ISO en numérique

Mais qu’est-ce que les ISO en fait ?

En photo quand on parle d’ISO, on parle de la sensibilité de la surface sensible. C’est la mesure officielle définie par la norme ISO 5800:1987.

Cette norme dit que plus le chiffre devant le terme ISO est petit, plus il faut de lumière pour obtenir une exposition correcte. Et au contraire, plus le chiffre est grand, moins on aura besoin de lumière.

Sous la forme argentique, c’est la chimie des films, le traitement, la façon de les fabriquer, qui donne la sensibilité et par là même le nombre d’ISO qui va avec.

Mais en numérique, comment change cette sensibilité ? Quelle est l’incidence sur les images que l’on prend ?

En réalité, il faut savoir qu’en numérique la surface sensible, autrement appelée capteur, à une sensibilité ISO native, qui reste TOUJOURS la même.

On connaît cette sensibilité, car c’est la plus petite valeur de base (en dehors des réglages poussés).

On peut alors légitimement se poser la question suivante : Si le capteur à une sensibilité de base qui reste toujours la même, comment ce fait-il que je peux l’augmenter ?

C’est là que toute la partie intéressante arrive. Car en réalité, quand sur votre boitier vous changez la sensibilité et que vous passez de 100ISO à 200ISO (par exemple) Vous n’avez pas changé la sensibilité de base du capteur de votre appareil !

En réalité, vous venez de demander à votre appareil photo d’amplifier le signal qu’il a reçu.
Mais pour bien comprendre cela, il faut comprendre comment fonctionne le capteur de votre appareil photo.

Extrait de mon article sur la taille des capteur:

Un capteur est composé d’une matrice de photosite (ce que tout le monde nomme par erreur pixel), qui sont des éléments photosensibles. Ces éléments sont basés sur un système photoélectrique. En simplifié, la lumière est composée de photons. Ces photons vont venir dans une sorte de puits (le photosite) en arrivant dans ce puits, un photon va arracher un électron. Cette information va alors être transformée en signal électrique analogique. Puis encodée de façon numérique.

Si je résume, pour chaque photon qui touche le capteur, celui-ci, grâce au procédé expliqué ci-dessus, donne au processeur (l’ordinateur de l’appareil) l’endroit exact où cela s’est passé, la quantité de lumière qui est arrivée.

Du coup, grâce à ces informations, l’image se forme.
Sauf que celle-ci se forme en Noir & Blanc !

Hé oui un capteur est daltonien

Naturellement, ces capteurs sont sensibles à l’ensemble du spectre de la lumière visible. Grâce à un filtre, dit de Bayer, constitué de cellules colorées des couleurs primaires, chaque photosite ou pixel du capteur ne voit qu’une seule couleur : rouge, vert ou bleu. Sur chaque groupe de 4 photosites on en trouve un pour le bleu, un pour le rouge et deux pour le vert ; cette répartition correspond à la sensibilité de notre vision.

C’est le logiciel de l’appareil photo qui va recréer les couleurs, en tenant compte des courbes de réponse spectrale pour un résultat final en trichromie.

Il faut aussi savoir que la taille des photosites est très importante. Car plus le photosite est grand et plus il y aura d’informations pour former l’image. Donc, moins de bruits numériques dans les ombres et une plus grande dynamique. Je vous épargne le chapitre sur la résolution spatiale, qui explique que plus le photosite est petit, plus l’objectif qui est placé devant devra être performant ( histoire de séparer la lumière très finement). C’est une mesure qui se compte en cycles/mm.

Si l’on reprend l’image ci-dessus on peut voir cela:
1. capteur FF 24*36mm Reflex Haut de gamme
2. capteur APS-H 19,1*28,7mm Relfex Haut de gamme
3. capteur APS-C 15,6*23,7mm Reflex expert et entrée de gamme
4. capteur 2/3″ 6,6*8,8mm Compact Bridge
5. capteur 1/1,8″ 5,32*7,18 Compact
6. capteur 1/2,7″ 3,96*5,27 compact

Comme on peut le constater, le capteur 24*36 est dix fois plus grand qu’un capteur 1/2,7″ (qui malheureusement équipe la grande majorité des compacts numériques).
Mais que va induire cette différence de taille ?

Déjà, par un phénomène d’optique que je vais vous épargner, la profondeur de champ va être bien plus grande sur un petit capteur (pas loin de l’infini pour le 1/27″) que sur un grand capteur. En d’autres termes, très peu de possibilités d’avoir un arrière-plan flou.

