontal (parfois 90° dans un sens et 180° dans l'autre)

    - Effet stroboscopique : Certains flashes supportent l'effet stroboscopique (ou stromboscopique) qui permet d'observer les différentes étapes d'un mouvement, l'appareil émettant plusieurs flashes successifs durant l'exposition en pose B dans une chambre obscurcie. Quant aux effets arrêtés sur l'impact d'une goutte d'eau par exemple, il est préférable d'utiliser un système de synchronisation Hiviz qui est très bon marché ou encore un flashgun Speedlight Nikon SB 600 ou un vénérable Vivitar 283. Généralement la photographie de l'éclatement d'une goutte d'eau requiert des vitesses d'au moins 1/3000eme de seconde pour obtenir des détails suffisamment nets.

    La batterie

    Tout l'équipement électronique composant un APN et en particulier l'écran LCD, l'autofocus, le zoom et le flash consomment beaucoup d'énergie. On a tendance à l'oublier, mais le mode d'exposition, la cadence des images, l'AF servo, le format, le type de carte-mémoire et d'autres facteurs consomment également de l'énergie. La capacité des batteries pour APN varie généralement entre 570 et 3300 mAh et délivre une tension variant entre 3 et 12 V, pour une valeur moyenne de 11.1V et 1900 mAh.

    Batterie Sony Alpha DSLR-A100

    Installation de la batterie dans le Sony Alpha DSLR-A100. Passez la souris sur l'image pour refermer le compartiment. Cliquer sur l'image pour l'agrandir en position ouverte.

    Sans utiliser le flash ni trop de modes énergivores, on peut estimer qu'une photographie consomme de 1 et 5 mAh, mais c'est vraiment une valeur approchée. Certains constructeurs annoncent que leur batterie de 1500 mAh peut prendre 1800 photos, mais ils ne précisent pas les conditions de travail... Un Nikon énergivore comme le D2H de 4 Mpixels sorti en 2003 réalise entre 600 et 1900 images avec une batterie de 1900 mAh. Il consomme en fait plus d'énergie en mode singe frame, single-servo autofocus et en allumant le moniteur à chaque prise de vue.

    Tous les photographes vous diront qu'ils ont plus d'une fois été surpris par la rapidité à laquelle leur batterie s'est vidée (en 1 heure pour une 2000 mAh !), surtout en utilisant le flash à grande ouverture et en l'ayant testé quelquefois avant la prise de vue ! Quand vous assistez à un événement unique, une cérémonie par exemple, c'est plutôt très ennuyeux et cela devient stressant à titre professionnel. Vous devez donc en permanence disposer d'un ou plusieurs jeux de batteries de réserves chargées. Et plutôt que de partir les mains dans les poches, remplissez-les plutôt de batteries chargées !

    N'achetez jamais un appareil fonctionnant sur pile, vous y perdrez votre argent. Choisissez uniquement un modèle fonctionnant sur des batteries rechargeables, ils le sont presque tous. Voici le chargeur proposé par Minolta.

    De la même manière oubliez les batteries NiCd (Nickel-Cadmium) au profit des Li-ion (Lithium-ion) ou NiMH (Nickel-Hydride). Une batterie NiCd doit être totalement vidée avant d'être rechargée sinon à terme elle ne se chargera plus complètement et finira pas ne plus se charger du tout. C'est l'effet "mémoire". Cette technologie appartient au passé.

    Les batteries Li-ion et NiMH sont très appréciées du public bien que les NiMH se déchargent généralement plus rapidement que les Li-ion. Toutes deux sont assez légères (~90 g) et ne présentent pas d'effet mémoire, leur capacité de charge est supérieure aux accus NiCd (au moins 2000 mAh sur les réflex) mais, revers de la médaille, leur temps de chargement est assez long, variant entre 90 min et 2h15m selon leur capacité. En principe les batteries d'un APN ne fonctionnent que sur un seul modèle d'appareil.

    Il existe des accus NiMH aussi performants que les Li-ion notamment les piles AAA rechargeables Uniross Hybrio. Elles sont fournies en option avec un chargeur acceptant 1 à 4 piles rechargeables et supportent les technologies NiCd et NiMH des piles AA (R6) et AAA (R03). Ce genre de pile peut se recharger plus de 1000 fois et supporter une charge de 2500 mAh. Comptez environ 15 € pour 2 piles.

    Si vos batteries sont vides ou si vous les avez oubliées, certains modèles d'APN acceptent également des piles crayons AA alcalines ou ces fameuses piles rechargeables Uniross AAA. C'est une alternative qui n'est pas souvent implémentée alors que les constructeurs savent très bien que sans alimentation aucun APN ne fonctionne. Pour une batterie il faut généralement l'équivalent de 3 piles crayons ou Uniross.

    Batteries Li-ion Nikon D80

    Grip MB200

    Installation des batteries Li-ion dans le grip du Nikon D80 (à gauche) et le grip MB200 optionnel du Nikon D200 (à droite). Quatre batteries ne sont pas superflues quand vous utilisez le mode firing à cadences élevées ou constamment le zoom ou le flash. Mieux vaut en avoir en réserve... et chargées !

     

    Rappelons que le grip existe en deux versions, la poignée d'alimentation seule ou complétée par une base dans laquelle on peut loger 2 batteries supplémentaires. Dans cette configuration l'appareil dispose de 4 batteries (ou 12 piles rechargeables) et peut prétendre à une autonomie qui peut dépasser 12 heures et réaliser plus de 7000 images si vous tenez la cadence. C'est du moins le chiffre théorique qu'annoncent les constructeurs. En pratique les photographes vous diront qu'ils réalisent environ 300 images par batterie, soit à peine un quart du chiffre annoncé, mieux vaut le savoir.

