Photographie numérique

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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.

Prise de vue numérique

Capture

Article détaillé : Appareil photographique numérique.

Les systèmes optiques ( objectif, viseur optique, chambre reflex), de ces appareils sont voisins des solutions argentiques. L' obturateur mécanique n'est nécessaire que dans les appareils reflex ; dans les autres appareils numériques, il est le plus souvent remplacé par un « obturateur électronique » intégré au capteur. Ce composant électronique, sensible à la lumière, est équivalent à l'émulsion d'un film en argentique (en réalité, ce n'est pas tout à fait l'équivalent d'un film comme on le dit souvent, car un film ne se composait pas uniquement de couches photosensibles, mais également d'un support permettant de stocker l'image). En numérique, le capteur transforme les informations lumineuses en signaux électriques. Le signal électrique de l'image est traduit en une matrice de valeurs de luminance lors de la quantification, 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 augmenter 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. Dans ce cas, les pixels supplémentaires sont interpolés, c'est-à-dire calculé par des fonctions mathématiques, 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 de type CCD, CMOS. Depuis la forme primaire, plusieurs améliorations ont vu le jour. Ainsi les modèles :

  • les Super-CCD de Fujifilm - apparus dès 1990 en variantes HR, SR ou EXR et dont les géométries permettent d'atteindre une grande précision de piqué tout en diminuant le bruit numérique.
  • les capteurs CCD à quatre couleurs de Sony - le capteur classique dispose de trois filtres de couleur RVB pour Rouge Vert Bleu mais le nouveau capteur RVBE apparu en 2003 y ajoute la couleur Emeraude pour une plus grande latitude chromatique. Ce capteur a été utilisé sur le Minolta Dimage A2 et le Sony Cybershot DSC-F828.
  • les capteurs CMOS à illumination arrière de Sony, également appelé BSI pour Back Side Illuminated.
  • le capteur CMOS FOVEON utilisé par Sigma et qui superpose les filtres de couleur RVB plutôt que de les intercaler.

Commande à distance par prise USB

Cette fonction permet des prises de vues commandées depuis un ordinateur pour des applications variées : image par image pour animation en volume, fonction webcam, etc. C'est une des possibilités qui existent souvent mais qui figurent rarement sur les publicités ou même les spécifications des fabricants. De plus, même si cela est possible, le logiciel n'est pas toujours fourni avec l'appareil. Au sein d'une même marque tous les appareils ne sont pas commandables à distance [1]. La prise de vue dite "connectée" est cependant très utilisée en photographie professionnelle, car elle permet une vérification en temps réèl du cadre et de la prise de vue. Elle facilite aussi le transfert des images souvent volumineuses vers l'ordinateur de commande. Les boitiers de prise de vue en moyen format (Hasselblad, Phaseone, ect) utilisent des prises "Firewire", mais les boitiers de haut de gamme de Nikon et Canon restent au standard USB pour cette fonction, très utilisée en studio et pour les reproductions en séries.

Transfert et stockage

Ces informations résultantes sont groupées dans un fichier informatique. On rencontre quatre 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 TIFF sont des fichiers non-compressés ou compressés sans pertes, c'est-à-dire que leur compression est moins efficace que celle des fichiers JPEG. Il s'agit d'une compression non destructive, car les informations ne sont pas perdues ;
  • les fichiers RAW sont des fichiers compressés ou non, « propriétaires » (dont la définition n'est pas publiée), propres à chaque fabricant contenant toute l'information captée par le capteur. Ils sont beaucoup plus gros que les fichiers JPEG. Ils nécessitent un logiciel spécialisé pour être lus. Suivant les fabricants, ces fichiers peuvent être compressés de manière destructive ou non ;
  • les fichiers DNG (Digital Negative) sont des fichiers basé sur le format TIFF créés par la compagnie Adobe en 2004. Il a pour but de standardiser les innombrables (et incompatibles) formats RAW précédemment utilisés dans un format accessible.

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 définition 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 Wi-Fi).

Le transfert peut être fait vers :

  • un ordinateur personnel, permettant de visualiser, trier et de traiter les images ;
  • un disque dur externe et ou portatif ;
  • 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 ;
  • un lecteur multimédias portatif ( téléphone cellulaire, lecteurs de fichiers .mp3, lecteurs de fichiers portables, console de jeux portatives…).

Les appareils photo numériques embarqués sur les téléphones cellulaires ou photophones permettent de pratiquer la phonéographie, mais avec des usages orientés vers la communication. Les images peuvent ainsi être transférées vers les équipements précédents mais aussi directement vers :

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