Mais ce n’est pas le plus grand problème. Le bruit numérique dans les ombres et la dynamique vont être deux gros handicaps. Un réflex numérique de base a, le plus souvent, un capteur APS-C. Pour 10 millions de pixels, un tel capteur va avoir des photosites de 6,1 micromètres contre 1,8 micromètre pour un capteur 1/2,7″.

Comment cela va se manifester sur mon image?

Un appareil qui a une dynamique courte va avoir tendance à facilement “cramer ” les ciels (ciel trop clair, presque blanc, voire carrément blanc), alors qu’un appareil avec une dynamique plus large va lui restituer plus fidèlement la couleur bleu d’un ciel. Si l’on résume, toute haute lumière risque d’être “cramée”

Pour le bruit numérique, il se verra dans les ombres à haut iso. Un appareil avec de grands photosites ne va produire que très peu de ces “points de couleurs”.

Il faut savoir que ce bruit vient de parasite (chaleur, photon incident…etc) et que plus les photosites seront petits, plus il y aura de ces parasites (mais je crois que tout le monde l’aura compris)

Donc, maintenant que l’on sait ça, on comprend que lorsqu’on change la sensibilité sur notre appareil et que l’on force celui-ci à amplifier le signal, il amplifie du même coup tous les parasites, donc le bruit numérique qui va avec.
Pour pallier à ce problème, les constructeurs d’appareil photo vont faire intervenir des algorithmes très puissants pour lisser ces imperfections tout en essayant de préserver les détails.

S’il est aisé de lisser les imperfections à des sensibilités basses, il devient de plus en plus difficile de faire disparaitre le bruit en gardant les détails dans les hautes sensibilités.

Le résultat donnera selon ce que le constructeur à privilégié (à savoir les détails ou le bruit) soit un fichier bruité, mais avec des détails, soit un fichier plus propre, mais trop lisse (ce qui donne cette impression de flou, ce manque de piqué).

A l’heure actuelle les deux champions toutes catégories des hauts ISO sont le Canon EOS 1D MKIII et le Nikon D3.

Pourquoi ?

Pour une raison simple, au vu de la taille de leur capteur, ils ont une résolution qui leur permet d’avoir de large photosite.

Autrement dit, il produise que très peux de bruit numérique à l’origine. Du coup les algo très puissant des deux appareils peuvent sans presque aucun problème diminuer le bruit numérique tout en gardant les fins détails.

Pour l’exemple une photo prise à 6’400 ISO avec un Canon ESO 1D MKIII avec son crop 100%

En conclusion je dirais qu’il vaut mieux un grand capteur avec moins de pixels qu’un petit capteur avec beaucoup de pixels.

Encore une fois, c’est la preuve que le nombre de pixels n’est pas gage de bonne qualité !!!

Bon courage et bonne photo.

À propos de l'auteur:

Il est beau, fort et musclé... Enfin, s'il n'est pas tout ça, il est passionné de photo, passion qu'il essaye de vous transmettre du mieux qu'il peut!

35 Comments
  1. Dans la course au pixels les vendeurs se ruent sur cet argument pour vendre.
    Tu as raison de le redire, il vaut mieux avoir de gros pixels et moins en quantité que trop sur une même surface.
    Je ne constate que bien peu de différence entre mon 30d et mon 40d en terme de qualité d’image “brute”. les différences se font ailleurs, comme sur la vitesse du processeur par exemple ou de nouvelles fonctions annexes.

    Dans cette courses, je crois qu’il faut avant tout se poser la question de ce que je veux faire avec et surtout quels tirages je compte sortir. Même pour une double page, un capteur Aps-c sera toujours amplement suffisant.
    Pour de l’affichage supérieur un capteur plein format va creuser l’écart surtout dans les hautes sensibilités.

    Ce qui me fait le plus peur actuellement ce sont les compacts. Jusqu’où vont ils aller tout en conservant la même surface???
    A force de vouloir contrer les effets indésirables des parasites par de savants calculs de lissages et d’accentuations on s’éloigne de plus en plus des principes de base : un bon boîtier et surtout une bonne optique qui n’aura pas besoin d’une correction logiciel pour être optimisée….
    ;-)

  2. C’est parfaitement résumé!

    Le plus drôle c’est d’entendre des vendeurs dire “si vous voulez tirer du A3, il faut au moins 15Mpx!!!”

    C’est d’un comique! Mais c’est triste, car du coup le client débutant va le croire, et penser que la qualité de son appareil dépend du nombre de px qu’il a!

