E. Du
capteur numérique à l’image numérique
E.1. Du
capteur numérique aux "données brutes"
Afin
de mieux comprendre ce qu’est la photo numérique, il est nécessaire de
dire d’abord quelques mots de la façon dont la scène photographiée
devient une suite complexe de 0 et de 1 stockée sur une carte mémoire :
un fichier numérique.
Le capteur numérique d’un APN est constitué de diodes photosensibles
appelées photosites.
L’ensemble de ces photosites est recouvert d’un ensemble de filtres de
couleurs différentes (grille de Bayer) dans la proportion :
- 1 photosite
sensible aux lumières Rouges,
- 2 photosites
sensibles aux lumières Vertes (pour traduire la plus grande sensibilité
au vert de l’œil humain),
- 1 photosite
sensible aux lumières Bleues.
Cette grille permet de spécialiser chaque photosite dans la détection
de l’une des trois couleurs fondamentales R,V et B.
La
lumière reçue par chaque photosite est traduite en un signal
électrique, traduit à son tour en un signal numérique. Ce signal
numérique est codé sur 12 bits par couleur (voire 14 ou 16 bits), c’est
à dire avec 12 chiffres valant 0 ou 1. Cela permet d’enregistrer 212 = 4 096 niveaux
d’intensité lumineuse par photosite.
Une
combinaison complexe des signaux, ainsi recueillis par chaque photosite
et par ses proches voisins, permet finalement de composer l’unité de
base de l’image numérique : le pixel (abréviation pour PICture ELement).
On
obtient de cette manière à peu prêt autant de pixels sur l’image que de
photosites sur le capteur. Chaque pixel, ainsi créé à partir de 3 types
de photosites spécialisés, permet de traduire avec un codage sur 12
bits : (212)3 = 68 milliards de
couleurs (281 000 milliards de couleurs avec un codage sur 16 bits) !
Toutes ces données sont enregistrées dans un fichier appelé fichier RAW
("brut" en anglais).
À ce stade, deux
solutions sont possibles :
- soit on laisse
l’APN se charger de transformer le fichier RAW en image numérique,
- soit on utilise
un logiciel (appelé "déRAWtiseur" ou dématriceur) pour traiter soi-même
le fichier RAW.
E.2. Des "données brutes" à l’image numérique
Notons à ce stade que la plupart des écrans d’ordinateur et les
imprimantes, affichent les images codées sur "seulement" 8 bits par
couleur, soit (28)3 = 16
777 216 couleurs. C’est d’ailleurs amplement suffisant, puisque l’œil
humain standard ne sait discerner qu’environ 10 millions de couleurs.
Se pose alors la question de l’intérêt d’enregistrer un fichier codé
sur 12, 14, voire 16 bits !...
E.2.a. Ce que fait l’appareil photo numérique
Le processeur de l’APN se charge d’appliquer les réglages choisis par
l’utilisateur aux données brutes. Il se débarrasse ensuite des 4 bits
qu’il considère comme inutiles, puis applique une compression plus ou
moins destructive pour obtenir une image numérique au format JPEG
(Joint Photographic Experts Group).
Le format JPEG est un format ouvert, universellement reconnu et
normalisé. Il occupe relativement peu de place mémoire et il peut être
directement partagé, échangé, montré. Bref, c’est une image !
Par contre, c’est un format qui offre très peu de latitude de
réajustement, d’autant que chaque modification entraîne une perte de
donnée irréversible, du fait de la nouvelle compression effectuée à
chaque réenregistrement.
E.2.b. Ce que fait un "dérawtiseur"
Lorsque
l’on visualise un fichier RAW sur un écran d’ordinateur, toutes les
données ne sont pas visibles et l’écran ne nous montre qu’une
interprétation en 8 bits par couleur des données brutes. Mais ces
nombreuses données bien qu’invisibles sont DISPONIBLES !
Le
fait de travailler sur 12 bits ou plus par couche au format RAW permet
de choisir soi-même, parmi ces 12 bits, les 8 bits que l’on souhaite
conserver ou mieux, de décaler sélectivement certaines de ces
informations invisibles, dans le visible pour constituer le fichier
final. Cela permet notamment de récupérer des détails perdus dans les
hautes ou dans les basses lumières et de mieux ajuster l’exposition.
Autre
avantage du format RAW : chaque modification est réversible, puisque
les données brutes ne sont pas modifiées ; ce sont seulement les
modifications qui sont stockées avec le fichier.
Tout cela a évidemment un coût en terme de place mémoire, un fichier RAW occupant davantage de place qu’un fichier JPEG.
Notons
enfin qu’il n’existe pas de format RAW universel. Chaque marque a son
propre format, dont le code n’est pas ouvert, ce qui pose à terme le
problème de la pérennité de ces formats…
E.2.c. Exemple :
