PixelShift Résolution. Derrière ce terme barbare se cache un nouveau procédé de Pentax qui permet, en théorie, d’offrir une image améliorée. Mais pour comprendre le procédé, il faut revenir quelque peu sur la façon dont l’image est capturée au travers du capteur électronique équipant nos APN.

 

La matrice de Bayer

Ce nouveau procédé permet d’obtenir des images de meilleure qualité. Il s’agit de tenter de dépasser les limites de la matrice de Bayer (système permettant au capteur de « voir » les couleurs).

En effet, lors de la prise de vue, le capteur va capturer des informations grâce aux photosites dont il est composé. Ces photosites sont sensibles à l’éclairement reçu et ont la particularité d’être monochromes uniquement. L’image est donc en noir et blanc car ils ne savent pas lire la couleur. C’est grâce à un filtre particulier, qu’on appelle matrice de Bayer (ou filtre de Bayer), placé entre une lentille et le capteur numérique que ce dernier va pouvoir enregistrer des photographies en couleur.

Filtre de Bayer

Chaque photosite est affecté à une couleur précise, le Rouge, le Vert ou le Bleu, selon une répartition très précise sur la surface de la matrice. Particularité, il y a autant de photosites dédiés à la couleur verte que de photosites dédiés aux couleurs Rouge et Bleu. Cela est dû au fait que l’oeil humain est 2 fois plus sensible à la couleur verte qu’aux autres.

Une opération est ensuite nécessaire pour transformer les données brutes en image. En effet, chaque photosite (ou pixel) ne permet d’obtenir qu’une seule et unique information couleur. Par exemple, sur un capteur de 24Mpx, 12 ne voient que du vert, 6 du rouge et les derniers 6 autres du bleu. Il faut donc recréer les couleurs « réelles » de chacun des photosites par une opération mathématique complexe. Cette opération s’appelle le dématricage et peut-être réalisée au sein du boitier (pour obtenir des fichier de type JPEG) ou via des logiciels spécialisés comme Lightroom, DXO et autres CaptureOne.

capteur 24mpx

Répartition des pixels selon le filtre de Bayer

 

Le nom de cette matrice vient de son inventeur, Bryce E. Bayer, de la société Eastman Kodak.

 

Le capteur Foveon

La matrice de Bayer, même si elle a permis aux capteurs numériques de régner en maitre, n’est pas exempte de défauts du fait de l’interpolation nécessaire pour récréer les couleurs.

C’est ainsi qu’est né un autre type de capteur, capable de capturer les trois couleurs rouge, vert et bleu sur un seul photopile. Le système est complexe et nécessite  d’utiliser des couches de photo-récepteurs disposées en sandwich et filtrées chacune par un filtre bleu, vert ou rouge. En recevant un rayon de lumière, la couche superficielle du silicium arrête le bleu,  la couche médiane arrête le vert et enfin le rouge est stoppé par la couche inférieure. Au final, chaque photosite du capteur recueille une composante RVB complète et surtout ne nécessite plus de puissantes solutions de calcul.

Filtre du capteur Foveon

Ce système de capteur a reçu le nom de Foveon et est propriété de la société Sigma. Les images produites par ce capteur sont de très grande qualité. Malheureusement, ce capteur n’a jamais rencontré le succès et est resté cantonné aux boitiers conçus par la société Sigma.

 

PixelShift Résolution, une solution par Pentax

Le capteur Foveon étant captif, de nombreux constructeurs ont cherché à améliorer le capteur traditionnel basé sur la matrice de Bayer.

Ricoh-Imaging/Pentax a donc imaginé d’utiliser le mécanisme de stabilisation SR intégré au boîtier des réflex Pentax depuis de nombreuses années. Ce mécanisme de stabilisation est capable de déplacer le capteur par incréments d’un unique pixel à la fois. Les ingénieurs ont eu comme idée d’utiliser ce déplacement afin de capturer quatre images consécutives pour chaque pixel. Ensuite, un programme complexe va permettre de reconstituer une image « haute-définition » où chaque pixel aura eu réellement les 4 informations couleurs (RVVB) et non plus par interpolation.

C’est le système Pixel Shift Résolution. Appliqué au K-3 II, 4 images sont prises pour obtenir les informations complètes de couleur et de luminosité pour chacun des 24 millions de photosites du capteur.

PixelShift

C’est ensuite le boitier qui va reconstituer une image unique à partir des 4 prises de vue. Il n’y a plus d’interpolation pour recréer les 3 couleurs manquantes par pixel. Dans l’absolu, le PixelShift Résolution  est une bonne idée puisque l’image ainsi obtenue devrait être exempte de fausses couleurs, d’effets de moirés, tout en accroissant la résistance au bruit dans les hautes sensibilités, en permettant une excellente reproduction des couleurs et des détails. Afin de facilité la prise de vue automatique, un obturateur électronique est utilisé pendant la prise de vues afin de minimiser les vibrations de l’appareil, le miroir restant alors relevé.

 

Si l’avantage est indéniable sur le papier, dans la réalité il en est autrement. Pentax propose quelques images utilisant le PixelShift sur son site. A première vue, ce n’est pas flagrant même si, effectivement, l’image, qualifiée de haute résolution, semble magnifique à l’écran. Mais dans les faits, pour l’obtenir, il faut presque 0obligatoirement utiliser un trépied afin d’éviter tout bougé néfaste. De plus le sujet doit être immobile durant la prise des 4 images. Les photos animalières, sportives, de mode ou street view sont donc exclues du champ d’application. Cela réduit donc fortement l’intérêt.