Crop factor, profondeur de champ, qualité de l’image et bruit, tous ces termes gravitent autour de celui de « capteur ». Cela est vrai en photo mais aussi en vidéo. Nous allons voir ici que la taille du capteur vidéo peut être un élément déterminant dans le choix d’une caméra selon le rendu final que l’on souhaite obtenir.
De la photographie à la vidéo, la captation de l’image a toujours nécessité un support pour pouvoir être restituée. D’abord une plaque, puis une pellicule argentique, c’est aujourd’hui le capteur numérique qui est la surface sensible réceptionnant la lumière. Ce capteur est composé d’éléments électroniques, les photosites, qui réagissent à la lumière puisqu’ils sont photosensibles. Ils transforment ainsi les rayons de lumière en un signal électrique qui, numérisé et traité, permettra d’obtenir l’image numérique. Le capteur numérique fait aujourd’hui numériquement le même travail que ce que faisait chimiquement la pellicule.
Pour autant, tous les capteurs ne sont pas les mêmes, il existe deux grandes familles de capteurs : les capteurs CMOS et les capteurs CCD. Leur fonctionnement n’est pas identique et aujourd’hui ce sont les capteurs CMOS qui offrent le plus d’avantages : un temps de lecture plus rapide, moins de bruit de lecture et une meilleure montée en ISO, mais aussi une reproduction des couleurs et des détails plus fidèles ainsi qu’une meilleure dynamique. Enfin, les capteurs CMOS coûtent également moins cher, ce qui rend leur usage d’autant plus attractif !
Petite nouveauté, des marques comme Sony, Nikon ou Canon sont actuellement en train de faire évoluer ces technologies de capteurs en introduisant des capteurs empilés nouvelle génération. Ces types de capteurs existent déjà sur les Sony A1 II ou Sony Alpha 9 III, ou encore sur le Nikon Z9). Le principe est simple : une base de circuit sur laquelle est empilée une couche de pixels ce qui permet une meilleure dynamique en photo comme en vidéo.
Sur les nouvelles versions de capteurs empilés, Sony proposerait 3 couches au lieu de 2 : le circuit en base, une couche de photodiodes sur le dessus et entre les deux les pixels transistors. Quels avantages ? La marque avance que cela offrira une meilleure sensibilité à la lumière combinée à une meilleure gestion du bruit en basse lumière. Ces capteurs nouvelle génération ne sont pas encore commercialisés pour l’instant, à suivre donc…
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Ces capteurs ont aujourd’hui différentes dimensions, ce qui n’est pas sans conséquence sur le rendu de l’imagé capturée. Voici un petit récapitulatif des différentes tailles de capteurs et des conséquences de leurs dimensions sur l’image finale. Les tailles des capteurs sont généralement spécifiées en pouces, dimensions qui ne correspondent pas aux tailles physiques des capteurs.
Les appareils APS-C : la vidéo pour tous. Les capteurs APS-C ont longtemps souffert d’une image moins glorieuse que les capteurs plein format. L’un serait dédié à l’amateur tandis que l’autre serait pour le professionnel. Ce jugement est en train d’évoluer que ce soit en vidéo comme en photo. En effet le capteur APS-C, avec les évolutions technologiques récentes, offre de nombreux avantages :
Toutefois les APS-C gèrent généralement moins bien le bruit et la montée en ISO, offrent une plage dynamique plus restreinte et ont un viseur plus petit.
Côté hybrides APS-C vous pourrez choisir notamment entre le Sony A6700 ou la Sony FX30, le Fujifilm X-T5 ou le Fuji X-H2s, le Nikon Z50 II ou encore le Canon R50 V.
Les capteurs plein format sont souvent les appareils privilégiés depuis la création du numérique. Cela est toujours valable depuis l’apparition des hybrides. En effet, ces appareils offrent de nombreux avantages :
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Les appareils plein format sont cependant plus chers que les APS-C, plus lourds et produisent des images plus volumineuses également.
Du côté des hybrides plein format, Sony, Nikon, Panasonic et Canon se démarquent avec notamment la Sony FX6, le Nikon Z6 III, le Lumix S1R II ou le Canon Eos R3. Il ne faut pas pour autant oublier le Leica SL3-S.
