La photographie argentique inventée il y a plus de cent cinquante ans a évolué lentement. Les technologies de la photographie argentique sont liées aux progrès en optique, mécanique et chimie.
La photographie numérique
Par contre, la photographie numérique, grâce à la mise au point d'algorithmes de traitement de l'image de plus en plus sophistiqués, connaît depuis quelques années des progrès spectaculaires.
Les trois technologies clés de démocratisation
La photographie numérique s'est répandue auprès d'un plus large public par la succession de 3 nouvelles technologies successives :
Les composants essentiels d'un appareil photo numérique
Voici les composants essentiels d'un appareil photo numérique :
Le viseur
Le viseur est la partie qui permet de composer l'image. Sur les appareils compacts, le viseur est souvent remplacé par l'écran.
L'objectif
L'objectif est la source d'entrée de la lumière. Quand le déclencheur est activé, l'objectif permet l'ouverture du diaphragme.
Le capteur
Le capteur transforme la lumière en impulsions électriques. Un capteur est composé de diodes appelées photosites. À partir de la quantité de lumière en composante rouge, verte et bleue reçue par le capteur, on compose un point de l'image appelé pixel.
Le Convertisseur Analogique Numérique (CAN)
Le Convertisseur Analogique Numérique (CAN) transforme les données analogiques en données numériques. Les impulsions électriques des photosites sont transformées en données numériques.
L'écran
L'écran affiche l'image traitée. Sur certains appareils il est possible de retoucher l'image directement à l'aide d'algorithmes de traitement d'image intégrés.
Le micro-processeur
Le micro-processeur traite numériquement l'image. Le micro-processeur reçoit en entrée les informations numériques et effectue un traitement algorithmique afin de reconstituer les pixels de l'image, d'améliorer la netteté de l'image, d'effectuer des corrections d'aberrations optiques.
La carte mémoire
La carte mémoire sauvegarde la photo prise. Il s'agit souvent d'une carte SD dotée d'une capacité de sauvegarde de plusieurs Giga-octets.
Des métadonnées sont stockées dans les fichiers images sous format EXIF (Exchangeable Image File Format). Ces métadonnées incluent le modèle de l'appareil, objectif, vitesse, diaphragme, distance de mise au point, auteur, copyright, localisation, etc.
Ce sont des données techniques non modifiables.
Autres formats de métadonnées
Il existe aussi d'autres formats de métadonnées qui sont elles modifiables.
On peut citer par exemple le format IPTC (International Press Telecommunications Council) qui permet notamment d'enregistrer le nom du fichier, le nom de l'auteur, le copyright, des mots clefs.
Quelques notions importantes liées à la photographie numérique
Les paramètres de l'image numérique et de la photographie
Le pixel
Le pixel (Picture Element) est le point d'une image numérique. Un pixel est défini par sa couleur.
Pour une image en noir et blanc : la valeur d'un pixel est 0 (noir) ou 1 (blanc)
Pour une image en niveaux de gris : la valeur d'un pixel peut être comprise entre 0 et 255
Pour une image en couleurs : un pixel est défini par ses 3 composantes Rouge, Verte et Bleue (comprise chacune entre 0 et 255)
La définition d'une image
La définition d'une image correspond au nombre de points qui la compose.
Exemple
Une image de 100 pixels de large sur 100 pixels de hauteur aura une définition de 100$\times$100 = 10 000 pixels.
La résolution d'une image
La résolution d'une image représente le nombre de pixels par unité de longueur (souvent le pouce). Elle s'exprime en dpi (dot per inch).
L'ouverture et la vitesse du diaphragme
L'ouverture et la vitesse du diaphragme sont deux paramètres qui permettent de régler finement la quantité de lumière reçue par le capteur photographique. Plus l'ouverture est grande et sur une longue durée (faible vitesse) et plus la quantité de lumière reçue par le capteur sera importante.
La sensibilité du capteur
La sensibilité du capteur à la lumière est un paramètre crucial. Si la scène est sombre, il faut utiliser une sensibilité élevée. Cette sensibilité se définit en ISO.
La profondeur de champ
La profondeur de champ correspond à l'étendue de la scène qui sera nette. Ce paramètre dépend de la distance entre les lentilles de l'objectif et le capteur (appelée focale de l'appareil).
Exemples
Pour un téléobjectif : la focale sera grande et la profondeur de champ petite
À l'opposé en mode portrait : la focale sera petite et la profondeur de champ grande permettant par exemple un visage net avec un arrière-plan flou
Les aides à la prise de vue permettent les réglages suivants :
La netteté avec l'autofocus ;
L'exposition ;
Le rapport entre ouverture et vitesse :
automatique,
mode portrait,
détection des visages,
mode nuit (sensibilité et ouverture maximales),
mode sport (vitesse d'obturation élevée),
mode rafale (prises d'image avant et après l'appui sur le déclencheur).
La stabilisation de l'image.
L'amélioration de l'image
L'amélioration de l'image comprend plusieurs techniques :
Diminution du bruit (par fusion d'images prises en rafales) ;
Correction des aberrations dues à l'optique des objectifs ;
Équilibrage des couleurs.
Le développement numérique
Le développement numérique constitue la troisième catégorie d'algorithmes. Une opération nommée dématriçage permet le passage des données brutes (du format RAW) à un fichier en couleur (JPEG par exemple).
Impact sur la qualité photographique
Grâce à ces traitements algorithmiques, la qualité des clichés numériques est maintenant bien supérieure à celle de l'argentique.
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