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Actus Matériel : La technologie EXR

Peu après l'apparition des capteurs numériques dans les appareils de photo, que ce soient des capteurs CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor ) ou CCD (Charge-Coupled Device) , le monde de la photographie a vu l'apparition d'un nouveau concept basé sur le même principe par couche de couleur que le film, il s'agissait du capteur Fovéon. Fuji, déjà spécialisé dans la production de films s'est également lancé dans la recherche de capteurs spécifiquement destinés à la photographie, faisant varier les surfaces et les formes des récepteurs de lumière.

 capteurs CMOS

 Capteur CCD

 capteur Fovéon

 Surfaces et les formes des récepteurs de lumière

 

 

 

 

 Le bruitOn a aussi vu le nombre de pixels par pouce augmenter dans des proportions dignes des conflits de la guerre froide où la palme reviendrait à celui qui proposerait le nombre le plus élevé de pixels pour son appareil. Le problème de cette course en avant c'est ce phénomène qui fait apparaître des points blancs ou colorés dans les grandes surfaces unies: le bruit. Plus on a de pixels, plus le processeur de l'appareil doit traiter d'informations et plus il a tendance à produire des informations parasites donc du bruit.

Comme les petits appareils, de type compacts ou autres bridges ne peuvent pas contenir des processeurs dignes d'un ordinateur (la technologie n'a pas encore suffisamment réduit la taille ni résolu les problèmes de consommation électrique voir de refroidissement) on est bien obligé de trouver une solution satisfaisante pour concilier le tout. Même certains appareils reflex contenant un processeur performant produisent ce bruit et les constructeurs doivent rivaliser d'astuce et de savoir faire pour concilier 24 Mpix et image parfaite. Cela se fait souvent ressentir au niveau du portemonnaie de l'acheteur. En effet les appareils reflex proposant un nombre de pixels élevé, peu de bruit sans pour autant détruire la qualité de l'image pour des prix égalant les petits compacts sont rares voire inexistants.  LissageBref on assiste à l'heure actuelle à la montée en flèche du nombre de pixels accompagnée par des images de plus en plus floues lorsqu'elles sont agrandies. Il faut dire aussi que pour supprimer les pixels, la plupart des appareils lissent simplement les images, supprimant parfois certains détails au passage ce qui rends les contours flous et les détails brumeux.

A moins de considérer l'image, la capture et la photographie différemment, on s'achemine lentement mais sûrement vers des perfectionnements technologiques ciblés uniquement sur ces phénomènes, somme toute plus proche du calcul (du processeur et des logiciels) que de l'image et sa représentation.
Apparemment, c'est ce qu'on dû se dire les ingénieurs et scientifiques de chez FUJI-Films qui semblent avoir voulu reprendre le concept de la photographie et de l'image électronique à zéro. Au lieu de penser « image numérique » composée de milliards de minuscules points de lumière ils ont pris le problème en partant de celui qui regarde un paysage, une image, une scène. Finalement, ils ont raisonné non pas en terme d'appareil de photo avec son circuit électronique de calcul (processeur) mais en terme d'oeil humain et le cerveau pour interpréter ce qu'il voit. Certes, notre oeil humain a aussi ses capteurs sous forme de cônes et bâtonnets qui transmettent des information au cerveau et ce cerveau les interprète.  Recepteur oeil humainNotre cerveau nous permet de saisir ce que nous voyons alors que le nombre de capteur visuels ne varie pas. Le fond de notre oeil, composé de bâtonnets permettant de capter l'intensité lumineuse et de cônes captant la couleur peut se comparer aux capteurs des appareils de photo, à la différence que le capteur numérique ne peut pas être équipé de deux sortes de récepteurs. Grâce au fonctionnement de notre cerveau, nous parvenons donc à voir des rapports d'intensité lumineuse variant entre 1000 à 1 au minimum et pouvant aller à près 1'000'000 à 1 alors que les meilleurs appareils de photo ne permettent rarement mieux que 1 à 10, voire 1 à 15.

