Quelle est la résolution nécessaire pour une caméra ?

La Game Boy Camera a 0,014 mégapixel. La première caméra professionnelle de Nikon, le D1, offre à peine 2,7 mégapixels. Aujourd'hui, les appareils photo professionnels oscillent entre 24 et 100 mégapixels. Une fourchette assez large. Quelle est la résolution idéale ? Il n'y a pas de réponse universelle à cette question. Tout dépend de l'usage que vous faites de l'appareil photo et de la manière dont vous regardez les photos par la suite.

Il est également important de ne pas conserver indéfiniment une opinion, car beaucoup de choses dépendent de l'état de la technologie. Par exemple, si la technologie des capteurs, les objectifs, la puissance de calcul et le stockage des données sont suffisamment bons pour une résolution donnée.

Taille du capteur et taille du pixel

Dans les années zéro, les appareils photo compacts sont apparus sur le marché avec des résolutions de plus en plus élevées. Ce qui représentait un grand progrès à ses débuts est devenu de plus en plus un argument marketing creux. Il est devenu évident qu'un appareil photo pouvait avoir une résolution trop élevée. Le problème était la combinaison avec un très petit capteur. Cela a conduit à des pixels extrêmement petits.

Plus les pixels individuels sont grands, plus ils sont sensibles à la lumière. Ils restituent ainsi plus précisément la couleur et la luminosité en cas de faible luminosité, ce qui entraîne moins de bruit. Les pixels sensibles à la lumière gèrent également mieux les fortes différences de luminosité au sein de l'image. Sur un grand capteur, les pixels individuels sont plus grands pour la même résolution. Et souvent même à une résolution plus élevée.

Comment peut-on comparer la taille des pixels de capteurs de différentes tailles ? Si l'un des capteurs est un capteur plein format, vous appliquez la formule suivante : Vous divisez la résolution du plein format (rFF) par le facteur crop de l'autre capteur au carré.

Un exemple de calcul avec l'appareil photo plein format EOS R5 et l'appareil photo APS-C EOS R50 - tous deux de Canon : L'EOS R5 a 44,7 MP. Le facteur de conversion pour les appareils Canon APS-C étant de 1,61, je divise 44,7 MP par 2,6 (1,61^2), ce qui donne 17,2 MP. C'est la résolution que devrait avoir un appareil photo APS-C pour que les pixels soient de la même taille que ceux d'un appareil plein format. Le Canon EOS R50 avec 24,2 mégapixels a donc déjà des pixels plus petits que le Canon EOS R5.

L'équation peut être transformée pour qu'elle fonctionne également dans le sens inverse. En partant du R50 : 24,2 × 2,6 ≈ 63. Par conséquent, un appareil photo Canon plein format n'aurait des pixels plus petits que le Canon EOS R50 qu'à partir de 63 mégapixels.

Le compact Sony RX100, avec ses 20 mégapixels, a des pixels si petits qu'en plein format, cela suffirait pour 146 mégapixels.

La différence entre le plein format et le moyen format de Fujifilm et Hasselblad est moins importante. Leurs capteurs de 100 mégapixels ont des pixels plus petits que ceux du Canon EOS R5.

En résumé, un capteur plein format peut avoir un nombre de pixels vraiment généreux. En revanche, avec des capteurs plus petits, on arrive assez vite dans une zone critique.

Ces règles ne peuvent pas être appliquées une à une aux smartphones, car leur fonctionnement est différent. Les smartphones ont de petits capteurs, mais des résolutions élevées. Grâce à diverses astuces telles que l'exposition multiple et le binning de pixels, ils atteignent néanmoins une qualité d'image acceptable. La haute résolution sert à zoomer numériquement et à avoir toujours une résolution suffisamment élevée. Cet article n'aborde cependant pas plus en détail les spécificités des smartphones - il s'agit ici des grands appareils photo.

