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  • Stéphane

ANALOGIE ENTRE CAMERA & OEIL HUMAIN



PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DE L'OEIL HUMAIN

Votre œil capte la lumière grâce à deux types d’organites : les bâtonnets et les cônes. En gros, les bâtonnets sont sensibles à l’intensité lumineuse et les cônes aux radiations correspondantes au vert pour certains, au rouge pour d’autres, au bleu pour le reste. Notre cerveau interprète l’ensemble et reconstitue une image mentale.


Schéma d'un œil et du trajet de la lumière vers la la rétine où se trouvent cônes et batonnets



Notre œil dispose de plus de cônes sensibles au vert que de cônes sensibles au rouge ou au bleu. C’est pour cela que notre œil distingue davantage de nuances de vert que de bleu par exemple.


Cônes et bâtonnets à la surface de la rétine


Retenons aussi que les bâtonnets étant plus nombreux et surtout plus sensibles que les cônes, notre œil est plus sensible à la quantité de lumière qu’à la couleur en général. C’est pour cette raison qu’on distingue moins bien les couleurs dans l’obscurité mais qu'on peut tout de même voir par faible luminosité.




PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU CAPTEUR DE VOTRE CAMERA

De manière analogue, un capteur de caméra dispose de photosites capables de mesurer l’intensité lumineuse. Ils sont couplés à un filtre (la matrice de Bayer) qui leur permet de se spécialiser dans la mesure des quantités de radiations rouges, vertes, bleues.

Schéma du trajet de la lumière vers un capteur de caméra ou d'appareil photo numérique


Les mesures obtenues sont alors réparties par pixel. Elles sont de deux types :

  • Luminance, qui traduit la luminosité ou quantité de lumière. Elle peut être notée Y.

  • Chrominance qui traduit les couleurs. Elle est définie sur 3 valeurs selon la quantité de rouge (R), de vert (V), de bleu (B). Cet ensemble est souvent appelé YRVB ou YRGB en anglais.

Très schématiquement, au final, pour chaque pixel du capteur on obtient un ensemble de 4 valeurs numériques qui vont définir sa couleur :

  • Intensité lumineuse

  • Quantité de rouge

  • Quantité de vert

  • Quantité de bleu

On retrouve ces valeurs dans de nombreux logiciels de traitement graphique et aussi sur les téléviseurs et autres écrans.


Screenshot du logiciel DAVINCI RESOLVE permettant de choisir une couleur par ses valeurs


Retenons que pour chacune de ces valeurs, on a une quantité 0 et une quantité maximale. L’écart entre ces deux valeurs induit des notions d'encodage (nous y reviendrons) et le nombre de valeurs comprises dans cet écart définit la dynamique du capteur. C'est une caractéristique fondamentale d'un capteur de caméra.


Dans le prochain article, nous aborderons les différences de dynamiques entre smartphones, caméras grand public et caméras professionnelles.



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