web analytics

Nikon recalé en astronomie, le NEF est-il toujours un format Brut ?

22
BILLET PREC.
BILLET SUIV.

Posté à la suite de mon test « EOS 40D contre D300« , j’ai découvert un commentaire intéressant… Il pointe vers deux articles passionnants publiés par Astrosurf.com, un site relativement pointu consacré à l’astronomie, qui s’intéresse depuis longtemps à la photo numérique dédiée à l’astronomie :

On y apprend des choses étonnantes… Comme l’article est très technique, je vais tenter d’en résumer rapidement la teneur. Mais surtout n’hésitez pas à l’imprimer à le lire vous même et à en tirer vos propres conclusions…

En image astronomique, la notion de bruit numérique est primordiale et c’est une caractéristique à laquelle les experts d’Astrosurf se sont intéressés en priorité. Ils ont pu démontrer à l’aide de plusieurs expériences, que les fichiers NEF subissaient une correction du bruit numérique « en amont du processeur ». En d’autres terme, selon Astrosurf : les NEF (les RAW de Nikon) ne seraient plus tout à fait « bruts de capteur »… Alors que les fichiers CR2 de Canon seraient eux de véritables « bruts de capteurs », tout comme les RAW des Pentax. Je cite :

 » Il est dramatique de constater que Nikon a régler le problème du bruit thermique en filtrant numériquement les fichiers RAW (qui ne sont dont pas de vrais RAW au sens strict du terme !). Ce traitement peut surement satisfaire les utilisateurs diurnes et il n’est pas question de remettre en cause les qualités de ces nouveaux boitiers pour l’application principale pour laquelle ils ont été conçus. Mais en reconduisant la même erreur faite sur les D70 et D200 (équipés de CCD) sur les nouveaux boitiers équipés de CMOS, Nikon semble divorcer une fois de plus avec la communauté astronomique.

Il faudra bien sur confirmer cette appréciation avec des tests sur le ciel, mais à moins de pouvoir débrayer le traitement interne, la situation est préocupante. Aujourd’hui les boitiers Canon et Pentax, en offrant un vrai RAW, sont probablement les seuls utilisables pour faire de l’astronomie efficace et avancée ».

Pour des astronomes, on veut bien croire que cela constitue un problème rhédibitoire. Un fichier RAW ainsi « corrigé » les empêche de détecter les étoiles les plus petites et les plus faibles. Le « pré-traitement » de Nikon « effaçe » ces étoiles faibles, comme s’il ne s’agissait que de vulgaire « bruit numérique ».

Astrosurf_com

Il va sans dire, que cela ne gênera nullement des utilisateurs « duirnes » (comme ils disent chez Astrosurf)… Heureusement ! Bon ou est le problème alors ? Et bien, il n’y a pas de problème, je trouve juste ces infos intéressantes pour notre culture générale…

 


Ces révélations pourraient expliquer au passage l’absence étonnante d’abberration
chromatique que j’avais pu observer sur les images du Nikon D300, alors
que je m’étais lancé dans des tests comparatifs avec l’EOS 40D.

Les
deux reflex étaient équipés d’optiques haut de gamme. Sur le Canon
j’avais monté l’excellent EF 24-70 mm f/2,8 L USM, tandis que le D300 recevait le Nikkor AF-S DX 17-55 mm f/2.8G ED-IF.

Aber_chromat_nik2_2

Aber_chromat_can_2

Ces deux images sont issues du zoom à 300% (c’est beaucoup) de l’angle d’une de mes images (en haut le Nikon D300, en dessous le Canon EOS
40D). La différence est énorme au niveau de l’abberration chromatique, j’ai indiqué notamment trois zones ou elle est très marquée sur l’image issue du Canon, comparez les images cote à cote dans ces zones là… Les deux flèches rouges du bas font apparaître une superbe frange cyan, et celle du haut une belle frange orange.

_mg_1823_web_800px_copie
_dsc0666_web_800px_copie
Attention ! J’ai du zoomer à 300% pour détecter ces défaut, voir le petit cadre rouge (on ne fait heureusement pas ça tous les jours)…

D’ailleurs pour bien avoir conscience de l’importance du recadrage, voici les deux images entières (à droite celle du Canon, à gauche celle du Nikon sur laquelle on distingue 2 skieurs). Bien que moins propre que celle du Nikon, l’image du Canon reste tout de même excellente… A cette échelle innhabituelle, on prend également conscience de la différence de définition entre 10 et 12 megapixels.

