La taille du capteur de mon APN a-t-elle de l’importance ?
La taille du capteur est sans doute le critère technique le plus important pour déterminer la qualité d’image d’un appareil photo, bien avant le nombre de mégapixels. Pour faire une analogie simple, le capteur est comme une fenêtre : plus la fenêtre est grande, plus elle laisse entrer de lumière. En photographie, la lumière est la matière première.
Quels sont les différents types de capteurs qui existent ?
Le facteur déterminant : la taille des pixels d’un capteur d’APN
Les capteurs sont les pièces qui supportent les fameux pixels. Si on prête un peu attention aux spécificités techniques des différents capteurs, qu’il s’agisse de reflex, d’hybrides ou de smartphones, on peut parfois voir des capteurs plein format (donc 24×36 mm) disposant de 25 Mpx (mégapixels = millions de pixels) alors que des capteurs bien plus petits (1/1.7″ par exemple) affichant une définition de 45 Mpx. Comment cela est-il possible qu’un capteur plus petit aie plus de pixels ? Rien de miraculeux là-dedans, c’est juste que dans le second cas, chaque pixel sera beaucoup plus petit. Or, la taille des pixels joue un rôle fondamental dans les caractéristiques de notre APN. Le mieux est de prendre deux exemples chiffrés :
Exemple 1
Smartphone de type Iphone 14 Pro : 48 Mpx avec un capteur qui mesure 1/1,28 pouce (environ 9,8 x 7,3 mm). Dimension des images : 8064 x 6048 pixels
Calcul de la largeur d’un pixel avec les données : 8064 pixels sur 9,8 mm
9,8/8064=0.00121528 mm ou 1.21528 µm
Calcul de la hauteur d’un pixel avec les données : 6048 pixels sur 7,3 mm
7,3/6048=0.00120701 mm ou 1.20701 µm
Surface d’un pixel d’Iphone 14 Pro : 1,21528 x 1,20701 = 1,46685 µm²
Exemple 2
Reflex de type Canon 5D Mark II : 21 Mpx avec un capteur qui mesure 23,9 × 35,8 mm (plein format). Dimension des images : 5616 x 3744 pixels
Calcul de la largeur d’un pixel avec les données : 5616 pixels sur 35,8 mm
35,8/5616=0.00637464 mm ou 6,37464 µm
Calcul de la hauteur d’un pixel avec les données : 3744 pixels sur 23,9 mm
23,9/3744=0.00638354 mm ou 6,38354 µm
Surface d’un pixel de Canon 5D MkII : 6,37464 x 6,38354 = 40,69276 µm²
NB : aux approximations de mesure près, on peut donc (presque) dire que les pixels sont carrés !
UN PIXEL DE CANON 5DMkII EST DONC PRESQUE 28 FOIS PLUS GROS QUE CELUI D’UN IPHONE 14 PRO !
Réalisé à l’aide de Google Gemini
Les conséquences de cette différence de taille des pixels
Grosso modo, on peut donc affirmer que les appareils de type reflex sont dotés de « gros » pixels alors que les appareils de type bridge, compacts ou les smartphones sont équipés de « petits » pixels. La notion mathématique complexe à introduire maintenant s’appelle la proportionnalité. C’est celle qui dit que plus on est riche et plus on peut s’acheter de choses. Ici, on dirait plutôt que si les pixels du Canon 5D MkII sont 28 fois plus gros, ils peuvent capter 28 fois plus de lumière. Logique, non ? Alors, quels sont les avantages et les inconvénients de cette conclusion ?
1 - les performances dans des conditions "difficiles" : avantage REFLEX
Qu’appelle-t-on des conditions « difficiles » ? C’est principalement dans le cas des conditions de faible luminosité (par exemple dans un musée, une église, le soir, le matin très tôt…) ou dans le cas où on doit absolument avoir une grande vitesse d’obturation (course automobile, Tennis…). Dans ces deux cas, il faut qu’une quantité définie de lumière (calculée par la cellule et le processeur de l’appareil photo) arrive jusqu’au pixel, sinon l’image sera sous-exposée (quand la quantité de lumière n’est pas suffisante) ou sur-exposée (quand la quantité de lumière est trop importante). Pour faire pénétrer la « bonne » quantité de lumière, l’APN dispose de 3 leviers : l’ouverture du diaphragme, la sensibilité ISO et la vitesse d’obturation. En reprenant l’exemple concret calculé ci-dessus, on peut affirmer que les pixels de l’Iphone reçoivent donc 28 fois moins de lumière. Donc, pour obtenir le même résultat qu’avec le Canon 5DMkII, il faudrait :
- laisser l’obturateur ouvert 28 fois plus longtemps (par exemple 1/40e de seconde pour l’Iphone contre approximativement 1/1000e de seconde pour le Canon 5DMkII) ce qui augmente grandement le risque de flou de bougé (tremblements naturels de l’humain avec un APN tenu à bout de bras) ou de flou de l’objet (une voiture roulant à 100 km/h est nette à 1/1000e de seconde, floue à 1/40e de seconde).
