Photographie numérique

Appareil photographique reflex numérique

La photographie numérique recouvre l'ensemble des techniques permettant l'obtention d'une photographie via l'utilisation d'un capteur électronique comme surface photosensible, ainsi que les techniques de traitement et de diffusion qui en découlent. On l'oppose à la photographie argentique.

Historique de la photographie numérique

Un Mavica FD5 de 1998.

• Le premier Mavica de Sony apparaît en 1981. Il est doté d'un capteur CCD de 279 300 pixels (l'Amstrad D950 qui arrive en même temps sur le marché en possède 10 fois moins) et stocke les photos analogiquement sur une mini-disquette d'une capacité de 50 photos. Avec des accessoires supplémentaires, il est possible de visualiser les photographies sur un téléviseur, les imprimer ou les envoyer par le réseau téléphonique, sans possibilité de retouche.
• En 1990, Kodak sort plusieurs appareils à usage professionnel. Le Fotoman de Logitech, à destination du grand public, permet de stocker sur 1 Mo, trente-deux photographies en niveaux de gris.
• En 1994, apparaît chez Apple le premier appareil photo grand public couleur, le QuickTake 100 de 0,3 million de pixels.
• En 1995, apparaît chez Casio le premier appareil photo doté d'un dos LCD à destination du grand public.
• En 1999, les capteurs de plus d'un mégapixel se généralisent.
• En 2002, il se vend en France plus d'appareils numériques que d'argentiques.
• En 2003, Canon sort le premier reflex numérique à destination du grand public : l'EOS 300D ou Rebel.
• En 2004 des capteurs numériques équipent un bon nombre de téléphones mobiles, le plus souvent avec une définition de 640×400 pixels, parfois avec un capteur de 1,3 million de pixels ou plus.
• En 2006, le géant américain Kodak ainsi que l'ensemble de ses concurrents (Fuji, Agfa, KonicaMinolta...) connaissent des baisses de chiffres d'affaire records dues à la non rentabilité des appareils et accessoires numériques.

Du côté des photographes professionnels possédant une PME et vivant uniquement des revenus générés par la photographie, on peut parler de « crise du numérique » due à la baisse des volumes de vente de pellicules et appareils argentiques, plus rentables, mais aussi et surtout à la concurrence « déloyale » à laquelle se livrent les grands distributeurs (Carrefour, Leclerc...) mais aussi les discounters sur Internet et leurs opérations « prix cassés » (0,12 euro la photographie dès le premier exemplaire, un tarif impraticable par les petites et moyennes entreprises, tarif insuffisant pour payer à la fois les employés, les machines, les charges, etc.).

Prise de vue numérique

Capture

Les systèmes optiques (objectif, viseur optique, chambre reflex), de ces appareils sont voisins des solutions argentiques, à l'exception de l'obturateur qui n'est pas nécessaire. Un composant électronique sensible à la lumière, le capteur, prend la place du film les informations lumineuses en signaux électriques. L'image est traduite en une matrice de valeur de luminance, l'image numérique qui sera, après traitement, stockée dans un dispositif de mémoire électronique, généralement une carte mémoire flash de petit format.

En fonction de l'appareil et des réglages, les points (pixels) de l'image sont traités de manière à améliorer le rendu : interpolation pour reconstituer les couleurs, filtrage pour diminuer le rapport signal sur bruit accentuation pour augmenter la netteté, correction des couleurs (balance des blancs), etc.

Ensuite, leur nombre peut être réduit pour prendre moins de place, en diminuant la définition où la zone centrale est étendue par interpolation pour obtenir un effet de zoom numérique. À noter que dans ce cas, les pixels supplémentaires sont interpolés, ce qui entraîne une dégradation de la qualité globale de l'image. Le même traitement peut être effectué a posteriori par un logiciel de retouche d'image.

Le capteur est un CCD, CMOS ou un capteur FOVEON.

Ces informations résultantes sont groupées dans un fichier informatique. On rencontre deux grandes familles de fichiers :

• les fichiers JPEG sont des fichiers compressés. L'électronique de l'appareil applique l'algorithme de compression en fonction du taux sélectionné. Cette compression est destructive, des informations sont perdues. Mais le phénomène reste peu perceptible pour l'œil humain, pour des faibles taux de compression.
• Les fichiers RAW sont des fichiers « propriétaires » (dont la définition n'est pas publiée), propres à chaque fabricant contenant toute l'information captée après traitement mais avant toute compression. Ils sont beaucoup plus gros que les fichiers JPEG. Ils nécessitent un logiciel spécialisé pour être exploités.

Enfin, en plus de l'image proprement dite, ces fichiers transportent des informations sur les conditions de prises de vue (en-tête Exif, qui peuvent être lues totalement ou partiellement par de nombreux logiciels. Cet en-tête peut disparaître lors du traitement de retouche si ce format n'est pas supporté par le logiciel utilisé.