    Petite anecdote, un gars voit mon appareil photo et me dit “Wouaw, c’est du pro ça, il doit en avoir des px!”

    Je lui réponds avec le sourire qu’il a que 10Mpx!!!

    Le gars me regarde et me dit “incroyable, le mien (un compact) est bien mieux que le votre!!! ”

    J’imagine qu’il devait avoir 12Mpx, j’ai pas pris le temps de lui expliquer pourquoi il était dans l’erreur, je me suis contenté de dire “vous avez raison!!!”

    Bref, bien dommage cette croyance!

    D’un autre côté, quand on voit Canon qui sort un 40D avec 10Mpx, et qu’on voit des mags spécialisé sortir “Dommage qu’il n’est que 10Mpx”

    Alors que c’est les premier à dire que la course au pixel est une erreur!…°_O

    Rien n’aide le consommateur à savoir sur quel pied danser!

    Merci de ton passage, et de tes précisions bien intéressantes!

  3. Bonsoir les Franck et Frank,
    J’aime la quantité de détails et de précieuses infos.
    Je vous dirai simplement que je fais plutôt la course à l’optique plutôt qu’aux pixels.
    J’en ai pas beaucoup mais de bonne qualité (on a jamais ce qu’ont voudrait, finances obligent)
    A bientôt et bonne nuit
    Jean-François

  4. steve54

    Bonjour à tous,
    merci darth pour cet article, je nuancerai sur le fait que les nouveaux boitiers qui arrivent (D3X et 5D mark2) semblent apporter une très grande définition avec une certaine maitrise du bruit. La question qui me turlupine, est de savoir réllement, combien d’entre nous on vraimment besoin de cette définition (mêmes les experts avertis) ? Beaucoup, on montré du doigt les 21Mpix du 5DMark2 en disant que cela était trop, j’ai l’impression que ce sont les mêmes qui l’ont acheté en premier (c’était pour mieux revendre leur occasion) !!!
    Il faut que l’on arrête cette hypocrisie, personne n’en veut autant mais tout le monde cours après. C’est comme les pros qui assurent que certaines commandes obligent à avoir les Mega Pixs !!!
    Bref, c’est toujours pareil, tout le monde veut stopper la course mais on achète l’arme la “plus redoutable” qui n’est pas forcément en adecquation avec nos besoins d’ailleurs.
    Je préfère personnellement du 10 à 15 Mpix qui me suffisent amplement, et me tourner vers un boitier plus polyvalent type D700 qui me parait un bon compromis.
    C’est d’ailleurs, la raison pour laquelle j’ai relativisé, et me suis tourné vers le 5D V1.
    Mais dans cette course folle, je pense que Nikon va bientôt dégainer un D800 !!! And so on…..

  5. Merci pour cet article clair, Darth. Dans le domaine, tu as de la matière car le numérique est complexe quand on n’y connaît rien. Or il me semble que pour appréhender un mode, il faut le comprendre au moins en gros.

    À propos des isos, sur quelques essais, j’ai constaté en effet la baisse de qualité. Mais cela se traduit aussi par des changements de couleurs. Globalement, c’est moins vif. Il se trouve que ça me va mieux !

    Je n’ai fait de crop 100 % donc pas vu s’il y a beaucoup de bruit chromatique, mais s’il n’y en pas trop, ou si on peut l’enlever, monter dans les isos ne serait-il pas un moyen de donner un rendu un peu plus argentique ?

    Je ne suis pas sûr d’être clair mais comme tu connais ma problématique tu pourras traduire ça en termes numériques.

  6. steve54 en premier lieux, merci pour ton passage sur mon blog.

    Tu mets le doigts sur un sujet sensible! Qui a vraiment besoin de 21Mpx?

    De ma propore expérience, je sais qu’on peut imprimer sans difficulté des image de 115x75cm avec un simple capteur de 10Mpx…alors, 21 ou 24, je te laisse imaginer.

    Malheureusement, le nombre de px fait encore vendre, et ceci même dans les gammes expert et pro.

    Je ne doute pas non plus que Nikon va nous sortir un D800…on verra bien, mais j’espère tout de même que dans un futur proche les marques vont se calmer!

    Encore merci pour ton passage ;)

  7. Didier, je comprends tout à fait ton interrogation!

    Le phénomène que tu décris est je le connais.

    Pour ce qui est de la montée du bruit, et de son apparence argentique, j’ai comme un doute.

    En fait, j’ai jamais trouvé que le grain numérique avec le charme de l’argentique.

