Comment un appareil photo numérique capture et enregistre une image en interne
Il y a quelques décennies, les appareils photo numériques relevaient de la science-fiction, des gadgets dont les capacités de capture d'image frisaient la magie. Aujourd'hui, ils sont omniprésents dans notre société moderne, si abordables et performants qu'ils menacent de rendre les appareils argentiques obsolètes. Comment fonctionnent ces merveilles photographiques ?
L'exposition
Les appareils numériques exposent leurs capteurs de la même manière que les appareils conventionnels exposent la pellicule. La lumière est focalisée à travers un objectif muni d'un diaphragme variable, un rideau circulaire qui contrôle la quantité de lumière traversant l'objectif. Un obturateur s'ouvre pour laisser la lumière focalisée atteindre le capteur pendant une durée précise.
La matrice de Bayer
Avant d'atteindre le capteur, la lumière traverse une grille de filtres colorés appelée matrice de Bayer. Celle-ci est composée de filtres rouges, verts et bleus disposés en damier. Comme nos yeux sont plus sensibles à la lumière verte, il y a deux fois plus de filtres verts que rouges ou bleus. Ces filtres empêchent la lumière de couleur inappropriée d'atteindre le capteur, permettant de trier la lumière en ses trois couleurs primaires.
Le capteur
Le capteur enregistre la quantité de lumière traversant chaque partie de la matrice de Bayer. Il n'a aucune notion de couleur ; il se contente de traiter l'information qu'il reçoit, à la manière d'un caissier qui trierait des pièces sans tenir compte de leur valeur totale.
Le démosaïquage de Bayer
L'ordinateur de l'appareil reconstitue une image à partir des données du capteur grâce à un processus appelé démosaïquage de Bayer. Ce processus enregistre l'intensité de chaque couleur primaire pour chaque pixel (élément d'image), produisant un mélange pouvant inclure plus de 16 millions de couleurs possibles.
L'écriture des fichiers
Chaque pixel est écrit sur la carte mémoire de l'appareil sous forme d'une suite de 0 et de 1 correspondant à ses valeurs de couleur primaires. Si l'appareil fournit des images « RAW », cette chaîne binaire reste non compressée. En revanche, pour des images « JPEG », l'ordinateur compresse la chaîne numérique et supprime les valeurs redondantes, réduisant considérablement la taille du fichier.