Les photographies sont stockées soit dans la mémoire de l'appareil lui-même (en règle générale, de l'ordre de quelques images en résolution maximale), soit sur une carte mémoire extractible.

Le transfert des données peut être fait par un câble (USB en général), par extraction et lecture de la carte mémoire sur un ordinateur. Certains appareils peuvent transférer les images par un système sans fil (Bluetooth ou WiFi).

Le transfert peut être fait vers :

• un ordinateur personnel, permettant de visualiser, trier et de traiter les images ;
• un disque dur portable autonome ;
• une imprimante où les possibilités de sélection et de retouches sont minimes ;
• Une console de développement sur papier, permettant également de visualiser et de trier les images.

Appareil numérique compact.

Les images produites peuvent être visualisées sur l'écran arrière de l'appareil photo et supprimées au besoin ou exportées vers un ordinateur, retouchées grâce à des logiciels, publiées sur Internet, imprimées, stockées sur cédérom ou DVD... Certaines imprimantes, avec ou sans écran de contrôle, lisent directement les cartes-mémoires et ne nécessitent pas d'ordinateur intermédiaire. L'ancienne étape de développement du film est supprimée, ce qui fait gagner du temps et permet parfois aussi de prendre des photos dont le contenu est très personnel. Mais également, le tirage des images en couleur devient à peu près aussi facile que les tirages papier noir et blanc qui pouvaient se faire avec un labo amateur. Toutefois, les encres et papiers spéciaux sont très onéreux et le tirage de qualité à domicile n'est pas compétitif avec le tirage professionnel.

Les modèles récents (2005) d'appareils photo numériques, de types compact ou reflex, proposent des résolutions suffisantes (4 à 10 millions de pixels ou plus) pour tirer des images de format A3, voire supérieur, ce qui autorise l'usage d'un boîtier numérique pour l'illustration. Les photojournalistes utilisent désormais des appareils photo numériques pour transmettre électroniquement les photos à leur rédaction depuis le lieu de prise de vue.

Parallèlement, le marché professionnel utilise aussi des dos numériques de 11 (pour Kodak) à 16 voire 50 millions de pixels ; tous ces capteurs sont conçus pour se placer au dos de l'appareil photo (d'où leur nom de dos numérique). Ils sont utilisés dans la mode, sur des moyens formats (voir Format de pellicule photographique) ou sur des chambres photographiques (type SINAR, GRETAG…) pour la publicité ou la reproduction d'œuvres d'art.

Les amateurs aussi accueillent avec enthousiasme les appareils numériques dont le coût a nettement diminué. L'informatique à domicile, le World Wide Web, le courrier électronique et la facilité de partager ses photos avec ses proches ont probablement beaucoup contribué à cet engouement. La liberté de laisser chacun des membres de sa famille gérer à sa guise les photos qu'il désire et le nombre de leurs tirages a certainement eu son importance également. L'usager n'a plus besoin de consommer de pellicules voire de tirer les documents s'il se contente de l'écran de l'ordinateur : il est totalement autonome. Le numérique permet en outre de multiplier les essais à moindre coût.

Dès 2002-2003 sont apparus des reflex numériques (DSLR pour « Digital Single Lens Reflex » en anglais ou « reflex numériques à un seul objectif » par opposition aux appareils à visée télémétrique) à un prix abordable (pour des professionnels ou des amateurs experts) pouvant réellement concurrencer le reflex argentique, notamment le Nikon D100 ou le Canon 10D. Ces reflex sont pour la plupart dotés de capteurs 6 mégapixels et disposent d'une sensibilité pouvant monter jusqu'à 3200 ISO en équivalent argentique. Le défaut majeur (ou avantage selon le cas) est que le capteur est plus petit que le film équivalent de 35 mm. Les objectifs voient donc leur grossissement changer (voir Caractéristiques des capteurs pour photoscope). Par exemple, le Canon 10D a un coefficient multiplicateur de 1,6 et ainsi un objectif de 24 mm utilisé sur cet appareil numérique donnera un cadrage comparable à un 38,4 mm sur un 24×36. Ce n'est pas très intéressant pour le grand angle. En revanche, un 300 mm deviendra un 480 mm, ce qui est au contraire passionnant pour les photographes en nature ou les paparazzis...

Le même phénomène se retrouve dans les indications de longueur focale. Ainsi, on parle par commodité « d'équivalent 200 mm » car il donnera le même grandissement qu'un 200 mm sur un reflex 24×36 mais la longueur focale réelle est différente. La valeur nominale n'intéresse que les opticiens. Les indications « ×2 », « ×6 », etc. restent toutefois moins parlantes.