Résolutions vidéo : Il faut des réserves

Les résolutions vidéo sont normalisées - ce qui semble indiquer clairement quelles résolutions sont nécessaires. Les normes les plus courantes sont :

• Full HD : 1920×1080 = 2073600 pixels ≈ 2,1 MP
• UHD (4K) : 3840×2160 = 8294400 pixels ≈ 8,3 MP
• UHD-2 (8K) : 7680×4320 = 33177600 pixels ≈ 33,2 MP

Ce qui signifie qu'aujourd'hui, n'importe quelle caméra répond aux spécifications de la 4K. Ce n'est pas le cas pour la 8K : selon le calcul ci-dessus, une caméra devrait avoir au moins 33 mégapixels. En réalité, même cela ne suffit pas. En effet, la quasi-totalité des appareils photo utilisés pour la photographie ont un capteur au format 3:2 ou 4:3, ce qui signifie que seule une partie du capteur est utilisée pour les vidéos au format 16:9.

Ainsi, pour les capteurs 3:2, les résolutions minimales sont les suivantes :

• 3840×2560 = 9830400 pixels ≈ 10 MP
• 7680×5120 = 39321600 pixels ≈ 39,3 MP

Et pour les capteurs 4:3:

• 3840×2880 = 11059200 pixels ≈ 11 MP
• 7680×5760 = 44236800 pixels ≈ 44,2 MP

Mais nous n'avons là que le strict minimum. Pour une netteté optimale, la résolution doit être supérieure. Car avec la résolution minimale, aucun downscaling n'est possible.

Downscaling - ou pourquoi plus est mieux

La résolution d'une caméra doit être supérieure à la résolution de l'image finale. Cela ne s'applique pas seulement aux vidéos, mais aussi à la visualisation de photos à l'écran.

Par exemple, si vous avez un appareil photo de 8 mégapixels, il ne peut pas produire la même netteté qu'une image de 8 mégapixels que vous extrapolez à partir d'une résolution plus élevée.

La raison en est le filtre RVB. Les pixels d'un capteur photo ne peuvent capturer qu'une seule couleur de rouge, de vert ou de bleu à la fois. Les autres valeurs de couleur doivent être calculées à partir des pixels environnants. Ce processus s'appelle le démosaïquage et génère du flou.

Lors du downscaling, chaque pixel est également recalculé sur la base des pixels voisins - c'est ce qu'on appelle l'interpolation. Mais comme la résolution est plus élevée, davantage d'informations peuvent être incluses.

La résolution n'a pas besoin d'être immensément plus élevée que la résolution cible. Pour les vidéos, il peut même être avantageux de la garder basse. La lecture est plus rapide, il y a donc moins de rolling shutter. Si le capteur est lu 60 fois par seconde et qu'une image est recalculée à chaque fois, il peut également y avoir une surchauffe avec de grandes quantités de données.

Bruit d'image : taille des pixels versus downscaling

Le downscaling a un autre effet secondaire positif : le bruit de l'image est lissé. En effet, l'interpolation entraîne un alignement sur la couleur et la luminosité des pixels environnants. Le bruit n'est rien d'autre qu'une variation aléatoire et involontaire de la couleur et de la luminosité. Ceci est aplani par la réduction de la résolution.

Cet effet, contrairement à l'accentuation, est beaucoup plus important en haute résolution. Avec les capteurs haute résolution, une plus grande partie du bruit disparaît lorsque l'on abaisse la résolution à la même résolution cible.

Mais comme nous l'avons dit au début, les pixels de grande taille et donc sensibles à la lumière génèrent moins de bruit - ce qui plaide en faveur d'une résolution plus basse. Quel est l'effet le plus important ? Une image haute résolution est-elle moins bruyante lorsqu'elle est convertie en UHD ?

En général, non. L'avantage des pixels plus grands l'emporte sur le bruit. Par exemple, le Nikon Z6 II avec 24,5 MP et le Nikon Z7 II avec 45,7 MP à 25600 ISO. Dans la comparaison directe du haut, vous pouvez voir la taille originale - ici, le Z7 II à haute résolution est beaucoup plus bruyant. Lorsqu'elle est réduite à la même taille que le Z6 (en bas), le bruit est toujours légèrement plus élevé. En revanche, l'image est plus nette.

Le scénario de test provient de dpreview.com - avec ce lien, vous pouvez y accéder directement et jouer vous-même avec les paramètres comme ISO ou d'autres caméras. La situation est similaire pour les Canon EOS R5 et R6.

