Fiche de révision : Comment est captée une image ?

Captation d’une image numérique

• Les appareils de photographie numérique sont dotés d’un dispositif électronique appelé capteur photographique ou capteur d’image photosensible, c’est-à-dire qu’il est sensible à la lumière qu’il reçoit par le biais de l’objectif.
• La lumière est un rayonnement électromagnétique, en partie visible par l’œil humain.
• Le capteur photographique traduit ce rayonnement lumineux en électricité.
• Un appareil photo numérique est une matrice rectangulaire composée d’une myriade de petits capteurs individuels appelés photosites ou photodiodes.
• Une photodiode est un composant électronique semi-conducteur qui transforme un rayonnement lumineux en courant électrique.
• Les capteurs de type CCD et CMOS sont les plus courants.
• Le capteur photographique est composé de nombreuses photodiodes qui traduisent le rayonnement lumineux en électricité.
• La taille physique du capteur influence directement la quantité de lumière qui peut être captée par chaque photosite.
• Le filtre de Bayer consiste en une mosaïque de filtres de couleurs qui recouvre le capteur et ne laisse passer que la couleur voulue (rouge, verte ou bleue) au-dessus de chaque photosite.
• La caractérisation d’un pixel sera ainsi le résultat du traitement d’informations issues de quatre photosites répartis en deux rangées de deux photosites et surmontés de filtres de couleurs.
• Les photosites du capteur photographique transforment les rayonnements lumineux en courants électriques. Ces signaux analogiques sont amplifiés puis transformés par un convertisseur analogique-numérique pour pouvoir former l’image sous forme de pixels.
• La tension électrique captée est convertie en bits informatiques.

Aides à la prise de vue

• S’il le souhaite, l’utilisateur peut se reposer entièrement sur des réglages automatiquement optimisés pour le contexte détecté ou choisi.
• La mise au point permet de régler la distance focale pour déterminer quel plan sera net sur la photographie.
• La mise au point automatique (ou autofocus) est fonctionnalité de base des appareils photo numériques.
• On distingue deux principaux types de systèmes de mise au point automatique : les systèmes actifs, qui nécessitent l’émission de lumière, généralement infrarouge, ou d’ultrasons, pour mesurer la distance entre l’appareil et le sujet visé ; et les systèmes passifs, qui se contentent d’analyser la lumière reçue.
• L’exposition fait référence à la quantité de lumière reçue par le capteur d’un appareil photo. Elle dépend de plusieurs réglages de l’appareil : le temps et le diamètre d’ouverture du diaphragme et la sensibilité du capteur.
• Il est possible de régler l’exposition manuellement, avec un mode automatique, ou un mode semi-automatique.
• Après avoir mesuré l’exposition, l’appareil peut déterminer une exposition moyenne qui permet d’optimiser le nombre de points de l’image bénéficiant d’une exposition correcte.
• L’exposition en fourchette, parfois appelée prise de vue en fourchette ou bracketing d’exposition consiste à réaliser plusieurs prises de vue successives d’une même scène en faisant varier la durée d’exposition.
• La fusion logicielle de ces photos individuelles couvrant des fourchettes d’expositions distinctes permet de composer une image dotée d’une plus grande gamme dynamique que celle initialement permise par le capteur.
• Appliqué à la mise au point, le bracketing est souvent désigné par l’expression focus stacking (ou « empilement de mises au point »). * Ce procédé est notamment utilisé en macrophotographie pour obtenir une netteté de la totalité du sujet photographié, le sujet est alors photographié avec plusieurs réglages de mise au point légèrement décalés qui comportent chacun des zones nettes.
• Un traitement logiciel de fusion des photos individuelles permet de produire une image nette sur l’ensemble du sujet.
• La stabilisation consiste à compenser les tremblements du photographe, détectés par des accéléromètres ou des gyromètres intégrés à l’appareil.

Métadonnées des images numériques

• Les métadonnées, parfois appelées données d’accompagnement, sont des données sur les données, on les trouve souvent au format Exif (« Exchangeable image file format »).
• Les métadonnées Exif portent principalement sur les conditions de prise de vue comme : le lieu, la date et l’heure de la prise de vue, la marque et le modèle de l’appareil, les réglages spécifiques à l’image (vitesse, ouverture, sensibilité, longueur focale, orientation), une miniature de l’image permettant la prévisualisation de l’image, ou encore des informations de copyright.
• Il est possible, avec certains logiciels, de modifier ou de supprimer ces métadonnées.
• Cette précaution peut s’avérer judicieuse avant de partager des images numériques.