- ouvrir le diaphragme de l’objectif de l’APN de manière à ce que la surface de passage de la lumière soit 28 fois plus grande. Malheureusement, les plages d’ouverture des diaphragmes ne sont pas si grandes que cela… Dommage !
- jouer sur la sensibilité ISO : là aussi, c’est une notion qui vient de la photo argentique d’antan. Plus les ISO sont élevés, plus le capteur (autrefois la pellicule) est sensible aux faibles luminosités. Ainsi, pour obtenir le même résultat avec un Canon 5DMkII à ISO 800, il faudrait un Iphone approximativement à ISO 12800. La solution miracle ? Malheureusement non car plus on « monte » dans les ISO, plus l’image sera « bruitée ». Non pas qu’elle se plaindra de quoi que ce soit, mais plutôt qu’elle présentera un aspect neigeux peu agréable et surtout impossible à rattraper en post-traitement.
Vous savez désormais pourquoi les photographes professionnels de sport ou animaliers se promènent avec des boitiers équipés de téléobjectifs dont le poids peut parfois atteindre 10 kg et coûter plus de 10000 €. C’est pas pour la frime, mais pour la LUMIERE !
2 - les capacités de recadrage & d'agrandissement : Avantage SMARTPHONE
Pas besoin de longs discours pour comprendre que plus les pixels sont petits et plus on pourra recadrer / agrandir l’image sans risquer de commencer à « voir » les pixels : c’est ce qui se nomme fort justement une image pixellisée (voir ci-dessous). On pourra également, avec beaucoup de pixels, envisager un agrandissement plus important. L’image sera également bien plus détaillée. Ainsi, si on achète une place de concert au Stade de France et qu’on est tout au fond du stade, à longueur focale identique il vaut mieux faire une photo de notre chanteur préféré avec notre smartphone à 50 MPx plutôt qu’avec notre reflex à 25 Mpx car on pourra recadrer l’image pour agrandir notre idole dans de meilleures conditions… à condition évidemment qu’il y ait suffisamment de lumière (voir le point 1). De toute manière, cette question ne se pose pas vraiment puisqu’il est interdit d’apporter des gros APN dans les concerts !
3 - le poids de fichiers : Avantage REFLEX
Plus le nombre de pixels est important, plus la quantité d’information à enregistrer sera importante. Il est donc normal que les fichiers numériques générés par les capteurs disposant de beaucoup de pixels soient plus gros. Ceci dit, ce n’est plus vraiment un problème car les images sont généralement compressées (format jpg par exemple) pour prendre moins de place. Les cartes mémoires sont également de plus en plus grosses et peuvent, même avec des images lourdes, enregistrer sans problème des milliers de fichiers… Avoir moins de pixels, donc des images plus « légères » permet aussi d’augmenter la cadence des prises de vue en rafale. Pas négligeable quand on veut saisir des sportifs ou des animaux sur le fait.
En guise de conclusion : pourquoi ai-je l’impression que mon Iphone fait de plus belles photos que mon reflex ?
L’iPhone « fabrique » la photo. Votre iPhone ne se contente pas d’enregistrer une image : il en prend plusieurs simultanément et les fusionne grâce à l’intelligence artificielle. C’est ce qu’on appelle la photographie computationnelle (particulièrement bluffant en mode portrait). En une fraction de seconde, il augmente la dynamique (HDR), réduit le bruit numérique, améliore les couleurs, accentue les détails, éclaircit les ombres, optimise automatiquement le contraste. Le résultat est une photo immédiatement flatteuse, prête à être partagée. Le reflex est beaucoup plus neutre. Un reflex (surtout si vous photographiez en RAW) cherche avant tout à enregistrer le maximum d’informations. La photo paraît souvent moins contrastée, moins saturée, un peu plus douce mais elle contient davantage de données, ce qui permet un traitement bien plus poussé par la suite. Enfin, vous regardez probablement les photos du reflex sur un écran d’ordinateur ou un grand écran. En revanche, celles de l’iPhone sont vues sur son écran OLED très lumineux, très contrasté avec des couleurs très vives. Une photo moyenne paraît, ainsi, excellente sur un petit écran de smartphone. Là où le smartphone compense la faiblesse (relative) de sa « mécanique » (l’optique, la taille du capteur…) par un algorithme performant, le reflex tente de capter la réalité brute, non enjolivée. Le résultat final pourra être bien meilleur, mais il n’est pas instantané et demandera plus de sueur…
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