Je ne peux pas croire
qu’on puisse attribuer cette différence aux seules qualités optiques du Nikkor AF-S DX 17-55 mm f/2.8G ED-IF, d’autant que sa focale plus courte est théoriquement sensée générer
plus de problèmes optiques. D’autres tests complémentaires sont
évidemment nécessaires avant de tirer de véritables conclusions (je
n’ai pas le temps de m’y consacrer et j’espère que d’autres s’en
chargeront)… Mais avouez que tout ça est troublant !

Ce que l’on
pourrait en conclure provisoirement, c’est qu’un ambitieux dispositif logiciel d’amélioration
d’image est bel et bien embarqué dans le boîtier Nikon et que ses
résultats s’appliquent directement aux formats RAW. Qui n’ont plus de Brut
que le nom… Il n’est pas encore question d’intervenir sur la
distorsion des optiques, mais la puce corrige déjà
l’abberration chromatique : un peu comme si on avait chargé DxO dans le
boîtier sans vous le dire !

Si c’est réellement la cas, Nikon ne
devrait-il pas proposer deux types de NEF ? Un NEF amélioré et le véritable NEF « brut de brut » pour satisfaire les besoins des utilisateurs les plus pointus ? Ou alors permettre à Nikon Capture NX de désactiver les « améliorations logicielles »
appliquées par le boîtier ? Ce qui permettrait aux Astronomes
d’Astrosurf de pouvoir se régaler avec le D300, autant que je me suis
régalé avec ce boîtier fantastique depuis le mois de décembre…

Passons maintenant à un autre point technique intéressant : Astrosurf va encore plus loin, en relativisant la notion de sensibilité
record revendiquées par Nikon, qualifié par Astrosurf « d’argument
marketing
« …

Comme ce paragraphe est assez technique ( ! ), je vous le
livre directement et sans décryptage, à vous d’essayer de comprendre et de vous faire votre propre
idée :

 » La sensibilité ISO correspond à des
niveaux de gain électronique (défini ici comme le facteur de conversion
entre des électrons et des comptes numériques) extrèmement différents
entre Canon et Nikon. En supposant que les rendements quantiques des
capteurs sont équivalant entre ces deux marques (c’est hautement
probable), alors une sensibilité affichée de 6400 ISO sur le Nikon D3
numéro 1 (numérisation sur 12 bits) correspond à une sensibilité
affichée de 600 ISO sur le Canon 40D (numérisation sur 14 bits), alors
qu’une sensibilité affichée de 6400 ISO sur le Nikon D3 numéro 2 (14
bits), correspond à une sensibilité ISO de 2400 ISO pour le 40D (14
bits).

L’analyse montre que les sensibilités ISO « records » annoncées par
Nikon ne correspondent dans les faits qu’à des gains, certes hauts,
mais usuels chez le concurrent Canon. Du reste, lorsqu’on calcule le
bruit de lecture du détecteur on trouve des valeurs forts semblables
chez Nikon et chez Canon. Ce n’est pas une surprise, la technologie
électronique à ces limites et le bruit de lecture est un paramètre
difficile à optimiser.

(…)

Le bruit de lecture des
capteurs CMOS Nikon et Canon sont très similaires. La forte sensibilité
ISO affichée par Nikon est une question de marketing. Dans les faits le
capteur CMOS du Nikon D3 (et aussi le capteur CMOS du D300, d’origine
Sony) est de très haute qualité, mais au final, Nikon se hisse au
niveau de la technologie Canon et rattrape seulement son retard « .

