Thème 7
Activité 2

Le capteur photographique

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Introduction
L'œil nous permet de voir le monde en convertissant le rayonnement lumineux en impulsions électriques envoyées à notre cerveau. Les appareils photographiques numériques reposent sur ce même principe, en se basant sur un capteur photosensible.

Capacité
Distinguer les photosites du capteur et les pixels de l'image en comparant les résolutions du capteur et de l'image selon les réglages de l'appareil.
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Comment s'effectue la capture d'une image par un appareil photographique numérique ?
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Documents

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Doc. 1
Fonctionnement d'un appareil photographique numérique

appareil photo numerique
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Le fonctionnement d'un appareil photographique numérique repose principalement sur un capteur de quelques millimètres de côté. Ce capteur, composé d'éléments photosensibles appelés photosites, convertit la lumière reçue en signaux électriques.

Pendant l'exposition, les photosites reçoivent la lumière et envoient des informations au convertisseur analogique‑numérique qui se charge de transcrire l'ensemble sous forme de données numériques.

La couleur de l'image est assurée par une matrice de filtres colorés qui filtre une partie de la lumière de façon à obtenir des photosites uniquement sensibles aux nuances de rouge, de bleu ou de vert. Ces trois nuances suffisent à reproduire les autres couleurs en se basant sur le phénomène de superposition de lumière colorée.
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Supplément numérique

Retrouvez une explication en vidéo du fonctionnement d'un appareil photographique numérique.

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Doc. 2
Pixels, définition et résolution

Toutes les données collectées grâce aux photosites sont enregistrées sous la forme d'un quadrillage. Chaque case de ce quadrillage est appelée pixel et est codée selon trois composantes de couleur : le rouge, le vert et le bleu. Une image peut être formée de millions de pixels. Il existe deux paramètres pour caractériser la qualité d'une image :
  • la définition : le nombre total de pixels de l'image. Plus ils sont nombreux, plus l'image est définie ;
  • la résolution : le nombre de pixels par unité de longueur, exprimée en pixel par pouce (ppp). Le pouce, souvent noté ", est une unité de longueur correspondant à 2,54 cm.
Pixels, définition et résolution
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Doc. 3
Matrice de Bayer

Matrice de Bayer
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Matrice de Bayer


Dans une matrice de Bayer, quatre photosites sont utilisés pour chaque pixel de l'image : un pour le bleu, un pour le rouge et deux pour le vert (en raison de la sensibilité plus forte de l'œil aux nuances de vert). Chaque photosite est utilisé pour la création de quatre pixels. Il y a donc au maximum autant de photosites que de pixels pour l'image obtenue.
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Questions

Retrouvez un questionnement différencié sur le
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1. Doc. 1 À quoi sert un photosite ?

2. Doc. 1 Expliquer le principe du capteur photographique.

3. À partir du Doc. 2 , calculer le nombre de pixels de la photographie prise dans le Doc. 1 dont la définition correspond à la notation 6 000 ⨯ 4 000.

4. Cette photographie mesure 15 cm ⨯ 10 cm une fois imprimée. À l'aide du Doc. 2 convertir la taille de la photographie en pouce ("), puis calculer sa résolution en pixel par pouce (ppp).

5. Doc. 2
Expliquer ce qui se produit lorsque l'on double la résolution d'une photographie. Par combien est multipliée la définition ?

6.
Bilan
Rédiger un court paragraphe expliquant comment les caractéristiques de l'image produite par un appareil photographique numérique dépendent des caractéristiques du capteur utilisé.
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