Capteur noir et blanc

Pourquoi un article sur le capteur noir et blanc ? La réponse est assez simple. Dans ces jours de disette de nouveaux matériels, que ce soit chez Ricoh ou chez Pentax, l’approche d’une conférence de la marque (prévue le jeudi 13 avril prochain) a relancé la machine à rumeur. Laquelle peut se montrer parfois implacable et se retourner contre une société si le produit n’arrive pas. Or, à l’heure d’internet et des réseaux sociaux, n’importe qui peut mettre en ligne des éléments qui se transforment en (fausses) informations virales.

En même temps, cela prouve que la communauté Pentax reste en attente de matériels. Surtout quand on voit la disparition progressive de nombreux objectifs ou l’absence de successeur aux K-1 mk II et 645Z (un marché du Moyen Format certes encore plus étroit que celui des reflex Plein Format et APS-C !). Avec un bémol tout de même, si les attentes sont multiples sur les forums, tous les commentateurs ne passent pas à l’acte d’achat quand une nouveauté attendue arrive sur le marché. C’est parfois un paradoxe.

Des rumeurs, il y en a quelques-unes. Si certaines semblent improbables (un GR à objectif interchangeable), d’autres sont plus réalistes, ne serait-ce parce que Pentax en a parlé dans un passé pas si lointain. Comme un K-3 mk III Noir et Blanc. Il existe un marché de niche comme le prouve si bien le « Leica M Monochrom ». Certes, ce type de boîtier ne s’adresse qu’à quelques puristes, mais il faut reconnaitre que le capteur n’est pas totalement dénué d’intérêt sur le plan technique. Surtout qu’il soulève les limites des capteurs conventionnels, dont les inconditionnels du noir et blanc se passeraient volontiers. L’idée est donc d’en expliquer le fonctionnement.

Les capteurs

Avant de parler d’un capteur noir et blanc, il faut revenir sur ce qu’on trouve le plus, les capteurs permettant de créer des images en couleur. Il en existe aujourd’hui au moins de 2 types. Le classique capteur basé sur la matrice de Bayer (simple ou complexe) et le capteur Foveon. Si le premier met au-dessus du capteur un filtre physique de type mosaïque basé sur les 3 couleurs primaires (Rouge, Vert et Bleu), le deuxième empile 3 couches de diodes, une pour chacune des 3 couleurs RVB (RGB en anglais).

Les Fovéon n’ont pas connu le succès malgré un meilleur rendu colorimétrique. Si les homologues « Bayer » l’ont rencontré, la qualité est un peu moindre. L’usage du filtre implique que la moitié des photosites ne capte que du vert, un quart que du rouge et le dernier quart que du bleu. Un algorithme d’interpolation va inventer les couleurs manquantes à partir des photosites voisins. Ce logiciel, nécessaire pour recréer chaque pixel multicolore sur l’image finale, recombine les pixels, dans un procédé appelé dématriçage, pour former une image en couleur.

Le problème est que ce procédé a souvent provoqué l’apparition de crénelage sur l’image. En anglais, le terme est aliasing. Pendant longtemps, la seule façon de régler le problème a été d’ajouter une couche supplémentaire sur le capteur, le filtre antialiasing, aussi connu sous le nom de filtre passe-bas. Malheureusement, ce filtre lisse l’image et donc floute délibérément les informations transmises. Plus simplement, ce que récupère le capteur est altéré en amont !

Heureusement, le problème a pu être réglé par la technologie et ce filtre passe-bas a presque disparu.

Le capteur noir et blanc

Si vous avez lu attentivement ce qui précède, vous avez compris que les capteurs de type « Bayer » sont… monochromes à la base ! Seuls l’application du filtre de Bayer et un algorithme d’interpolation qui devine les couleurs manquantes permettent les images couleurs. Donc, si l’industrie souhaite proposer des capteurs monochromes, il suffit de ne pas ajouter ce filtre. Et c’est tout.

La conséquence directe est que les images proposées sont à la fois plus lumineuses et plus nettes. Pour 2 raisons :

• Il n’y a plus de filtre, or ce dernier détourne une partie de la lumière des photosites. Si on le supprime, mécaniquement, davantage de lumière atteint ces derniers.
• Le logiciel qui permet d’obtenir les valeurs RVB pour chaque pixel s’appuie sur les pixels environnants pour les déduire. Cela veut dire que la résolution spatiale d’une image couleur ne sera pas aussi fine que celle qu’on obtiendrait pour une image monochrome.

Attention, cela ne veut pas dire qu’il est impossible d’avoir des images extrêmement nettes en couleur, juste que les images monochromes seront en général encore plus nettes. C’est d’ailleurs en partant de ce constat que Pentax a proposé la fonctionnalité « PixelShift Resolution » qui prend 4 images en déplaçant à chaque prise de vue le capteur d’un pixel ! Une fonctionnalité désormais imitée chez d’autres constructeurs…

Et les capteurs Foveon ? De par leur conception, ils ne sont naturellement pas monochromes. C’est volontairement qu’on ne s’étendra pas plus sur eux.

N’ayant jamais eu d’appareil photo numérique de ce type, difficile d’apporter une réponse. Il faudrait pouvoir comparer. Néanmoins, il me parait évident que sur le papier, une image monochrome issue d’un capteur sans filtre devrait être supérieure à une image couleur transformée via des logiciels. Si on ajoute le fait qu’il n’y a pas d’artifices qui pourraient modifier l’équilibre chromatique (sauf à ajouter un filtre de couleur rouge, vert ou bleu sur l’objectif), l’image obtenue sera la plus fidèle possible de la « réalité » noir et blanc.

Paradoxalement, cette capacité à pouvoir mélanger les couleurs lors d’une conversion en noir et blanc, rend ce procédé aussi intéressant, voir plus selon la sensibilité du photographe. En partant d’une image couleur, on peut privilégier le bleu des ciels ou le vert de la végétation (par exemple). Ce qui ne sera pas le cas autrement.

Alors, Pentax proposera-t-il un K-? estampillé monochrome à la vente lors de cette conférence ? C’est dans le domaine du possible puisque ce boîtier avait été une de leurs idées. Une édition spéciale monochrome d’un K-3 mk III ou d’un K-1 mk II pourrait voir le jour. Avec un nombre réduit de pièces, entre 2000 et 10000 exemplaires. Dans le passé, il y a bien eu le 645 Z Infrarouge, alors pourquoi pas ? Même si, à mon avis, un GR III monochrome aurait aussi tout son sens, sauf qu’il se retrouverait en concurrence avec Leica. Ce que l’on peut dire de manière certaine, c’est qu’il existe un marché de photographes voulant un appareil photo numérique à capteur monochrome. Il y a un business comme on dit.

Il est aussi possible que cette conférence ne soit l’objet d’aucune annonce ou que d’autres produits soient présentés (un K-1 mk III). À suivre…