L'affirmation "les capteurs avec une résolution inférieure produisent moins de bruit" n'est pas toujours vraie. La comparaison n'est valable que pour des capteurs de même type. Ainsi, un vieux capteur des années zéro est probablement plus bruyant qu'un capteur actuel à haute résolution, même avec une résolution plus faible. Et, bien sûr, les capteurs doivent être de taille identique.

Visualisation à l'écran

Un écran Full HD n'affiche qu'environ 2 mégapixels, un écran 4K seulement 8 mégapixels. Il faut un écran 8K (33 mégapixels) pour afficher la résolution des caméras actuelles.

Mais la règle est la même ici : Vous n'obtiendrez une netteté optimale qu'en effectuant un zoom arrière à partir d'une image plus grande. Si vous ne le faites pas, la puce graphique le fera pour vous - mais peut-être moins bien, car elle doit le faire en temps réel.

Plus important encore : vous pouvez zoomer à l'écran. C'est compliqué sur un téléviseur, mais sur tous les autres écrans, c'est tout à fait naturel. Surtout sur les écrans tactiles. Et c'est là que les différences entre une photo de 8 mégapixels et une photo de 50 mégapixels apparaissent clairement.

Les photos imprimées

Pour les photos imprimées, vous ne pouvez pas zoomer et la résolution doit donc rarement dépasser 10 mégapixels. Même les grandes affiches n'ont pas besoin d'une résolution infinie - vous les regardez de plus loin, la densité des pixels peut donc être plus faible. Pour une distance d'observation de cinq mètres ou plus, 20 à 30 ppp suffisent, au lieu des 300 ppp habituels dans les livres de photos.

Vous atteindrez facilement les valeurs de ppp indiquées même avec 10 mégapixels. Bien sûr, il est préférable d'en avoir plus, au cas où l'affiche serait regardée de près. Mais pour l'impression, les hautes résolutions ne sont pas nécessaires.

Recadrer les images

Un des grands avantages d'une résolution plus élevée : Je peux utiliser une partie d'une image, et celle-ci est toujours suffisamment nette. De temps en temps, je lis l'objection selon laquelle je n'aurais pas besoin de recadrer mes photos si je pouvais prendre des photos. Mais cela n'a aucun sens.

Je me souviens de la shooting au parc BMX. Beaucoup de choses vont si vite qu'il est impossible de penser à la composition de l'image. Il suffit de viser le centre de l'image et d'espérer que le sujet soit entièrement sur la photo. Vous avez plus de chances d'y parvenir si vous laissez un peu d'espace autour de vous.

Un autre exemple est celui des oiseaux en vol avec des changements de direction imprévisibles. En général, les animaux sauvages n'ont rien à faire de votre composition. Vous devez prendre ce que vous pouvez. Certains sont tout simplement trop éloignés. Avec une haute résolution, l'image peut être intéressante. Pas en basse résolution.

Un cas moins spécifique concerne les grands bâtiments. Si vous voulez les capturer en plein écran sans objectif à bascule et décentrement, vous obtiendrez des lignes plongeantes. Si vous tenez l'appareil photo droit, vous devez ensuite couper une grande partie de l'image.

Dans d'autres cas encore, une image doit fonctionner pour différents formats de page : Lorsque vous prenez la photo, vous ne savez pas encore si le magazine a besoin d'une photo en format portrait ou paysage. En studio, vous pouvez bien sûr faire les deux. Mais dans le sport, il y a un moment où vous devez choisir entre le format portrait et le format paysage - et ensuite recadrer, ce qui ne fonctionne que si vous avez suffisamment d'espace autour du sujet.

En bref, il existe d'innombrables cas où un recadrage ultérieur est nécessaire. Et c'est là que les réserves de résolution valent de l'or.

Les volumes de données : Plus un problème aujourd'hui

Plus la résolution est faible, moins il y a de données à traiter. Pendant longtemps, seuls les appareils photo avec relativement peu de pixels ont réussi à atteindre des vitesses de rafale élevées, ce qui est important pour la photographie de sport et d'action.