On trouve par ailleurs sur cette page
(fichtrement intéressante), d’autres réflexions interessantes
concernant la sensibilité ISO qui seront utiles à tous ceux qui doivent
réaliser des images dans l’obscurité :

 » Au
passage, tachons de tordre le cou à une idée reçue et tenace ! A partir
du moment où on travaille avec des fichiers RAW et dans la plupart des
situations de l’imagerie faible flux avec un appareil numérique, le
choix des ISO n’a quasiment pas d’impact sur la « sensibilité » de la
caméra (sa « détectivité »). Vous verrez les mêmes étoiles, y compris les
plus faibles possibles, que l’appareil soit réglé à 100 ISO, 200 ISO,
400 ISO… « 

(…)

 » L’augmentation de la sensibilité ISO est un leurre, qui n’a
pour effet que de réduire la dynamique de l’appareil photo (saturation
des parties de haute lumière). Alors pourquoi, cette notion de ISO à la
vie dure et perdure en photographie numérique ?

Parce que les appareils sont très largement utilisé pour produire
des images directement exploitables en format JPEG. Faire entrer toutes
les nuances des images dans leur diversité dans 8 bits de codage
seulement, même en modifiant la table de transcodage (les courbes
reliant l’information enregistrée et celle qui est restitué), est une
opération difficile pour le concepteur de boîtier photo.

La notion de sensibilité ISO, pur héritage de la photographie sur
film, demeure utile dans ce cas, et même indispensable. C’est aussi
bien sur une notion très familiaire des photographes « diurnes ». Mais
lorsqu’on dispose de toute l’information délivrée par le détecteur
électronique sous une forme linéaire (fichier RAW), qui plus est sur 14
bits, que le bruit de lecture est très discret (cas des boîtiers
Canon), et que bien sur, on est en capacité d’exploiter toute la
substance d’un fichier brut, alors la notion gain ISO est quelque peu
obsolète. Du reste, dans la plupart des caméras CCD astronomiques de
qualité, le gain n’est même pas réglable ! »

Voilà qui boulverse certains repères non ? A méditer…

MAJ : Je dois dire que si cette dernière idée me semble logique d’un point de vue théorique… Elle est tout de même assez peu conforme à mon expérience pratique de photographe « duirne »… J’ai donc entrepris de la vérifier. Et cela n’a rien de très compliqué : il suffit de réaliser deux images en mode manuel dans la pénombre (en JPEG + RAW tant qu’on y est).

  • Celles-ci ont été faite au 1/30 sec à f/2.8 : la première à 1600 ISO, la seconde à 100 ISO…

Ensuite restait à en « pousser » le développement pour vérifier si les deux clichés ont « récupéré » les mêmes détails. Le résultat est probant : l’image à 1600 ISO à « détecté » plus de détails que l’image à 100 ISO.

Demo_iso_1600_mg_1869

Demo_iso_1600jpg_mg_1869
Sur l’image prise à 1600 ISO (ci-dessus) : il est facile de retrouver des détails au niveau du sac dans la partie sombre de l’image
(Contraste à zéro, Exposition à +1,6, Luminosité au maximum, Noir à
zéro). Je vous met à droite en petit l’image JPEG originale… On constate tout le potentiel du RAW n’est-ce pas ?

Demo_ido_100_mg_1870

Demo_iso_100jpg_mg_1870
On le voit sur cette image à 100 ISO : impossible de trouver autant de détails au niveau du sac dans la partie sombre de l’image (Contraste à zéro, Exposition et Luminosité au max, Noir à zéro). A droite le JPEG original (on ne distingue que l’alu du pied).

Si le grain semble plus ou moins identique sur les deux images (on distingue la « structure » du capteur)… le « gain ISO » semble par contre bien avoir quelque rapports avec la « détectivité » en basse lumière non ? Il y a donc quelque chose qui m’échappe dans les explications données par Astrosurf…

BILLET PREC.
BILLET SUIV.

22 commentaires

  1. Fantastique ! Tout ça est passionnant… Merci pour ce lien !
    Une raison de plus de rester fidèle à Canon. Quand je vois les résultats du fameux 25.000 ISO du D3, j’ai envie de fuir…

  2. Hé bé, sacré nom d’une pipe… La partie sur les ISO est effectivement très surprenante et boulverse pas mal de choses! :-o
    Pour le NEF, j’ai toujours entendu dire que ce n’était pas un RAW « brut de chez brut », donc ça me surprend qu’à moitié… J’aimerais savoir si ce traitement que fait subir Nikon à ses RAW est intéressant car trop léger pour être gênant, où si il vaudrait vraiment mieux que Nikon s’abstienne? J’ai pas vraiment réussi à trancher en lisant cet article…