    Au contraire, je le trouve très uniforme et il n’a pas ce petit plus que nous offrait les films et leur grain.

    Je dois bien reconnaitre, que c’est un des rares côté que je n’apprécie pas en numérique.

    Je ne sais pas si tu as bien saisi la nuance et ce que je voulais expliquer?

  8. Pour un 20 x 30 cm observé de très près, 5 MP suffisent largement puisque cela correspond à 240 dpi, la norme des imprimeurs (et non les fameux 300 dpi rabachés à tord).
    Pour un agrandissement plus grand, donc observé d’un peu plus loin, il est coutumier de dire que 180 dpi suffisent ; c’est donc 40 x 60 cm avec les 13 MP du 5D v1.
    Je trouve donc que les 21 MP ou 24 MP des ténors actuels ne sont pas de trop puisqu’avec la même définition de 180 dpi, on n’obtient même pas un 60 x 90 cm.

    Mais pour nuancer, j’ai fait faire des 60 x 60 de moins de 150 dpi qui sont tout à fait acceptables : tout dépend du niveau de détail de l’image et mes photos étant bien floues, il n’y a pas de problème !

  9. Je ne nie pas que pour certain il y a une utilité!

    D’ailleurs, en paysage, pour des très grand tirage, c’est une bonne chose (encore faut-il avoir les optique qui suivent, parce que mettre un transtandard devant un capteur de 21Mpx, alors que le pouvoir séparateur de ces optique est affligeant…ça ne sert a rien)

    Dans l’ensemble, je suis bien d’accord avec ce que tu dis.

    Comme tu le précises, tout dépend du niveau de détails de l’image.

    Merci pour ton passage et ton commentaire!

  10. Bonjour à tous,
    Darth bravo pour ton article clair et à la protée de tous.
    Ah la course aux pixels … ça c’est du marketing !!!
    Je pense que sur les derniers boîtiers la différence se fait plus grâce aux nouvelles générations de processeurs avec un meilleur traitement dans les hautes et basses lumières et en hte sensibilité que par rapport au nbre de pixels.
    Avec mon club photo nous avons fait des expos en 30×40 en mélangeant N&B argentique en 14×36 et moyen format et couleur numérique 20D 8 MP (quoi, c’est tout !!!) et franchement ….. je vous laisse deviner !
    Ce qui est grave aussi aujourd’hui c’est que quand on a réussi à trouver les bons paramètres avec photoshop (par exemple) et une imprimante correcte on fait mieux que bon nombre de labo, ça pour dire que attention aux tirages, le fautif n’est pas toujours celui qu’on pense. On peut donc avoir le + beau boîtier du monde et des tirages de m…. !

  11. Merci de ton passage (encore une fois)

    Ton intervention et pertinente, et la dernière partie est réellement à souligner!

    C’est vrai qu’il faut vraiment faire attention à ses tirage, et par le fait, faire attention de savoir comment ils sont tiré quand c’est pas nous qui nous nous en occupons.

    Il ne faut pas hésiter à tester plusieurs labo pour être certain d’obtenir le rendu que l’on désire.

    Merci d’avoir mis le doigt sur un point aussi important!!!

  12. qsammi

    Sympa cet article, j’ai enfin compris le pourquoi du comment!

    J’ai mon Nikon D40 maintenant, je suis trop content!!! Mon père m’a fait la reflexion aussi “et il a que 6 mégapixel…” (son compact en a 8 )

    Bon a+

  13. coolboy667

    Salut Darth. A la lecture de ton article, je confirme une chose. Des gros capteurs avec pas trop de pixels, c’est tout ce qu’on demande. Faut pas succomber aux sirènes de la mercatique qui veux nous vendre que des mega-pixels.

  14. Depuis la sortie du numérique les gens ne cherche que plus px malheureusement.

    Le pire étant que beaucoup de mag spécialisé expliquait qu’il ne fallait pas courir derrière les px, et quand le 40D de Canon est sorti, ils mettaient dans les moins le fait qu’il n’ait que 10Mpx

    Bref, je suis content de voir que pas tout le monde est accro au nombre de px

    Merci de ton passage ;)

  15. Merci pour ce complément d’information fort intéressant.

    Je tiens aussi à dire que votre site internet est magnifique, que de belles photos vous nous offrez là!!!