Cela a commencé à changer à partir de 2021. C'est à cette époque qu'est apparu le Sony Alpha 1. Il a 50 mégapixels et prend 30 photos par seconde. Cependant, cet appareil photo coûtait également 8000 francs ou euros. Ceux qui ne pouvaient ou ne voulaient pas payer cela devaient continuer à choisir entre vitesse élevée et haute résolution.

Ce n'est plus le cas aujourd'hui. Le Canon EOS R5 II et le Nikon Z8 coûtent significativement moins cher que le Sony Alpha 1 et offrent également une haute résolution tout en conservant une vitesse élevée. Même le Canon EOS R7, qui coûte moins de 1500 francs, atteint 30 images par seconde. Et ce, avec une résolution de 33 mégapixels.

Il est vrai que jusqu'à présent, les caméras sportives professionnelles ont plutôt une résolution basse. Le Canon EOS R1 ou le Sony Alpha 9 III tournent autour des 24 mégapixels. Mais il s'agit d'outils destinés aux professionnels ayant des besoins très spécifiques. Le obturateur global de l'appareil Sony n'est tout simplement pas (encore) disponible en résolution supérieure. Le produit phare de Canon répond également à des besoins particuliers : Des cadences d'images extrêmement élevées, des situations d'exposition extrêmes. Il s'agit ici d'obtenir un peu plus dans un domaine particulier. Si vous n'en avez pas vraiment besoin, mais que vous souhaitez utiliser l'appareil photo pour d'autres choses, il est préférable d'opter pour une résolution plus élevée.

La haute résolution ne suffit pas à rendre l'image plus nette

Il est plus difficile d'exploiter pleinement le potentiel des appareils photo à très haute résolution. Pour que l'image soit vraiment plus nette et montre plus de détails, deux conditions doivent être remplies.

Premièrement, l'objectif doit être suffisamment net. Certains ne parviennent pas à résoudre 50 mégapixels ou plus. Même avec une réduction de l'ouverture, c'est impossible. A l'ouverture et dans les coins de l'image, il y a presque toujours un léger flou.

Mais les objectifs récents sont adaptés aux résolutions actuelles. En outre, vous profitez d'une résolution plus élevée même si l'objectif ne la reproduit pas entièrement. Car vous verrez quand même un peu plus de détails. Et honnêtement, dans quelle situation exactement le coin de l'image doit-il être net à pleine ouverture ?

Deuxièmement, vous devez éviter les flous de bougé et de mouvement : Une résolution élevée révèle même les plus petits flous. Avec une faible résolution, la marge de tolérance est plus grande. En cas de flou de bougé, le problème peut être compensé par un meilleur stabilisateur d'image, en cas de flou de mouvement, il ne reste plus qu'à réduire le temps d'exposition.

Mais tout cela n'est pas un inconvénient par rapport à une résolution plus faible. En effet, là encore, si vous mettez à l'échelle à la même résolution cible, par exemple UHD, les flous seront visibles de la même manière dans les deux cas.

Conclusion : en plein format, aimez la haute résolution

Les avantages d'une résolution plus élevée sont une plus grande flexibilité en post-traitement et le fait que les images montrent plus de détails. Cela ne s'applique pas seulement à l'écran 8K, mais à tout écran sur lequel vous zoomez. La vidéo 8K n'est même possible qu'avec des résolutions élevées, à partir de 40 mégapixels.

Les capteurs à haute résolution présentent l'inconvénient d'une dynamique légèrement plus faible et d'un bruit d'image légèrement plus élevé. Ce dernier est partiellement compensé lors de l'abaissement de l'échelle. Pendant longtemps, l'énorme quantité de données a également posé problème. Mais en 2024, ce n'est plus un thème majeur. Les caméras haute résolution sont également rapides et endurantes.

En l'état actuel de la technologie, je préfère, en plein format, 40 ou 50 mégapixels à des résolutions basses comme 24 mégapixels. Pour un appareil photo polyvalent, les avantages d'une résolution plus élevée l'emportent. Pour des applications spécifiques, il peut en être autrement - comme en témoignent certaines caméras sportives professionnelles. Je suis également sceptique quant aux capteurs plus petits, comme le format APS-C. Ici, 25 mégapixels me semblent toujours appropriés.