  3. Je vais peut-être dire une connerie, mais est-ce que ce ne serait d’ailleurs pas la raison pour laquelle Nikon n’appelle pas ses raw, « RAW », mais « NEF » ?? Parce que tout simplement, ce ne SONT PAS des RAW…. CQFD … :o(
    Non ?
    Sinon, ben oui, le bruit en nocturne…. c’est quand même un prise de tête… et les ISO, très intéressant en effet.
    Sont bien ces zastraunomes… et drôlement pointus, la vache !

  4. @ JFV: merci de nous faire découvrir ces infos, certes pointus mais terriblement interessantes!
    @ Christophe: bonne réflexion.
    Qu’est ce qu’un format « RAW » ? Où commence t-il et où s’arrête t-il?
    Du temps de la sortie de D2X/D2H la question fut d’actualité car les informations sur la balance des blancs étaient enregistrées sous forme crypté dans le fichier NEF (Nikon Electronic Format). Ce qui les avait fait réagir par un communiqué de presse, dans le sens où c’était pour le bien de tout le monde en particulier pour celui du photographe professionnel bla bla…
    Ne nous leurrons pas, Canon a aussi certains « tags » tenus secret ( cf. une description du CRW avec quelques points d’interrogations: http://www.sno.phy.queensu.ca/~phil/exiftool/canon_raw.html )
    Donc revenons au problème initial, qui ne risque pas d’être résolu de sitôt: pourquoi les constructeurs de boîtiers utilisent-il un format RAW propriétaire?
    Pour s’ouvrir quelques possibilités en vue d’optimiser leur derawtiseur? Pour corriger certaines erreurs de boîtier avec la puissance d’un ordinateur et pas seulement celle d’un chip embarqué sur l’appareil? Pour mettre en avant leurs produits, finalement pas si loin de la concurrence? Parce qu’ils ne trouvent pas chaussure à leur pied dans le TIFF, le DNG?
    A mon avis il y a de tout…

  5. francois2bPosté le

    pour les résultats optiques .. en lisant différents tests il s avère que le très bon 28-70 sur un 5D ou autre appareil haut de gamme n a pas les mêmes résultats sur un format APS… serait il un explication pour une partie des tests ?

  6. Non François… Les objectifs sont meilleurs sur les appareils APS que sur les Full frame ! Car au centre de l’image il y a moins de problèmes que sur les bords !
    NEf c’est à cause de Nikon Electronic File
    CR2 = Canon RAW
    ORF = Olympus RAW File
    ect…

  7. BOnsoir,
    Ne pas oublier que sur les D3/D300 il y a la possibilité de choisir les « Nef » avec ou sans perte…a suivre pour ce type de photos…
    D’autre part je reste quand meme étonné que des photographe confirmés et Pro fassent tout un « plat » des résultats obtenus en haut « iso » !
    Sincérement, vous les photographes « Pro » et confirmés ! vous utlisez souvent du 3200 ou du 6400 ???
    Quand vous etiez en Argentique cela n’existait pas je crois ! vous emportiez avec vous des 400, max ; 800 ASA !
    Perso, et étant un réel débutant en numérique, je shoot au Max a 800 et encore, suis toujours locké en 200 ISO, et bien évidement le résultat et là ! et sans faille !
    Alors bien sur pour ceux qui font de la photo d’astronomie celà peut avoir une influence….mais bon ! y a t’il beaucoup de photographes qui font QUE de l’astro’ ??? donc NIKON ne verra aucune de raison de modifier ces NEF pour une minorités….
    Et puis que les NEF de Nikon integre un process gérant le bruit, et bien c’est toujours en moins a faire en post_traitement, et ca vous évitera d’acheter DX0, donc une économie substentielle….
    A un moment je crois qu’il faut arreter….c’est un peut lourd….depuis la sortie des Boitier Experts et Pro permettant la gestion des Hauts ISO’s, CANON ET NIKON compris, tout le monde n’a pas arrété de critiquer les résultat de ces modes !! et à nouveau ! je ne ne pense pas que vos commutateurs ISO sont fixés sur 3200 ou 6400 en permanence § … Le dire serait mentir…..
    Idem pour une voiture ! une porsche peut rouler a 300, mais Est ce qu’on roule a cette vitesse en permanence ?
    Idem pour ces boitier, ils peuvent monter a –6400 , mais on ne shoot pas en permance a ces sensibilités.
    POUR CONCLURE : La plus belle fille du monde ne peut donner que ce qu’elle a……
    ++
    YVES

