Difficulté pour faire le point avec un capteur CMOS

Difficulté pour faire le point avec un capteur CMOS

Avoir le « point » est un élément principal dans la construction d’une image. Il ne peut y avoir de demi mesure. On a le point … ou on ne l’a pas !

Avec l’arrivé des Panasonic HPX 600 et PMW 400 de chez Sony, les deux constructeurs proposent des caméras beaucoup moins chères et ce, en proposant de remplacer les capteurs CCD par des capteurs CMOS. Un gain d’économie de près de 40%, face à leurs sœurs jumelles équipées de capteur CCD.

Bien que les capteurs CMOS d’aujourd’hui soient d’excellentes qualités, il suffit pour s ‘en convaincre de voir le succès des Canon 5D, il n’est pas sure que ce choix technique soit le plus approprié pour du reportage d’actualité.

En effet, pour comprendre la différence fondamentale à propos de la mise au point entre capteur CCD et CMOS, il faut regarder de près le fonctionnement de ces deux capteurs.

Pour le CCD :

-une image est imprimée sur le capteur

- le capteur est schinté

-cette image est alors entièrement déchargée, comme une image fixe et envoyée telle quel au viseur. Voilà pourquoi dans le viseur, nous avons l’habitude d’avoir une vision d’une grande netteté, étant donné que nous voyons des images entières et nettes.

L’avantage de ce système est de pouvoir faire facilement la mise au point d’un personnage en mouvement, puisque au fur et à mesure de son approche, chaque image dans le viseur… est une image fixe, d’un instant T.

C’est un système à 3 temps : la capture, le déchargement, la diffusion.

Pour le CMOS… il en va tout autrement :

Si une image est bien imprimé sur le capteur, celui-ci n’est pas schinté, ainsi le déchargement du capteur se fait ligne par ligne en permanence et diffusé tel quel dans le viseur. Ce qui a pour effet de ne pas cerner dans le viseur convenablement la netteté, puisqu’il n’y a plus d’image «  entière », mais des fragments d’images diffusées ligne par ligne en permanence dans celui-ci, du haut vers le bas.

C’est ce que l’on appel le « rolling shutter »

Comportement du traitement CMOS en rolling-shutter

L’image que le capteur devrait prendre.

Voici le principe de déchargement  du     capteur en « rolling-shutter », CAD, ligne par ligne, c’est le rendu visuel que l’on ressent dans le viseur (bien entendu, pas ainsi prononcé) d’ou la difficulté à faire le point sur un objet en mouvement.

Voilà l’image telle qu’elle serait au finale rendue… pour un plan fixe.

Et l’effet « rolling-shutter » que cela produit lors d’un panneau rapide. Le haut de l’image étant déchargé avant le bas de l’image.

Autres effets connus du CMOS en « rolling-shutter ».

Les pales d’avions

Courbures sur des pano rapides.

« flash-band », seule une partie de l’image est illuminée par le flash.

Avec cette image, on découvre bien la différence de comportement des deux systèmes.

Il a fallut beaucoup d’ingéniosité à Panasonic et Sony pour réduire, autant que faire ce peut, ces artéfacts extrêmement difficile à gérer.

Si l’effet « rolling-shutter » demeure bien présent, le problème du flash-band aurait, à priori, été résolu et une aide à la mise au point aurait été placé dans le viseur. Aux premiers tests, le résultat n’est quand même pas à la hauteur de ce que nous avons connu avec le viseur noir et blanc tube cathodique de nos caméra CCD.

Le problème de notre métier, c’est de réaliser des images dans l’urgence, les pano rapides peuvent être utilisé, nous avons besoin de faire des images de sportif dans leurs entrainements et bien souvent, des politiques arrivant vers nous… pouvoir faire la mise au point rapidement et dans n’importe quelle circonstance est une nécessité absolue.

Si l’on peut comprendre l’obligation financière de trouver du matériel aux meilleurs couts… il ne faut pas oublier que ce matériel doit être en adéquation avec les besoins que nécessite notre travail.

Pourtant, des solutions existent pour le CMOS.

Au regard de ces problèmes bien connue, les grands constructeurs ont planchés pour améliorer le système CMOS. Ils ont fini par trouver un nouveau système de shutter :

Le global-shutter.

Le système du CMOS reste le même, mais l’image est traitée dans son déchargement comme le CCD, CAD, que l’ensemble des lignes sont d’abord déchargées, puis est crée une image fixe de l’ensemble de ces lignes, avant d’être diffusées vers le viseur.

Le global-shutter est une technique qui est aujourd’hui présente sur des caméras haut de gamme, particulièrement pour le cinéma, mais cela est extrêmement cher.

Il est assez peu probable de voir cette technique se démocratiser avant quelques années, pour des caméras de reportage, pour un cout équivalent à ce que peuvent proposer Panasonic avec la HPX 600 et Sony avec la PMW 400 aujourd’hui.

Conclusion :

Certes les temps sont durs, l’argent manque, pour autant, les propositions financièrement alléchantes des deux constructeurs broadcast, avec leurs matériels en CMOS si peut chère face à leurs consœurs en tri-CCD, ne doivent pas faire oublier la nécessité absolue d’avoir des caméra capable de répondre aux exigences de nos métiers, particulièrement en terme de « mise au point » rapide, que nous impose notre manière de faire des images.

Quand on sait que 60% de la décision finale d’un appel d’offre revient à l’aspect financier du projet, il ne faudrait pas que seul celui-ci, soit le moteur d’un choix technique qui risquerait de mettre à mal la qualité des produits à mettre à l’antenne.