    Ainsi que nous l'avons dit précédemment, tous les APN réflex n'acceptent pas le grip d'alimentation. Vous devez le vérifier sur catalogue ou interroger votre photographe. Sur certains modèles il faut également le prévoir à la commande de l'appareil car ensuite il généralement impossible de lui adapter une poignée puis la base un peu plus tard. Vous devez le vérifier au cas par cas en fonction de l'appareil qui vous intéresse.

    Notons que la société Hähnel vend des grips d'alimentation pour quelques modèles de Nikon et Canon à un prix très concurrentiel. On peut toutefois reprocher à cette marque de vendre des produits offrant des fonctions plus limitées, une finition et une qualité inférieures à celles des produits proposés par les constructeurs. Parmi les défauts habituels citons la texture du grip, le mauvais alignement des profils, le manque de robustesse du pas de vis du trépied, un bouton de déclenchement limité à une seule pression, etc. Ici aussi, mieux vaut vérifier la qualité de l'article avant de passer commande et donc de ne pas l'acheter par correspondance au risque d'être éventuellement déçu. En cas de doute, interrogez des utilisateurs via les forums dédiés aux APN avant achat. Un homme averti en vaut deux.

    Le fait qu'il y ait 1, 2, ou 4 batteries dans un APN, ne changera pas la cadence maximale des images. En effet, les APN ont pour principe de vider la première batterie avant de passer à la suivante. La cadence maximale de votre appareil ne dépend donc que de la cadence que vous avez sélectionnée dans le menu et indirectement des performances de votre APN. Ainsi, selon votre paramétrage, avec un Nikon D200 vous pouvez prendre 2 images/seconde comme le pousser à 5 images/seconde selon le type d'action. Rappelons que même en photographie sportive, 5 images/seconde sont tout à fait suffisantes, l'essentiel étant le savoir-faire du photographe et sa connaissance du sport ou du sujet à photographier.

    Enfin, moyennant un adaptateur, quelques APN dont le Nikon D2Xs (adaptateur EH-6) acceptent une alimentation sur le secteur. Ne riez pas, cela vous dépannera peut-être un jour à l'intérieur d'un bâtiment si vos batteries sont plates.

    Connexions

    Connexions

    Les connexions USB 2.0 (digital), vidéo out, terminal (synchronisation PC, en dessous à gauche) et de contrôle à distance TC-80N3 (en-dessous à droite) équipant le Canon EOS 20D.

    Certains boîtiers, il est vrai généralement des haut de gamme, sont équipés d'un port Firewire IEEE 1394 et USB 2.0 pour le transfert d'images vers l'ordinateur, d'une sortie série RS-232C, d'une interface NMEA 0183 D-sub pour la connexion à un GPS, d'un kit WiFi 802.11b pour les transmissions sans fil, d'une sortie audio au format WAV, sans oublier des classiques sorties synchro pour le flash d'appoint (terminal), d'une sortie vidéo NTSC/PAL et d'une prise pour une télécommande RS-80E3 ou TC-80N3. Excusez du peu... Généralement la moitié de ces connexions sont disponibles sur tous les APN mais parfois cela se limite aux seules prises USB et vidéo.

    Nous pourrions nous étendre sur d'autres particularités, tant mécaniques que logicielles, sur les applications (astronomie, macro, IR, UV, sous-marine, ...), etc. Cela nous conduirait trop loin, à moins de créer un nouvel article pour chaque sujet, ce que nous ferons à l'occasion.

    Nous allons donc arrêter notre description ici et revenir sur des généralités tout aussi importantes avant de résumer le sujet.

    Pour le lecteur qui veut poursuivre la lecture, nous aborderons dans un autre article la question de savoir si les particularités des APN haut de gamme justifient leur prix. Question sacrilège pour les puristes, pertinente pour d'autres, nous verrons que malheureusement un produit sophistiqué et souvent innovant sur lequel des équipes d'ingénieurs talentueux ont travaillé mérite toujours de figurer dans une catégorie à part.

     

    Suite de l'article Photographie numérique (IV) - Inconvénients des APN et précautions à prendre - En résumé

    En savoir plus sur cet article

    Pour une lecture plus confortable, l'ensemble de cet article a été découpé sur cours-photophiles en quatre articles distincts dont vous trouverez le détail ci-dessous.

    Photographie numérique (I) : Avant-Propos - Fonctionnement d'un APN 
    Photographie numérique (II) - Le capteur photosensible - Les formats d'images - Le stockage des images 
    Photographie numérique (III) - L'objectif : grand-angle, zoom et télé - Les mesures de lumière et les corrections d'exposition - Le flash et la batterie 
    Photographie numérique (IV) - Inconvénients des APN et précautions à prendre - En résumé

    Vous pouvez aussi retrouver l'intégralité de cet article sur le site de son auteur Thierry Lombry : http://astrosurf.com/luxorion/photo-numerique.htm

    Cet article ne peut être reproduit sans l'autorisation de son auteur Thierry Lombry. Pour toute demande d'utilisation de ses textes ou images contactez le sur http://astrosurf.com/luxorion/index.htm . Visitez aussi la FAQ droit d'auteur de son site.

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