  8. En fait à une époque on « poussait » les pelloches : La Tri-X 800 ( THE référence ) à 1600, mais souvent 800 ASA ( et oui, les isos c’est récent aussi ) c’était le max qu’on pouvait faire…. et ca a souvent été rageant.
    Alors que 3200, 6400 c’était vraiment rare ( et cher )…

  9. Hello,
    J’ai oublié de rajouter un point de détail dans mon commentaire ci dessus….concernant les Haut ISO et l’entettement de certains a vouloir « absolument » monter et utiliser les hauts ISO, il y a aussi le flash qui existe ! permettant de rester « bas » ( 200, 400 ) et de shooter en toute tranquilité…vraiment je comprend pas cet acharnement a vouloir a tout prix utiliser et par le fait apres critiquer les Haut ISO, !! ??
    Ca existe , c’est présent sur les 3/4 des boitiers Pro, Canon, Nikon etc….mais ce n’est pas pour celà qu’il faut obligatoirement les utliser….
    L’inverse par contre me parrait etre plus logique au niveau « débat »…pourquoi ne pas évoquer les Possibilités de ces boitiers en dessous des 100/200 ??, si je ne me trompe moins les ISO’S sont élevés moins il y a de bruit….
    Dans tous les cas, je pense que c’est un faux probleme, et que tout peut etre discutés, critiquer…..tout depend on nous plaçons nos limites et nos besoins….
    Qu’on mettent 5000 / 7000 Euros dans une boitier ou plus, il y aura toujours des gens qui critiquerons….
    Mais Sincerement, perso, je viens de l’argentique…pour avoir eu dans les mains des Canon, Nikon ( Série F ), je viens de sauter le « pas » avec le D300, ! alors en effet, j’aurais pu acheter le D3 ( Moins de 5000 E ) mais je n’aurais plus eu de bufget pour les caillous, et j’ai préféré mettre le paquet sur les Cailloux…et faire un pack logique, que d’avoir un D3 avec des Cailloux qui n’ouvrent pas assez…
    Oui le D3 pour son Full Frame etc…
    Mais je puis assurer , affirmer, que ce type de Boitier est de la Haute voltige, et meme si il n’est pas Full Frame comme mais anciens Argentique ou le D3, on ne sent pas la différence, ou alors tres tres peu…..
    Et quand au reste, Haut iso, photographier les étoiles, les nef, pas les nef, Canon fait du RAW, NIKON fait du Nef et pas du RAW ! c’est limite n’importe quoi comme arguments !! il faut voir un « ensemble » quand on souleve un détail, et non un détail qui pourrait mettre en cause un « ensemble »….a méditer…
    De plus, au vu du succes, de ces Boitier, je ne pense pas que NIKON ( ou Canon si tel était le cas.. ) se laisser attendrir par de telles conclusions et propos….
    Désolé, d’avoir été aussi long….mais on voit que ca en ce moment depuis la sortie de ces boitiers….sur tous les Forums, blogs photos…..on ne parle que des hauts ISO de ces Boitier….
    @Michel
    Yes ok, ca n’a rien a voir…..

  10. Yves, va jeter un oeil ici par exemple:
    http://cliffmautner.typepad.com/my_weblog/2007/09/ok-its-after-1a.html
    regarde l’ouverture, la vitesse et les iso utilisés, tu comprendras peut-être pourquoi certains voient un intérêt à monter dans les iso.
    Je me fous de savoir si en argentique on pouvait ou pas. Maintenant on peut et c’est génial. ;)
    Après, ça n’empêche pas « l’oeil du photographe » de bien faire son boulot, c’est juste un outil en plus.

