La taille des capteurs

La taille des capteurs et leur influence sur la prise de vue.

Dans le temps…

Du temps d’avant, le numérique n’existait pas et on utilisait des films sensibles à la lumière pour capturer les photos (bon, il y avait aussi d’autres surfaces possibles, mais on se contentera de celle-là). Donc, avant, il y avait les pellicules photo. Il existait différents formats, dont un des plus connus fut le 24×36 (dite aussi « 35 mm »). La proportion était de 3/2. Ce format fut un des plus populaires et utilisées sur les reflex argentiques.

Et puis un jour, il y a eu la révolution du numérique. Exit la pellicule, bonjour le capteur électronique sensible à la lumière. Ce qui nécessitait également un dispositif de conversion et un dispositif de stockage dans l’appareil, complexifiant l’intérieur d’un appareil photo.

Étrangement, le format 24×36 ne fut pas tout de suite adopté par l’univers de la photo numérique. Il lui faudra même de longues années pour voir arriver ce format. Résultat, pour des raisons techniques et financières, on a vu des formats très différents apparaître. Ces formats sont basés essentiellement sur deux rapports en termes de proportions : les 4/3 et les 3/2, ces derniers étant dérivés du 24×36. D’ailleurs, le 24×36 reste une référence à laquelle on va souvent se référer.

Afin d’illustrer la variété des tailles des capteurs disponibles, voici un petit schéma des principaux capteurs que l’on peut trouver dans nos appareils photo numériques. Si l’échelle est respectée, il y a un petit effet d’agrandissement afin de mieux voir.

Pour information, un capteur 24×36 a comme dimension 36 x 24 mm. Un capteur APS-C (Nikon, Pentax) a comme dimension 23,6 x 15,7 mm. Et un capteur 1/2, 3″ a lui comme dimension 6,1 x 4,6 mm. C’est ce dernier qu’on trouve dans la majorité des bridges.

Il est donc facile à imaginer qu’un petit capteur ne pourra pas avoir les mêmes caractéristiques de fonctionnement qu’un capteur plus gros.

Y’a-t-il un impact ?

Il faut savoir que la taille du capteur a un effet direct sur la qualité d’une image.

Techniquement, un capteur est composé de millions de photosites qui vont capter la lumière. Communément, on parlera de mégapixels. Un appareil de 8 mégapixels -Mpx- (comme les derniers iPhone par exemple) aura donc 8 millions de photosites. Un appareil de 36 mégapixels (comme le Nikon D810) aura donc un capteur de 36 millions de photosites. Or plus l’espace est petit, plus il sera compliqué de faire tenir ces millions de photosites.

La seule solution sera de réduire la taille des photosites et la distance entre eux. Ce qui aura comme conséquence directe, une augmentation non négligeable du bruit électronique et une baisse de la dynamique du capteur.

A contrario, plus la taille du capteur sera grande, plus la distance entre deux photosites sera elle aussi grande et plus la taille du photosite sera elle aussi agrandie.

Ce qui veut dire en clair que si on a beaucoup de pixels sur une petite surface, on augmente les risques d’une catastrophe. Certes, les constructeurs ont prévu des moyens électroniques pour réduire les risques, mais il ne faut pas se leurrer, très rapidement, on obtiendra une image bruitée et/ou lissée à l’extrême pour tenter de faire passe la pilule.

Ceci bat donc en brèche l’idée qu’un plus grand nombre de pixels apportera une meilleure qualité d’image. Ce n’est pas un hasard si les fulls frame professionnel (donc haut de gamme) restent sages en nombre de pixels, se maintenant aux alentours des 16-18 Mpx (Nikon D4s ou Canon 1D X).

C’est tout ?

Non. Si la taille du capteur (et le nombre de mégapixels) a un impact sur la qualité de la photo, ce n’est pas le seul problème que cela va induire. Le deuxième impact sera la longueur de focale. Qu’est-ce que la focale allez-vous me demander. Il y a bien la définition de Wikipedia, mais vous risquez de ne pas comprendre grand-chose. Aussi, je vais vous proposer une explication qui fera hurler beaucoup, mais qui vous permettra de comprendre, du moins je l’espère.

Imaginez que l’objectif c’est votre œil. Ce dernier a un champ de vision. La focale c’est ce champ de vision.

Comme vous pouvez le constater, votre œil a un champ de vision qui est limité. Même si vous pouvez les faire pivoter, ce champ de vision restera identique. C’est la même chose avec les objectifs. Ils ont des champs de vision limités. Plus la focale est petite, plus le champ de vision est large. Plus la focale est grande, plus le champ de vision sera étroit.

Grosso modo, l’œil humain correspond à un objectif qui a une focale de 50 mm en 24×36 (qui est la référence, ce qui fait qu’on parlera souvent d’équivalent 24×36).

Et l’impact côté capteur ?

La taille du capteur va introduire un coefficient multiplicateur pour la focale. Plus le capteur sera petit, plus le coefficient sera important, et donc le champ de vision sera rétréci.

Pour le tableau ci-dessous, je prends comme référence un objectif avec une focale fixe de 50 mm en 24×36, c’est-à-dire le champ de vision de l’être humain. On s’aperçoit que suivant la taille du capteur, ce champ de vision sera rétréci.

Si on souhaite conserver la vision de l’œil humain, il faudra donc opter pour une focale plus petite…

Ci-dessous, un tableau de conversion des principales focales

Autre effet collatéral, c’est la réduction de la profondeur de champ. Plus le capteur est petit, plus il sera difficile d’obtenir une profondeur de champ faible, celle qui donne les effets de bokeh (le flou d’arrière-plan).

Vous pouvez donc comprendre que le choix du capteur, sa taille et son nombre de pixels, va avoir un impact non négligeable sur le type de photo que vous voudrez faire, de même sur le boîtier et les objectifs à acquérir…