À côté des capteurs APS-C et plein format, le capteur micro 4/3 fait de la résistance ! Et pour cause, voici quelques avantages de ce petit capteur :
En matière d’hybrides micro 4/3, la gamme des Panasonic se démarque sans hésitation. On retiendra notamment le Panasonic Lumix GH7 mais aussi le Panasonic Lumix G9 II. Le moyen format, un capteur pour la vidéo ? Le moyen format n’est pas le capteur le plus accessible du grand public. Pour une simple et bonne raison : son prix. Les boîtiers moyen format coûtent souvent plusieurs milliers d’euros et ne sont accessibles à une petite poignée de personnes. Aujourd’hui, existe-t-il un vent de démocratisation sur le moyen format avec notamment le Fujifilm GFX-100S II ou l’annonce du développement d’une future caméra Fujifilm GFX Eterna ? On pourrait se le demander. En pratique il s’agit d’un grand capteur offrant une grande plage dynamique et proposant également une grande qualité d’image.
D’autres capteurs plus spécifiques et particuliers complètent la liste, mais leur usage reste limité dans la mesure où ils impliquent un budget souvent très important : le Super 16m, le capteur Vista Vision, le capteur 65mm (52,6mm x 23mm), le capteur super 35mm, le 70 Imax format (70mm x 48,5mm)…
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Voici quelques éléments à prendre en compte lors du choix de son futur appareil pour faire de la vidéo.
À ouverture égale, plus le capteur est grand plus la quantité de lumière captée sera grande elle aussi. Sur un petit capteur, la densité des photosites sera très importante. En effet, ces derniers seront plus serrés, plus petits et capteront alors moins de lumière.
Ainsi, à définition égale, un grand capteur vidéo permettra donc de faire de meilleures images dans des conditions de basse lumière.
Outre la lumière, les grands capteurs (que ce soit le plein format ou le super35mm), offrent des prises de vue plus larges que les capteurs aux dimensions inférieures. En effet, plus le capteur est grand, plus l’image enregistrée est large.
Pour autant un grand capteur n’est pas synonyme d’une grosse résolution. Malgré tout, il est vrai qu’un capteur plus large permet d’accueillir de plus nombreux récepteurs ce qui peut produire des images plus nettes. La définition de l’image (donc le nombre de pixels qui la composent) peut être la même sur un grand capteur comme sur un petit capteur. En effet, il est possible d’avoir des capteurs plein format ou 4/3 de 10Mpx alors que leur taille est différente.
En pratique, si l’on filme dans les mêmes conditions avec une caméra plein format et une caméra 4/3 de 10Mpx, les images risquent d’être plus bruitées avec le plus petit capteur, car, bien que le nombre de photosites soit identique, ceux-ci seront plus petits.
Qu’est-ce que la profondeur de champ ? Il s’agit de la zone de netteté entre les deux zones de flou au premier et à l’arrière plan. La taille du capteur n’est pas la seule à pouvoir jouer sur cet élément.
Ainsi, il est possible de faire varier la profondeur de champ (et la zone de flou) en jouant sur l’ouverture du diaphragme de l’objectif. Une grande ouverture du diaphragme (donc un petit chiffre comme f 2.8 par exemple) entrainera une profondeur de champ courte et donc une grande zone de flou. A l’inverse, plus le diaphragme est fermé (et donc un grand chiffre comme f16) et plus l’image aura une grande zone de netteté.
En outre, la profondeur de champ variera selon la focale utilisée. Plus la focale est courte et plus la profondeur de champ sera grande (et inversement). Avec un 100mm, la profondeur de champ sera plus petite qu’avec un 35mm à même valeur d’ouverture.
Autre élément qui entrera en ligne de compte pour la profondeur de champ sera la distance entre la caméra et le sujet que l’on souhaite net. Plus la caméra est proche du sujet filmé et plus la profondeur de champ sera également courte.