  11. @Michel: fuyez donc! Après des années de concerts à 1600 et 3200 en argentique, je ne vois pas le problème avec les 25 000 ISO du D3. 25 000 ISO! est-ce que au moins vous réalisez ce que ça signifie??? C’est une valeur extrême qui sera rarement utilisée voire jamais par la majorité des utilisateurs (hormis le test inévitable, « pour voir »). Un D3 à 1600 ou 3200 et 6400, bien utilisé, me laisse pantois. Allez jeter un oeil ici: http://ishootshows.com/. Post-processing ou non, elles sont à tomber!
    Les test ISO poussés ne valent pour moi que dans des conditions réelles, c’est à dire en action et pas dans la photo de peluches avec des crops à 300% pour mesurer le détail d’une fourrure synthétique. Rien de tel qu’ un concert mal éclairé, du noir, de forts contrastes et du mouvement.
    Quant aux NEF, Nikon, il me semble, n’a jamais caché qu’ils n’étaient pas brut de capteur, mais compressés.

  12. Ouaiiii !!! Bah quand je vois tout ce que je vois, lis tout ce que je lis et entends….
    Je sens bien que je vais lâcher mes boîtiers numériques pour reprendre mon bon vieux Nikon F100 et mes vieilles optiques…
    Comme ça, plus de soucis de ISO, de RAW, de Workflow numériques, de Apple ou PC, de LightRoom ou Aperture, de Mère DENIS ou Bonux…
    Qu’est que c »était bien le temps ou seules les chimies de l’argentique nous limitées dans nos pires délires de photographes.
    Sérieux, on se plaint d’avoir des APN qui « shoot » en RAW, à 10000000 ISO, en 1500 méga pixels, avec des processeur à 1024bits, le tout bourré sur un carte de 6To…
    Je sais, je sais… Tout comme Christophe, des fois, moi aussi je pète un plomb, mais souvenez-vous, la galère du bon vieux temps. avec nos 10 tonnes de péloches, de piles, de moteurs de rechange, … Donc…
    Pour les Astros, il y a le 20Da,… Pas de petit frère depuis, ni chez Canon, ni chez Nikon… Pour les puristes « d’astroshoots », il y a l’argentique ou 20Da… Sinon rien!!!
    Maintenant, 25000 Iso pour quoi faire… Shooter l’Anus d’un éléphant ???, je doute. Même le meilleurs des Shooters Animalier n’y verrait aucun intérêt… Non ???
    Revenons un temps au source, et faisons de la photographie dans les limites de nos besoins respectifs, en faisant appelle à nos talents de photographes, sans forcement faire appelle aux technologies trop souvent gadget que l’on nous colle sous l’Index.
    Bon, j’ai pété mon plomb, Désolé, j’en remet la faute à la météo qui m’a empêché de skier ce WE…
    Bonne nuit étoilée à tous ;-)

  13. Tres interressant en effet.
    Le problème c’est que dans mon cas (Nikon D80) je n’ai aucun moyen de savoir ce qui est fait dans le NEF.
    Il y a visiblement des corrections propriétaires (bruit, aberations …) mais sont-elles effectuées sur la matrice directement, ou seulement exploitables par l’outil de derawtisation maison (Nikon Capture)? Difficile de savoir, le seul à en parler c’est Volker mais ca reste très imprécis.
    Ca ne m’ennui pas (au contraire!) que Nikon corrige le bruit dans le RAW, après tout c’est le seul truc qui va faire que mon fichier RAW sera différent de celui fait par mon voisin avec un K10D (D80 et K10D ont le même capteur, et mon voisin a le même objectif Sigma que moi)
    En plus, je ne me sers du RAW que pour ajuster les couleurs, si le traitement du bruit est deja fait tant mieux.
    Ce que j’aimerai c’est que :
    – ce soit dit et explicité par Nikon
    – ce soit exploitable par n’importe quel derawtisateur (LR par ex.)
    Et optionellement que ce soit debrayable, comme ca ‘les astronomes’ seraient contents!

  14. Pour ta culture c’est diurne, pas duirne !
    Définitions de diurne, adjectif

    D’une durée d’un jour. Mouvement diurne des étoiles dans le ciel.

    Qui est en activité le jour. Un animal diurne.

