Le sujet étant très vaste, il a été divisé en plusieurs articles repris dans les dossiers techniques, notamment celui consacré aux aberrations optiques, aux revêtements anti-réflexions et à la restitution des images sur ordinateur.

Dans cet article nous nous intéresserons à la résolution et plus particulièrement à la netteté des images et aux moyens de l'évaluer.

Un constat

Parmi les problèmes évidents qu'un photographe rencontre en travaillant avec un appareil photo numérique (APN), il y a le fait établi que les images sont légèrement floues vues de près et ne présentent jamais le même piqué qu'une image obtenue dans les mêmes conditions avec un boîtier argentique.

En fait il faut distinguer deux problèmes pouvant rendre les images légèrement floues :

- le niveau de détail

- la netteté de l'image.

La quantité de détails est fonction de la résolution de l'appareil. Elle est affectée par un ensemble de facteurs tels que la résolution du capteur (le nombre de photodiodes par unité de longueur), le traitement effectué par le processeur d'image et la qualité de l'objectif. 

Quant à la netteté, elle dépend de la qualité de la mise au point et du niveau d'accentuation de l'image aux limites de deux zones contrastées, phénomène qui s'observe très bien sur le pourtour d'une forme arrondie ou sur un damier N/B incliné.

Requisit

Pour évaluer ces deux caractéristiques, on assume bien entendu que l'image est prise dans des conditions idéales et contrôlées d'un studio et n'est affectée d'aucun biais d'aucune sorte : le sujet est lumineux et contrasté, la sensibilité faible, la durée d'exposition rapide pour éviter une augmentation du bruit électronique et d'autres biais, la profondeur de champ est suffisante, l'appareil n'est pas soumis à de micro vibrations, le système optique n'est pas affecté par un défaut ou une limitation technique (problème ou précision de l'autofocus, etc) ni par de mauvaises manipulations du photographe (mauvaise mise au point, mise au point effectuée à la distance minimale, bougé, etc) et enfin on assume que le sujet n'a pas bougé d'un cil durant la prise de vue. Des ingénieurs de Canon recommandent même de faire l'essai avec l'autofocus ou en assurant manuellement la mise au point et de préférence sur un sujet situé dans un plan parallèle à l'APN (vertical) et non pas incliné à 45°. Enfin, mais cela va sans dire, on considère l'image brute créée par l'APN (en mode RAW ou JPEG) avant tout traitement d'image sur ordinateur.

Malgré toutes ces précautions contrôlées en studio, on constate que toutes les caméras vidéos et les APN présentent ce léger aspect lissé, de flou dans les détails, phénomène souvent discuté par des photographes venant du monde argentique et travaillant depuis peu avec le Canon EOS-1Ds Mark II, le Nikon D2 ou le D200 par exemple, ce dernier héritant de plusieurs fonctions de son prédécesseur, ceci expliquant cela.

Plus d'un amateur vous diront qu'il suffit de monter en résolution pour réduire le problème puisque l'agrandissement devra être moins élevé pour obtenir le même niveau de détail, ce qui aura pour effet de noyer les petits défauts, y compris le manque de netteté ou les bougés inperceptibles. En réalité si cette méthode résoud une partie du problème (mais pas totalement), elle n'explique nullement pourquoi les images sont floues.

En fait le problème est physique, inhérant à la résolution du capteur et à la manière dont le processeur d'image traite le signal numérique. Ce "flou artistique" comme on pourrait le nommer à tord est autant une limitation physique qu'une volonté du constructeur. Il y a également une raison commerciale, marketing pour ainsi dire mais qui cache en fait une raison technique, interne aux APN et aux caméras vidéos.

Raisons techniques

Sur le plan technique plusieurs facteurs contribuent à ce léger flou des appareils numériques :

- Tout d'abord la diffraction. C'est une limitation physique liée aux propriétés des ondes. Un photographe professionnel vous conseillera toujours de ne pas photographier avec une ouverture supérieure à f/11 avec des optiques Nikon. Ce tutoriel anglais ainsi que cette explication de Bob Atkins expliquent les raisons de ce phénomène qui fait intervenir le concept de "cercle de confusion".

- Le filtre anti-aliasing qui prévient l'aspect en escalier à un certain niveau de détail et réduit l'effet de moiré. Nous lui consacrerons un article car son effet peut être très important et a déjà perturbé plus d'un photographe. Comme par ailleurs il fait appel à des notions assez techniques, il est prudent de l'aborder séparement au risque de charger inutilement cet article

- Le filtre IR bloquant qui laisse passer trop d'infrarouge au-delà de 700 nm sur certains APN. Nous lui consacrerons également un article passionnant lorsque nous aborderons la photographie infrarouge.

- L'algorithme assurant l'interpolation de la grille de Bayer adoucit également les images puisqu'il s'agit d'une interpolation numérique.

- Enfin, une vitesse d'obturation trop faible accentue le flou car plus les pixels sont petits plus les micro-vibrations ont de chances d'être enregistrées. Or des micro-vibrations, l'APN en enregistre en permanence en commençant par celles engendrées par le miroir réflex. En théorie, par mesure de prudence on conseille d'adopter une vitesse d'obturation au moins égale à l'inverse du double de la longueur focale de l'objectif. Ainsi, si vous utilisez un objectif de 50 mm, photographiez à 1/100eme de seconde minimum afin d'écarter l'effet de ces micro-vibrations ou du bougé.

Citons en complément l'effet du bruit électronique généré durant la conversion A/D et l'amplification. Nous le plaçons à part car il affecte la qualité de l'image à travers le rapport signal/bruit et donc pas uniquement sa netteté. Rappelons que ce bruit est de nature aléatoire et produit différents effets (moiré à faible intensité, coloration des pixels, destruction de l'image à forte intensité, etc). On peut y remédier de différentes manières : fonction NR, dark frame, refroidissement du capteur, etc.

2eme partie

Le flou commercial