Enfin, la taille du capteur vidéo sera le dernier élément qui entrera en ligne de compte pour la profondeur de champ. Ainsi à focale et distance identique, plus le capteur est petit et plus la profondeur de champ sera grande donc l’arrière-plan net. Dès lors, les grands capteurs permettront d’avoir plus aisément une faible profondeur de champ. A l’inverse les petits capteurs offriront donc plus facilement une grande profondeur de champ.
Le coefficient multiplicateur ou « Crop Factor » est un coefficient qui permet de calculer l’angle réel que donnera un objectif (l’angle de champ) selon la focale de l’objectif et la taille du capteur de la caméra utilisé.
La focale est exprimée en millimètres . Elle correspond à la distance séparant le capteur du centre de l’objectif utilisé. Plus le nombre de la focale est petit, plus l’angle de champ sera large. (On aura un très grand-angle avec un objectif 14mm par exemple)
L’angle de champ (qui est l’angle de vue que vous avez via la caméra donc) varie ainsi d’abord selon la taille de la focale. En outre, il variera également selon la taille du capteur de la caméra utilisée. En effet selon la taille du capteur, il faudra lui appliquer le fameux « crop factor » qui est un « recadrage » par rapport au capteur plein format.
Ce coefficient se calcule par rapport à une base 1, celle du plein format, à savoir le 36mm x 24mm.
Ainsi un même objectif avec une même focale, posé sur deux caméras aux capteurs différents ne donnera pas le même angle de champ. En pratique, le cadrage et donc le plan ne seront pas les mêmes si vous restez à une même distance du sujet, mais changez de caméra et de taille de capteur.
Nous avons un objectif de 100mm. Posé sur une caméra avec un capteur plein format l’angle de champ sera multiplié par 1 (puisque c’est la référence). Il sera donc de 100mm. En effet : 100mm x 1 = 100mm
Posé sur une caméra APS-C il faudra multiplier par le crop factor soit 1,5 (1,6 sur Canon). L’angle de champ ne sera donc pas de 100mm comme cella est indiqué sur l’objectif. Ce sera en pratique l’équivalent de celui d’un objectif de 150mm utilisé sur un plein format. L’image sera recadrée et donc zoomée si l’on reste à la même distance du sujet. En effet : 100mm x 1,5 = 150mm
Le crop factor variera donc selon la taille du capteur toujours en référence au plein format. Pour un capteur 4/3 elle sera de 2 etc.
Si vous souhaitez sortir de l’ennuyeux mode « auto » pour faire de la photographie avec créativité et personnalité, il y a un concept qui est essentiel : l’exposition. Une photo bien exposée est une photo qui combine les trois facteurs du « triangle de l’exposition » :
Pour faire simple, le diaphragme c’est un dispositif composé de lamelles métalliques. Les lamelles du diaphragme forment un trou plus ou moins grand régulant mécaniquement la lumière sur le capteur.
L’ouverture est mesurée par des « F/STOP » ou « F/nombre » que vous pouvez lire dans votre viseur ou sur votre écran LCD. Ces F-STOP identifient la taille de l’ouverture du diaphragme par rapport à la longueur focale de l’objectif avec des valeurs pouvant aller de f/1 à f/64. Attention, ces valeurs ne sont pas universelles et sont plus ou moins étendues en fonction de vos objectifs (voir le paragraphe sur les objectifs et l’ouverture maximale).
Voici les différents crans : f/1 ; f/1,4 ; f/2 ; f/2,8 ; f/4 ; f/5,6 ; f/8 ; f/11 ; f/16 ; f/22 ; f/32; f/45 ; f/64.
Si vous êtes à 50mm à f/8, le diamètre d’ouverture est donc de 50/8= 6,25 mm, alors que si vous ouvrez à f/4, le diamètre de l’ouverture de votre diaphragme devient 12,5 mm, soit deux fois plus grand ! Le diamètre de 12,5 mm (f/4) est donc plus ouvert que le diamètre de 6,25 mm (f/8), il y a bien plus de lumière qui entre sur le même labs de temps…
Sachez que pour chaque STOP ou cran de la molette de réglage de votre appareil, le diamètre de l’ouverture du diaphragme, ainsi que la quantité de lumière qui rentre dans l’appareil sont divisés ou multipliés par deux. Donc pour faire un deuxième exemple, si on FERME de f/5,6 à f/8, le capteur reçoit 2 fois MOINS de lumière.