  16. Intéressant comme article et IMPRESSIONNANT le crop…
    Tu aurais dû faire la même photo avec un autre appareil pour bien montrer le bruit… tu me diras qu’il faut déjà trouver un appareil qui daigne monter à 6400 iso…. :lol:

  17. Maintenant on trouve des appareils qui ont 6’400 iso plus facilement.

    L’EOS 550D arrive même à 12’800.

    Mais les 6’400 iso de l’ESO 550D ne sont pas de la même qualité que ceux de l’EOS 1D MKIII.

    Ce boitier à la chance d’avoir un rapport pixel taille du capteur très performant.

  18. C’est vrai qu’aujourd’hui c’est plus facile. Mais tu peux toujours mettre ce point dans ton test sur le 550D, c’est intéressant je pense de voir l’évolution du bas/moyen de gamme!

  19. Oui, je sais pas non plus, d’autant que mon “cahier” des charges est disons le, très très plein.

    Mais je pense avant juillet … heu … enfin, j’espère ;)

  20. pierre

    merci pour tes explications si limpides. Cela demystifie la photographie numérique. Ca permet enfin de comprendre, dans la jungle des informations publicitaires et spécialisées, ce qu’il faut savoir pour choisir un bon appareil.
    Bref , un grand merci

    Pierre

  21. tophou

    Je prends tous tes articles en retard, et c’est bien dommage ! Si j’avais lu ton blog avant d’acheter mon appareil cela m’aurait permis de comprendre très rapidement le fonctionnement d’un reflex. J’ai en effet longtemps hésité simplement parce que mon eos 1000 avec ses 10 millions de pixels me paraissait “léger” en comparaison à certains compacts ou bridges, mais bon encore une fois Dieu m’est apparu en l’occurence Darth et me voila éclairé de ta lumière, limpide et simple et me dis de plus en plus, super j’ai peut etre fait un choix raisonnable. Bien cordialement

  22. Tu vas finir par me faire rougir avec tous tes compliments.

    En tout cas merci de prendre le temps de laisser des commentaires, et je suis vraiment heureux que mes articles puissent ainsi t’aider.

    J’espère que le reste de ta visite de mes vieux articles pourra encore te donner satisfaction.

  23. Ah, la course aux pixels… un remake de “qui a la plus grande” ! (ça s’applique aussi aux grands blancs, je sais ^^)
    Perso, j’ai toujours préféré choisir en fonction du zoom plutôt qu’en fonction des pixels, et de toute façon la plupart du temps je réduis les pixels pour avoir plus de place sur ma carte ! (faut dire aussi que les photos de repas de famille, c’est pas la peine de les faire en 10mpixels…)
    (et je précise (pour celui du fond à côté du radiateur, qui a pas suivi la leçon) que si je mets sur le même plan de “critère de choix” les pixels et le zoom, c’est parce que je suis sur compact, et pas sur reflex…)

    (c’est bien rigolo, ce truc d’articles aléatoires, moi qui ai la flemme de remonter le temps sur ce blog, je tombe sur des archives sans même les chercher ! Mais promis, un jour je lirai l’ensemble de ce blog… (enfin, pas en un jour quand même… ^^ ) Et ce jour-là, j’exploserai mon record de commentaires, et celui de Chopperrette par la même occasion ! Et là, il est tard, je vais arrêter de dire des bêtises que personne ne lira, et je vais aller faire un truc constructif : dormir… :zouh: )

  24. Très bonne façon de choisir son compact.

    Quoi qu’il y ait des critère encore plus pertinent, mais on en parlera une autre fois.

    Pour les article aléatoire,très heureux que cela puisse t’aider à venir voir de vieux articles, c’était un peu le but. ;)

  25. Mélusine: Perso, j’ai tou­jours pré­féré choi­sir en fonc­tion du zoom plu­tôt qu’en fonc­tion des pixels, et de toute façon la plu­part du temps je réduis les pixels pour avoir plus de place sur ma carte ! (faut dire aussi que les pho­tos de repas de famille, c’est pas la peine de les faire en 10mpixels…)

    Si tes critères pour choisir ton compact sont tout à fait valables, je ne suis pas sure que réduire la taille des images soit une si bonne chose… J’ai cru comprendre que ça nuisait pas mal à la qualité. Bon pour les repas de famille je comprends. Et je laisse Darth trancher la véracité de mes propos! ;)

    Ceci dit le prix des cartes mémoire a considérablement baissé, ce serait peut-être le moment d’investir dans une carte plus conséquente? :roll:

  26. En fait ça nuit à la qualité dans le sens ou l’image est moins définit et du coup la taille de reproduction n’est plus la même.

    Mais pour le reste, c’est kif kif

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