Le capteur et l'échantillonnage

Le capteur d'un appareil photo permet de transcrire en tension un éclairement. Le capteur a une réponse linéaire ou assez proche d'une droite ascendante. J'ai mesuré la réponse d'un capteur d'un Nikon Z7, de 0EV jusqu'à saturation, vous pouvez remarquer les 3 canaux.

Les canaux verts sont les premiers à saturer avec un épaulement alors que les autres canaux seront encore en dessous du seuil.

Le capteur doté d'un filtre de Bayer décomposant la scène photographiée en 3 couleurs, respectivement en sensibilité : vert, bleu et rouge. Le canal rouge est 0.5x moins sensible que le canal vert et le bleu à 0.8.

 

Faire une balance des blancs, c'est amplifier les canaux pour les mettre au même niveau.

La balance des blanc n'existe pas pour un capteur (on peut dire pour l'appareil). C'est juste un mise à niveaux par amplification des niveaux des canaux.

Le capteur est associé à un CAN (convertisseur analogique/numérique). Il va découper  de signale électrique du capteur en "fines tranches" régulières. La "finesse" de cet échantillonnage, la quantification, est liée à la résolution du CAN, son nombre de bits.

Un CAN de 12 bits aura un taux de 2 expo12 = 4096. Les appareils offrent des fichier de 12 bits (exemple  Olympus OM-D) et 14 bits soit 16K (16.384 niveaux ; Nikon, Canon, Sony...).

Attention ces valeurs sont théoriques, et vous pouvez avoir des taux moins élevés, un canon 7D sera de 12K par exemple, un Nikon Z7 de 15.3K, alors qu'un Nikon D3 ou un Fuji GFX sera à la valeur de 16.3K.

 

Niveau maximum à 15375 pour un Nikon Z7.

On comprendra que le nombre d'échantillonnage est dépendant du niveau du signal à décomposer, et donc de l'éclairement du capteur. Peu d'éclairement, c'est un signal électrique faible et donc une faible résolution. On aura alors peu de nuance pour les zones sombres de l'image.

On aura tout intérêt à avoir un signal suffisamment important afin obtenir suffisamment de nuances pour le traitement de notre image. On "s'éloignera" aussi du bruit numérique (bruit de lecteur en autre) pour que les zones sombres de l'image ne soient pas entachées de ce signal stochastique (ou plutôt de l'offset).