Tous les objectifs n’ont pas tous la même ouverture maximale et la même ouverture minimale… On parle souvent d’objectifs plus ou moins lumineux ou plus ou moins rapide par rapport à leur ouverture maximale et en général plus un objectif est rapide et lumineux, plus il est cher.
Si certains objectifs peuvent avoir des ouvertures différentes, les objectifs dits zooms à focales variables tels que les 8-16mm, les 18-55mm, ou encore les 50-200mm pour ne citer qu’eux peuvent avoir des ouvertures différentes selon la position focale. 😕 Si vous venez de froncer les sourcils, relaxez-vous et continuez votre lecture je vous ferai un exemple concret dans quelques lignes.
Les objectifs d’entrée de gamme et de moyenne gamme vont en général de f/5.6 à f/32 alors qu’un objectif de haut de gamme peut offrir une meilleure gamme d’ouvertures allant de f/1 à f/64. De plus, plus la focale est longue et plus le prix grimpe en fonction de l’ouverture maximale… Il est plus facile de trouver un objectif à focale 50mm avec une grande ouverture maximale de f/2.8 que des téléobjectifs focales longues comme 300mm f/2.8 qui coûteront vraiment plus chers pour la même ouverture max.
Si on ferme le diaphragme (par exemple de f/4 à f/8), le diamètre de l’ouverture sera plus petit et donc la lumière qui passe dans l’appareil moins importante. Au contraire plus l’ouverture du diaphragme est grande (f1,4, f/2.8 ou même f/4) et plus la photo sera lumineuse .
A même conditions de luminosité, à f/2.8 la photo sera donc plus lumineuse qu’à f/11, et encore plus qu’à f/16. Si l’on souhaite faire une photo à f/22 dans des conditions de lumières non favorables il faudra donc jouer avec les deux autres piliers de l’exposition : la vitesse d’obturation (si on a un trepied à disposition) et/ou avec la sensibilité ISO mais nous en parlerons dans un prochain article qui sera dédié à l’exposition.
Pour l’exposition on peut résumer comme ça :
La profondeur de champ c’est la zone de votre photo qui sera nette ou « in focus ». Une grande ouverture comme f/1.7 ou f/2.8 vous permettra d’avoir une profondeur de champ très courte et donc de bien séparer le sujet du fond qui sera flou. A l’inverse, une petite ouverture comme f/16 ou f/22 vous permettra d’avoir une grande zone de netteté avec un premier plan et un fond qui seront nets. Si vous faîtes du portrait, il sera intéressant d’ouvrir pour faire ressortir la personne du fond alors que si vous photographiez un paysage il sera préférable de fermer pour ne pas « flouter » le fond.
Pour résumer :
Comme je vous l’ai déjà dit, l’ouverture et l’exposition sont liées donc si on veut avoir un sujet bien exposé et le premier plan mais aussi le fond net (avec une ouverture faible comme f/16 ou f/22) alors que la luminosité ne nous le permet pas forcément, il faudra compenser le manque de lumière par une diminution de la vitesse d’obturation ou una ugmentation de la sensibilité ISO mais vous en saurez plus sur un prochain article qui parlera de l’exposition et de la relation qu’il y a entre ces trois facteurs.
Le mode Av, A ou encore mode « priorité à l’ouverture » est un mode semi-automatique qui vous permet de choisir l’ouverture souhaitée et l’appareil photo fera le reste en adaptant une vitesse d’obturation et une sensibilité ISO afin d’obtenir une photo bien exposée.
Le mode manuel est plus compliqué à maîtriser car vous devrez jongler entre temps d’obturation, ouverture du diaphragme et sensibilité ISO mais c’est le mode le plus intéressant dans le sens ou vous pourrez donner votre interprétation et votre personnalité à vos photos en jouant sur les poses courtes/longues, sur la zone de netteté, les différences d’exposition de différents éléments…
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