La nouvelle approche de FUJI-Films consiste donc à répartir et utiliser ces capteurs de manière optimale pour qu'au moment de l'affichage (représentation sur l'écran, impression, etc) la perception de l'image soit la plus fidèle possible à celle interprétée par un cerveau humain. Cela revient donc à dire que l'appareil doit pouvoir faire ou permettre de faire la différence entre les sujets photographiés. Pas seulement en terme d'ouverture de diaphragme ou de vitesse d'obturation, mais également en terme de précision des contours, de piqué, de contraste, de luminosité, de gamma, de détails fins ou au contraire sans trop de détails. C'est précisément ce que propose cette technologie EXR de FUJI. Soit automatiquement, soit sur décision de l'utilisateur, il est désormais possible d'ordonner à son appareil de raisonner en terme de cerveau humain. Ici, j'ai un paysage contrasté entre des ombres et de fortes lumières et je veux donc voir le plus possible d'éléments dans ces deux zones. Ici, j'ai peu de lumière et j'aimerais concentrer mon image sur le sujet alors que là, j'ai un sujet très bien éclairé dont j'aimerais voir le plus possible de détails fins. Grâce à cette technologie EXR, c'est possible, et selon les techniciens de Fuji, on devrait même pouvoir obtenir des contrastes dépassant un rapport de 25 à 1.

 Capteur EXR fuji
Le fonctionnement paraît si simple qu'on se demande pourquoi d'autres n'y ont pas pensé avant.
On a d'abord sélectionné les cas de figure: paysage simple et bien éclairé, macro photographie, bien ou mal éclairée, portraits, paysages à forts contrastes, photographies nocturnes, etc. On a réparti tout cela dans 3 catégories:
1. Les images nécessitant la meilleure résolution,
2. les images peu lumineuses nécessitant le nombre ISO le plus élevé tout en affichant le moins de bruit possible
et 3. la plage dynamique la plus élevée possible (variation du contraste et de la luminosité dans une plage permettant d'avoir un maximum de détails tant dans les zones sombres que dans celles lumineuses)
puis on adapte la technologie à ces principes. Conjointement, FUJI a développé un capteur dont les récepteurs sont groupés par deux et placés en diagonale. Comme les capteurs verts ont plus d'importance, on a aligné deux capteurs bleus et deux capteurs rouges dans la première diagonale et uniquement des capteurs verts dans la seconde diagonale.  Capteur exr fuji gamme dynamique

La suite du travail se fait au niveau du calcul, du travail du processeur et de l'analyse des informations perçues par le capteur. Expliqué simplement, le processeur est paramétré pour reconnaître les différentes catégories ou pour s'adapter en fonction de la catégorie choisie. Une partie des capteurs, voire la moitié de ceux-ci, peut se voir attribuer, selon le cas de figure, une autre tâche spécifique, mais toujours au niveau de la réception lumineuse. On aura, lorsque le besoin en information de type lumineux sera important, une partie de ces capteurs à disposition pour ne prendre en compte que la lumière alors que l'autre recevra autant d'information lumineuse que de couleur ce qui donnera une image à haute gamme dynamique. Mais rien n'empêche d'utiliser, dans d'autres circonstances, la catégorie réservée spécifiquement à la résolution qui là, utilisera l'entier du capteur et le maximum de pixels disponibles, sachant que le sujet suffisamment illuminé ne produira aucun bruit.  Capteur exr fuji

Reste maintenant à voir si cette technologie est vouée à un meilleur avenir que la technologie Fovéon qui, bien que révolutionnaire il y a quelques années, peine à suivre l'évolution technologique. A n'en pas douter, le principe de considérer la photographie numérique sous un angle différent de celui de la course aux pixels va certainement susciter d'autres révolutions. Est-ce que FUJI saura garder son avance et continuer d'innover en ce sens ? L'avenir nous le dira.   Capteur exr fuji

Test et article réalisés par Rémy Pilliard
Images d'auteur ou fournies par FujiFilm

 

Remy PilliardPour en savoir plus sur l'auteur de cette rubrique
Chronique par Rémy Pilliard
Photographies d'auteur
Site : http://www.d-aprilli.net/
E-mail : remy.pilliardATphotophiles.com  (remplacer AT par @)