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Par mégarde a-t-on tué le filtre ND ?

Dans la foulée de la présentation de la Varicam LT, petite soeur de la Varicam S35, Panasonic a vaguement évoqué une nouvelle génération de capteurs numériques dont la conception permettrait théoriquement à terme de se passer de filtres neutres de densité en séparant la conversion photons/électrons de leur acheminement au travers du substrat de silicium. La problématique que soulève ce brevet est double : comment pallier efficacement à l’impossible présence physique des filtres dans les appareils de captation compacts, tout en contournant leur défauts inhérent ?

Pour rappel, un capteur à silicium (BSI) fonctionne de la manière schématique suivante : un rayon de lumière, chargé de photons frappe la lentille d’un photosite, traverse un filtre couleur RVB, et la couche de silicium permet de convertir et acheminer la lumière en électrons porteur du signal électronique vidéo. En cas de très fortes lumières, cette conversion/charge déborde sur les autres systèmes du capteurs créant ainsi des effets de smear. Pour pallier à ce problème on pourrait réduire la sensibilité ISO ; c’est à dire, réduire le gain des préamplificateurs du capteur. Mais cette solution a une efficacité nulle sur le débordement du silicium.

En séparant la conversion photons électrons de leur acheminement par le substrat de silicium, Panasonic permet justement, à l’aide de transistors, de maîtriser ces débordements, tout en permettant d’augmenter la dynamique native du capteur. Cela ouvre justement des perspectives intéressantes sur notre maîtrise de la lumière -notamment sur la gestion des ISO- qui pourrait même signer selon Jean Pierre Beauviala dans un article pour l’AFC, la mort (bienvenue) des filtres ND.

De manière assez méconnue, aposer un filtre ND sur le devant d’un objectif nuit clairement à la visée optique, notamment dans le cas des réflex. Lorsqu’ils sont placés sur des barillets ou des vitres électro-variables, ces filtres sont des nids à poussières difficilement accessibles donc difficilement nettoyables. Pire encore, ils peuvent nuire à la qualité de l’image en influençant sur la fonction de transfert de modulation, c’est à dire sur la capacité de rendre avec précision le sujet filmé.

 

Jean-Pierre Beauviala rappelle que pour contourner ce problème, AATON avait conçu en 1979 un obturateur à pâles permettant de diviser la période d’exposition en plusieurs segments (un obturateur dans l’obturateur en somme) permettant de simuler une pellicule de 64 ISO à partir d’une pellicule de 250 ISO. En appliquant ce concept sur un capteur numérique, cela donnerait lieu à une activation intermittente de la couche sensible, permettant ainsi de fractionner une arrivée massive de photons sur une période donnée. Sans savoir avec certitude si il s’agit d’une technologie similaire qui permettrait à Panasonic de maîtriser le flux photonique, elle ouvre une porte pour contourner les filtres ND, chronophages et fragiles quand ils sont apposés sur des matteboxes, encombrants et innaccessibles lorsqu’ils sont intégrés au form factor de la caméra.

D’un strict point de vue personnel, je trouve que poser un filtre ND sur le devant de son objectif a quelque chose de poétique. C’est un petit geste que j’apprécie à chaque fois que je le réalise. J’espère donc qu’on ne va pas vers un monde où ces adorables plaques de verres ne seront plus. Mais ces innovations sur les capteurs sont plus que bienvenues car elles laissent entrevoir un marché où le global shutter serait de plus en plus présent et où la dynamique d’image serait largement améliorée.

Au delà des discours marketing sur la taille et la résolution se joue donc une véritable guerre de fond sur la conception des capteurs. Cela se comprend ; au delà de leur nom et technologies souvent ésotériques pour beaucoup (BIONZ…) se cache en réalité dans leur choix un processus similaire au fait de choisir une pellicule au lieu d’une autre ! Pour ma part je reste encore assez amoureux des textures Canon, même si c’est SONY et son A7R II, un peu plus métallique, qui m’accompagne au quotidien.

Certains constructeurs ont bien saisi que si le processeur est le cerveau du système numérique, le capteur en est le coeur. Au lieu de troquer sur la qualité de ses composants dans le seul but de faire baisser le prix de la caméra, il convient d’investir dans son développement. Cela a donné naissance au capteur à double sensibilité qui équipe la Varicam S35, mais aussi au capteur ultra-sensible qui équipe les SONY Alpha 7S. Deux succès cités ici à titre d’exemple, mais qui montre bien cette recherche actuelle autour de la réinvention des capteurs numériques, dont Panasonic se fait un des acteurs clefs.

À chaque sortie la qualité et les performances des capteurs numériques s’améliorent, il ne faudra à mon avis plus trop longtemps pour apercevoir la prochaine génération. Gageons d’ici avril, le temps au NAB de se préparer.

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