  15. Je trouve tes articles en général très intéressant, mais je désapprouve complètement tes encouragements à l’impression des articles de ce site ou autre ! A l’heure où l’écologie est une problématique globale, où l’informatique offre des outils et des moyens pour limiter l’utilisation du papier, imprimer des articles pour conservation ou lecture, c’est vraiment abérrant !
    Sinon bravo pour ce site, bravo pour tes photos, bravo pour tes articles toujours très pro …
    Denis

  16. Je fais suite à la mise à jour et l’essai 1600 ISO vs 100 ISO.
    La capacité du capteur à convertir la lumière en signal électrique n’est en aucun cas liée à la sensibilité affichée. Le capteur a, si l’on peut dire, une sensibilité native. Pour le dire simplement, des photons vont exciter des électrons dans le puits de potentiel d’un photosite, électrons qui pourront générer un courant électrique mesurable par l’électronique de lecture et de conversion A/D.
    La détectivité minimale correspond au nombre de photons nécessaire pour exciter assez d’électrons pour que le courant de sortie soit mesurable. Ceci dépend entre autres de la qualité du cristal de silicium, de son dopage, etc, et assez peu de la taille du photosite. Évidemment, le filtre passe-bas et les micro-lentilles jouent un grand rôle en amont. Je parle au niveau photosite pour simplifier. Quels que soient les réglages de l’appareil, cette détectivité n’est pas modifiée ni modifiable. C’est une caractéristique intrinsèque du capteur.
    Le seuil de saturation (le blanc, la droite de l’histogramme) dépend quant à lui du nombre d’électrons libres excitables. Qui dépend grandement de la surface du photosite (du volume en réalité, mais l’épaisseur varie moins que la surface d’un capteur à un autre). Plus de photons n’exciteront pas plus d’électrons qu’il n’y en a d’excitables. Forcément.
    L’écart entre les seuils de détectivité et de saturation constitue la dynamique maximale d’un photosite.
    Vient ensuite l’électronique de lecture.
    A sensibilité minimale, le gain des amplis est le plus faible. La dynamique des photosites est exploitée au mieux (pas entièrement, pour diverses raisons dont une certaine variabilité du seuil de saturation de chaque photosite sur un même capteur, par exemple). Lorsque l’on augmente la valeur ISO, on augmente d’autant le gain, et on exploite de moins en moins la dynamique des photosites. Mais on échantillonne en utilisant la pleine dynamique de conversion des convertisseurs A/D.
    En sous-exposant au lieu d’augmenter le gain d’amplification avant conversion, on n’exploite ni la dynamique des photosites ni la dynamique des convertisseurs A/D. Moins de bits utilisés pour coder l’image. Avec cette astuce, les 14 bits d’un 40D sont bienvenus. On peut ainsi sous-exposer de 2 IL puis compenser, sans perdre trop de qualité puisqu’on aura encore 12 bits utiles.
    Avec ton test, tu montres les résultats avec un écart de 4 IL, soit 4 bits. Si tu travaillais en 14 bits, il en reste 10. 12, et il n’en reste plus que 8. Ça peut sembler suffisant vu que le JPEG utilise 8 bits par couleur, mais il n’en est rien. Le JPEG utilise bien 8 bits, mais après application de la courbe gamma et conversion à l’espace colorimétrique choisi. Le RAW est brut et linéaire, ce qui laisse bien peu de bits dans les ombres : environ 2.5 sur un RAW 12 bits, 4 sur un RAW 14 bits. Presque le double, ce n’est pas rien, d’autant qu’en niveaux ça correspond à respectivement 5.65 niveaux contre 16 niveaux. Facteur 3.
    Dit autrement, changer les zizo change le gain avant conversion A/D, alors que sous-exposer puis compenser au développement change le gain après conversion A/D. La différence est là.
    Il reste une grande question. Mais comment se fait-il que 100 ISO soit la sensibilité de base de beaucoup de capteurs ? Pourquoi cette similitude avec la pellicule ? Les constructeurs ont-ils choisi de n’exploiter qu’une portion de la dynamique des photosites pour coller avec cette valeur standard (au détriment de la qualité) ?
    Plus un photosite est grand, plus le nombre d’électrons excitables est grand et plus la dynamique est grande. Comme la dynamique varie principalement selon la surface du photosite et que la quantité de photons captables augmente dans cette même proportion, on peut dire que la taille du photosite n’influe que peu sur sa « sensibilité apparente ».
    Un APS 12 Mpix aura donc plus ou moins la même sensibilité apparente qu’un plein format 12 Mpix. Ou qu’un mini-capteur 1/2.7″ 12 Mpix.
    Les capteurs étaient moins bons qu’aujourd’hui. Moins d’électrons libres, donc dynamique plus faible et seuil de saturation plus bas. Sensibilité apparente plus grande donc. Les capteurs d’aujourd’hui sont nettement améliorés, offrent plus de dynamique et saturent moins vite. Sensibilité apparente plus faible (puisqu’il faut plus de photons pour saturer). Mais les filtres passe-bas et les réseaux de micro-lentilles sont aussi bien meilleurs, les objectifs mieux adaptés aux capteurs, etc.
    En gros, la sensibilité apparente de base est restée la même. Et cette valeur est simplement à rapprocher des valeurs de l’argentique. Le phénomène physique en oeuvre est similaire somme toute, capture de photons soit par un photosite soit par un grain d’argent. C’est de cette similitude que découlent ces mêmes sensibilités.
    Il y a tout de même eu mensonge pourtant. La sensibilité affichée et la sensibilité réelle étaient très souvent différentes. On choisissait 100 ISO, mais l’appareil exposait comme 160 ISO (par exemple). La raison est que la dynamique était plus faible, dont on laissait arriver moins de photons pour éviter de cramer les hautes lumières.
    C’est un peu paradoxal, mais à taille donnée, le capteur affichant la plus faible sensibilité de base est très certainement le meilleur, celui ayant la plus grande dynamique. Ceux qui pensaient que les Nikons avec une sensibilité de base de 200 ISO étaient meilleurs que les Canons avec leurs 100 ISO se sont trompés. Les capteurs Canon avaient plus de dynamiques sous le coude et toléraient plus de photons avant de saturer, voilà tout. (La sensibilité de base faible des tout petits capteurs est une toute autre histoire. Il faut comparer à taille de photosite similaire.)
    J’ai été long, mais ais-je été clair ? :)

