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Le numérique

I. Analogie entre argentique et numérique:

La photographie numérique est toujours de la photographie dans le sens où il s’agit de fixer une réalité furtive. La technique change, mais le principe est rigoureusement le même.
De l'objectif au diaphragme, un appareil photo numérique reprend toute la partie optique d'un appareil traditionnel. voir appareil argentique et L'oeil humain

C'est le procédé de transformation de la lumière en données puis la retranscription des données en images qui fait la différence entre les deux techniques.

II. Comment la technologie numérique permet-elle de capter l’image ?

Comme dans tout procédé photographique un élément photosensible est nécessaire à la restitution de l'image ; mais ici l'enregistrement d'une image ne repose plus sur la transformation chimique de microcristaux au contact de la lumière, mais sur le fonctionnement d'un composant électronique, le capteur CCD.
Ce terme désigne un "dispositif à transfert de charge" (Charge Couple Device).

Le capteur CCD d'un appareil numérique est de petite taille et mesuré en pouces. C'est une galette de silicium sensibilisé à la lumière par oxydation, gravée de microcircuits électroniques et recouvert d'une trentaine de couches. Sa structure est régulière.

Un capteur CCD est composé d'une multitude de photosites microscopiques sensibles à la lumière. En présence de celle-ci ils délivrent une tension électrique capable d'être convertie et analysée par l'électronique et la partie logicielle de l'appareil
(la conversion analogique/numérique).

Le capteur est monochrome, la lumière se décomposera à travers des filtres internes pour obtenir le mode rouge, vert et bleu (RVB).
Chaque photosite est simplement recouvert d'un filtre rouge, vert ou bleu. Un filtre rouge, par exemple, arrête les rayonnements vert et bleu, mais laisse passer la composante rouge de la lumière.
Comme la sensibilité d'un photosite est moindre pour le bleu que pour le rouge et le vert, les appareils photo nécessitent deux capteurs pour la composante bleue de l'image.Une image numérique est composée d'unités élémentaires (appelées pixels) qui représentent chacun une portion de l'image correspondant à la luminosité et à la couleur recueillie par un photosite .
Les photographies numériques sont ce que l'on appelle les images matricielles (une image numérique est en fait une matrice (un tableau) de pixels).
Le bit est l unité numérique binaire il peut valoir 0 ou 1(0 signifie par exemple dans un circuit absence de courant et 1 signifie passage de courant). L’information est codée en groupe de 8 bites : l’octet.Et pour une image 6 millions de couleurs l’information d’un pixel se transmet sur 3 octets.

En effet:

La dynamique d'une image correspond à l'étendue de la gamme de couleurs d'une image. La dynamique de l'image représente donc le nombre d'octets utilisés pour stocker l'information sur la couleur de chaque pixel, il est clair que plus la gamme de couleur sera étendue, plus le nombre d'octets sera élevé et plus le poids de l'image sera élevé. (on rappelle que 1 octet correspond à 8bit) . Pour un pixel codé sur 3 octets l’image sera en 16 millions de couleurs comme nous venons de le voir dans le tableau précédent.
Or 16.7 millions de couleurs résultant de l'additivité des trois couleurs filtres donnent (16700000=256*256*256) dans le RVB une palette de 256 niveaux de vert, 256 de rouge et 256 de bleu.

Il existe d'autres représentations de la couleur que nous n’aborderons pas ici car elles sont beaucoup mois utilisées dans les appareils photographiques numériques:
- C,M,J,N (basé sur synthèse soustractive et non additive des couleurs)
- T,S,L (teinte saturation luminance)

En ce qui concerne la résolution de la photographie elle dépend du nombre de pixels et de la taille de l’image ; donc techniquement du nombre de photosites utilisés par le capteur CCD pour capter l’image.

La sensibilité moyenne d'un capteur va de 50 à 100 ISO. Cette sensibilité reste fixe. C’est en partie dû à la sensibilité des photosites qu’il ne sera pas possible de réduire indéfiniment. Mais on peut la modifier numériquement en amplifiant le signal électrique émis par chaque photosite.

III. Le stockage des informations:

Au moment de la prise de vue, les millions de photosites du capteur contiennent autant de charges électriques différentes. Il faut maintenant que l'appareil photo les enregistre sous la forme d'un fichier image.

Pour cela, il doit envoyer le contenu de tous les photosites vers la mémoire de l'appareil. En une fraction de seconde, toutes les charges électriques engrangées dans les photosites sont transférées dans une zone de stockage, ce qui libère les capteurs, puis sont décalées d'une zone à une autre et acheminées vers la mémoire.

Les charges électriques sont donc converties en valeurs numériques de 0 à 255. Bien entendu, l'ordre d'enregistrement de chacun des photosites est respecté, de manière que dans l'image finale, celle qui sera regardée sur l'ordinateur, les pixels soient à la bonne place.
La compression de l'image est la dernière phase du processus de prise de vue. Elle est effectuée par un programme inscrit dans un composant électronique de l'appareil. Selon la qualité choisie par l'utilisateur (qu'il règle sur le boîtier de l'appareil), cette compression produira un fichier d'image plus ou moins gros. L'image est finalement stockée dans la mémoire de masse (carte mémoire, disque dur, …) de l'appareil photo, prête à être visionnée.
Ce stockage des informations recueillies par les photosites à travers le circuit électronique suit la logique de l' algèbre défini par Boole.
ALGEBRE DE BOOLE

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