Mégapixelomanie
Plus de pixels et moins d'image
Pixel à gogo
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Un argument de vente souvent entendu est le nombre de pixels de l'appareil photos. Et pourtant, c'est l'élément le moins significatif en ce qui concerne la qualité de l'appareil photo!

Mégapixelomanie


Photo non retouchée de 1999
1600×1200 pixels
(2.1 Megapixel, 1.9 megapixel effectif)
Le nombre de pixels d'un apareil photo est souvent utilisé comme argument de vente, et pourtant ce nombre n'a absolument rien à voir avec la qualité des photos. J'ai des photos prises avec un ancien appareil avec un capteur 2.1 megapixel qui sont bien meilleures que ce que les appareils récents avec plus de 10 megapixel fournissent.

Quels sont les points négatifs de beaucoup beaucoup beaucoup de pixels:

  • plus de mémoire: plus de pixels, cela signifie des fichiers plus grands. Alors qu'une photo plus ancienne demande 300 à 400kB, une photo récente a besoin de 5M ou plus. Pour visioner de telles photos, tu as besoin d'un ordinataeur plus puissant (même si l'écran n'a un rendu qu'en 1600 × 1200... c.à.d. 2 megapixel).

    Il faut des calculateurs plus puissants pour traiter ce flux d'information, et souvent il est fait usage de routines de calcul très approximatif sur l'appareil photo. La qualité des images s'en ressent, et c'est pour cela que je préfère le format RAW (données brutes du capteur) au format JPEG (la compression est souvent désastreuse).

    Un capteur avec plus de pixels donne une image plus grande. Mais est-ce que chaque pixel apporte un plus significatif?

  • Lumière! Chaque photosite doit recevoir de la lumière pour produire un signal électrique. Plus le nombre de photosites est important, et plus il faut de lumière pour que chaque élément reçoive une quantité suffisante de photons. On remarque la même chose avec la photographie argentique: un film è grain fin est moins sensible qu'un film standard. Mais souvent on rogne sur le coût de fabrication en utilisant des optiques limite et on effectue une réduction du "grain" (bruit de fond) via le firmware. Les photos ont l'air d'avoir passé par la machine à laver: pour réduire le bruit de fond, on a éliminé tous les détails. C'est pour cela que t'as acheté un boitier à 16 millions de pixels?


    Courbe avec le Canon 50D (15MP: 210 pix/mm) et
    la meilleure optique sur le marché

  • Limite des optiques Un reflex fonctionne à la limite de ce que les optiques peuvent fournir. Le détail est limité par la résolution optique, pas par le nombre de pixels. Le Canon 50D avec un capteur de 15 megapixel a une résolution spatiale de 210 pixels par mm. Comme il faut deux pixels au minimum pour voir un détail, il faudrait que l'optique fournisse au moins 105 "line pairs" par milimètre. A droite, tu vois que la qualité d'une optique n'excède pas les 100 lignes/mm. Et nous parlons ici des meilleures optiques qui soient!

    Un appareil compact a un capteur encore plus petit (jusqu'à 100 fois plus petit que celui d'un reflex). Le pouvoir de résolution devrait être bien meilleur que celui d'un reflex avec une optique à 1000 euro (si pas plus...). Et pourtant, les appareils compacts ont souvent des optiques minables.

Le second graphique est une application où il est fait usage d'un capteur 2/3 de pouce (8.8×6.01mm), qui est actuellement utilisé dans les meilleurs appareils compacts. L'horizontale à 82 line pairs/mm correspond a un appareil photo de 1.5 megapixel. On voit tout de suite que la plage de diaphragme est limitée si tu veux avoir l'image la plus nette possible: soit la qualité de l'image est limitée par les qualités optiques du verre (ouverture maximale), soit la netteté est limitée par la diffraction (diaphragme réduit). Cela n'a aucun sens d'utiliser un capteur de plus de 6 megapixel dans un tel boitier, car quel que soit l'ouverture (diaphragme) utilisé, l'optique n'est pas en mesure de fournir une image suffisamment nette.

Certains appareils photos disposent d'une fonction pixel binning utilisée pour rendre le capteur plus sensible. On regroupe le signal produit par 4 photosites et on a une sensibilité 4 fois plus élevée (évidemment, la résolution spatiale est réduite du même facteur). Sur certains appareils, on a intéret à laisser cetten fonction constamment enclenchée!

Combien de pixels?

  • Un appareil compact n'a jamais besoin de plus de 5 à 6 megapixel. L'optique ne peut pas suivre!
  • Un appareil photo avec capteur à taille réduite (réflex, Single Lens Direct ou Single Lens Translucent) n'a pas besoin de plus de 8 megapixel si tu utilises les optiques de base. Ce n'est que si tu utilise les meilleures optiques (focale fixe ou qualité supérieure) que tu peux monter à 15 megapixel.
  • Avec un capteur à format normal tu peux monter à 40 megapixel. Le Canon 5D Mk II avec 21 megapixel n'atteint pas les limites des meilleures optiques.
Mais il est un fait qu'un nombre de pixels faible est souvent associé à un appareil de mauvaise qualité. Un bon appareil compact a toujours un nombre important de pixels (même s'ils ne servent à rien). Tu es obligé de suivre le marché si tu veux un appareil de qualité.

Diaphragme et diffraction

La diffraction est un phénomène optique inévitable qui limite la netteté des images. L'effet se fait plus sentir aux petites ouvertures, comme le montre le schéma suivant.


Plus on ferme le diaphragme, et plus la composante de lumière perdue augmente.

Les appareils compact ne ferment qu'à ƒ/8 (format de capteur équivalent au Sony DSC-F828, qu'on ne trouve actuellement plus sur le marché). Les appareils plus récents ne vont qu'à ƒ/4 et de nombeux appareils compacts n'ont même plus de réglage du diaphragme, ou n'utilisent plus que 2 valeurs (par exemple ƒ/2. et ƒ/3.5).

Un photographe pourrait penser qu'il s'agit d'optiques lumineuses (ƒ/2 est une valeur fantastique sur un reflex). Mais ceux qui sont vraiment au courant de la photographie savent qu'une valeur de diaphragme indique tout simplement l'exposition: on peut utiliser la même sensibilité de pelliculle quel que soit son format. Un grand format 6×6 sera exposé identiquement qu'un compact instamatic. Dans le monde numérique, nous avons plus de photosites par millimètre carré sur un compact que sur un reflex. Si une valeur ƒ/2 est parfaite pour un reflex, elle est à peine acceptable pour un compact.

A droite nous avons un graphique qui reprend le pouvoir de résolution de plusieurs optiques en comparaison du diaphragme utilisé. La meilleure résolution est obtenue avec une ouverture de ƒ/5.6. Avec une ouverture plus grande (nombre plus petit), les défauts de l'optique limitent la résolution, avec une ouverture plus petite (nombre plus grand) c'est la diffraction qui limite la résolution. Comme la diffraction agit comme une limite, toutes les optiques se valent pratiquement à ƒ/22.

Plus l'optique est mauvaise, et plus il faut aller dans de petites ouvertures pour obtenir la résolution maximale. La résolution maximale d'une optique de base (EF 18-200) est atteinte vers ƒ/11.

D'un autre coté, les petits capteurs nécessitent absolument de grandes ouvertures pour limiter la diffraction: il est absurde de fermer à plus de ƒ/5.6 si on veut un cliché présentable en 10&timles;15 cm. La ligne verte sur le graphique plus haut correspondant à la limite pour une photo en format 10×15.