Photosites, pixels et résolution
Introduction
Quand on parle d'un appareil photo « de 24 mégapixels », à quoi ce nombre correspond-il exactement ? Il désigne le nombre de cellules sensibles à la lumière sur le capteur — un petit composant électronique de quelques centimètres carrés, niché derrière l'objectif. Mais ce nombre ne dit pas tout : un même appareil produit des images de tailles très différentes selon les réglages. Ce premier cours pose les briques de vocabulaire indispensables : photosite, pixel, résolution, profondeur de couleur.
Le capteur et ses photosites
Le capteur d'un appareil photo numérique est une grille de minuscules cellules sensibles à la lumière, appelées photosites. Chaque photosite mesure la quantité de lumière qu'il reçoit pendant le temps d'exposition.
Le nombre de photosites sur un capteur définit sa résolution capteur. Un capteur de 24 millions de photosites est dit « 24 Mpx » (mégapixels). À titre d'ordre de grandeur :
| Appareil | Résolution capteur typique |
|---|---|
| Smartphone d'entrée de gamme | 8 à 12 Mpx |
| Smartphone haut de gamme | 50 à 200 Mpx |
| Appareil reflex amateur | 20 à 30 Mpx |
| Appareil professionnel | 45 à 100 Mpx |
Un capteur '12 Mpx' contient environ combien de photosites ?
Le pixel de l'image
Une fois la photo prise, l'appareil produit un fichier image composé de pixels. Un pixel est un point coloré, défini par trois valeurs : son intensité de rouge, de vert et de bleu (le fameux mode RGB).
- Un photosite est une cellule physique du capteur (matériel).
- Un pixel est un point coloré de l'image finale (fichier informatique).
La résolution de l'image est le nombre de pixels qui la composent :
largeur × hauteur. Une image de 4000 × 3000 pixels contient donc
4000 × 3000 = 12 000 000 pixels, soit 12 Mpx.
Capteur ≠ image : pourquoi les résolutions diffèrent
Une question naturelle : si un capteur a 24 millions de photosites, l'image fait-elle 24 millions de pixels ? Pas toujours. Voici trois raisons.
- Les réglages de l'appareil. La plupart des appareils permettent de choisir une résolution d'image plus petite que celle du capteur (par exemple pour économiser de l'espace de stockage).
- Le format de sortie. Un capteur 4:3 peut produire une image 16:9 en « rognant » sur les bords — le nombre de pixels diminue.
- Le post-traitement. Certains appareils combinent les mesures de plusieurs photosites voisins pour calculer un seul pixel (technique appelée pixel binning), surtout sur les smartphones.
Un capteur de 48 Mpx peut-il produire une image de 12 Mpx ?
La profondeur de couleur
Reste à savoir avec quelle précision chaque pixel est codé. La profondeur de couleur désigne le nombre de bits utilisés pour coder l'intensité d'une composante (rouge, vert ou bleu) d'un pixel.
Cas le plus courant : 8 bits par composante, soit 2^8 = 256 niveaux de
rouge, 256 niveaux de vert, 256 niveaux de bleu. Cela donne au total
256 × 256 × 256 = 16 777 216 couleurs possibles par pixel. On parle alors
d'image 24 bits au total (8 × 3).
| Profondeur (par composante) | Niveaux par composante | Couleurs totales |
|---|---|---|
| 1 bit | 2 | 8 |
| 4 bits | 16 | 4 096 |
| 8 bits (standard) | 256 | ≈ 16,7 millions |
| 10 bits (HDR) | 1 024 | ≈ 1 milliard |
Combien de niveaux peut-on coder avec une profondeur de 4 bits ?
Pièges courants
- Plus de mégapixels ≠ meilleure photo. Un capteur très dense entasse des photosites minuscules qui captent peu de lumière — la photo de nuit peut être meilleure avec un capteur de 12 Mpx « généreux » qu'avec un 200 Mpx étriqué.
- Photosite et pixel ne sont pas synonymes. Le premier est sur le capteur, le second est dans l'image. La confusion est fréquente mais fausse.
- La résolution ne dit rien de la couleur. Une image 12 Mpx en 24 bits et une image 12 Mpx en 1 bit ont le même nombre de pixels mais ne pèsent pas du tout le même poids.
Pour aller plus loin
Si vous photographiez en RAW (le format brut du capteur, sans traitement), vous récupérez les mesures directes de chaque photosite. C'est plus lourd à stocker, mais beaucoup plus riche à retoucher — chaque composante est codée sur 12 ou 14 bits au lieu de 8. Le métier de retoucheur photo s'appuie largement sur ce surplus d'information.