  17. Bravo pour cet article très intéressant.
    Mon meilleur ami est passionné d’astrophotographie (il fréquente bien sûr astrosurf !), et il a choisi un Canon EOS 350D plutôt qu’un 400D. Ses explications : l’antipoussière logiciel du 400D (le « mapping » des poussières dans DPP) efface automatiquement les petites étoiles !

  18. @ FT’e : Excellent !
    @Claire : Il est possible de ne pas utiliser le mapping dans DPP. Il est possible de ne pas utiliser DPP ;) On lui conseillera le RAW pour aller faire sortir ses étoiles lui-même.
    Le 350D à l’avantage des photosites plus gros (moins de pixels), mais l’inconvénient de l’âge (capteur moins performant). Mais pour le prix, il ne fallait pas hésiter, le 350D est un excellent boîtier pour débuter en numérique. Le capteur est une chose, l’optique que l’on met devant et le traitement du Raw que l’on met derrière ne doivent pas démériter.

  19. Il semblerait qu’il y a quand même une parade qui est d’arrêter l’appareil au bout de 30s quand l’obturateur se ferme !
    Voici la source de l’astuce dans un forum :
    http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,2641.msg48712.html#msg48712
    Avec un lien sur le fameux site astrosurf qui compare les images entre un format raw Canon 10D et du Nikon D70 en « mode 3″ évidement non officiel :
    http://astrosurf.com/buil/d70v10d/eval.htm
    La réaction sur le forum vient d’un membre qui est auteur du logiciel de traitement d’image astronomique Iris :
    http://astrosurf.com/buil/iris/iris.htm
    N’ayant pas encore de reflex numérique pour tester j’invite l’auteur ou les possesseurs de Canon et Nikon de faire le test sur un ciel étoilé et nous faire un retour d’expérience entre le Nikon D300 et le Canon 40D/50D ;)
    Votre retour d’expérience pourrait mettre moins de coté le Nikon face à l’astrophoto.

Postez un commentaire