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Le fonctionnement d'un appareil photo numérique

Remplaçant avantageusement les anciens argentiques, le fonctionnement d'un appareil numérique utilise une matrice de CCD (Charged Coupled Device) qui transforme la lumière captée en charge électrique. La tension est directement proportionnelle à la quantité reçues: aucune pour le noire, maximum pour le blanc (le CCD ne voit que des niveaux de gris, le signal doit être filtré suivant les 3 couleurs de base). Il est également utilisé dans certains scanners.

Entre l'objectif de l'appareil et les CCD, on place un filtre qui va décomposer le signal lumineux dans les trois couleurs fondamentales, soit le rouge (magenta), bleu (cyan) et jaune pour les plus courant. Chaque signal est envoyé vers un CCD propre pour chaque pixels. Un appareil permettant 3 Mega de pixels utilisent donc 9 millions de CCD. Une fois le signal récupéré sur les CCD, il va être converti en un signal numérique via un convertisseur analogique - numérique. Un microcontrôleur (éventuellement un DSP ou le processeur Digic de Canon) qui va calibrer les courbes de réponses des CCD pour recréer en digital le signal lumineux reçus (la courbe tension / niveau lumineux est rarement parfaitement linéaire). Les nuances acceptées par ces convertisseurs sont typiquement de 256, ce qui donne 256 jaune * 256 Cyan * 256 magenta = 16.777.216 nuances de couleurs différentes.

La partie suivante va juste reproduire l'image sous forme de fichier informatique en JPEG (le plus courant en mode compressé) même si des appareils utilisent le TIFF ou même NEF (Nikon) et ORF (Olympus) (des fichiers Raw).

Les photos sont enregistrées sur une mémoire de type flash. Les petits appareils intègrent directement une mémoire interne de quelques dizaine de Mega. Par contre, tous acceptent une extension. Quatres types sont actuellement utilisés, les mémoires compact flash (les plus volumineuses, découlant du pcmcia, qui tentent à disparaître), les memory stick principalement utilisées par Sony, les XD Picture (Olympus, Fujifilm) et les SD / SDHC (Secure Digital), les plus courantes.

Les appareils actuels permettent entre 3 et 12 millions de pixels (de 3 à 12 Megapixels). Plus le nombre est élevé, plus le nombre de points (finesse de l'image) est élevée (la taille du fichier augmente en proportion). Ce n'est pas la seule caractéristique de qualité, puisque la qualité de l'optique, des convertisseurs, la taille des CCD ... entrent aussi en compte.

Diverses fonctions sont implantées sur un appareil photo numérique comme le zoom. On distingue le zoom optique (actuellement 8 X, 12 X pour les appareils plus performants, plus pour les professionnels) du zoom logiciel. Comme dans le cas d'un scanner, la partie logicielle est une extrapolation de l'image réceptionnée. Même le zoom permet de rapprocher le sujet, elle diminue la qualité de l'image, au niveau rendu et luminosité principalement. Certains appareils permettent d'utiliser un objectif supplémentaire pour l'augmenter. On parle de mode macro pour prendre de petits objets de très prêt, même si la macrophotographie nécessite un équipement particulier. Le mode panoramique, implanté sur quelques appareils, permet de prendre plusieurs photos et de les "recoller" ensemble pour obtenir un panorama (une photo large). On parle aussi de grands angles.

A part pour les entrées de gamme, des fonctions supplémentaires permettent différents mode de prise de vue comme les modes nuit, sport (vitesse de prise de vue la plus rapide), aquarium, portrait, paysage, ... Ces réglages automatiques jouent sur le temps d'exposition et ouverture du diaphragme, ... pour augmenter la vitesse de prise de vue ou la luminosité. De même ils intègrent un dispositif anti-mouvement qui affiche dans le viseur quand l'appareil est stabilisé.

Les modèles actuels intègrent un afficheur LCD pour visualiser les photos enregistrées ou faire les prises de vues, un retardateur (déclenchement décalé de quelques secondes, quelques minutes) et, pour la plupart, permettent l'enregistrement de petits films (y compris le son) comme un caméoscope digital. Ceci nécessite des mémoires rapides.

Tous se connectent sur un PC via un port USB 2.0, quelques équipements acceptent le firewire. Le connecteur USB de type mini peut être de 4 ou 5 broches et sont différents de ceux utilisés pour les imprimantes et autres périphériques.

Dernière mise à jour, le 06/01/2021