Vous appuyez sur le bouton. Clic. L’image est là, sur votre écran. Mais entre le moment où la lumière frappe le capteur et celui où vous voyez votre photo s’afficher, il se passe un petit miracle de calculs. Un miracle que personne ne vous explique jamais vraiment. On va réparer ça.
Lorsqu’un photographe utilise le format RAW, il pense souvent que le véritable travail commence dans son logiciel de post-traitement. Cependant, avant même d’ouvrir ce logiciel, l’appareil photo ou le smartphone a déjà réalisé une série de transformations cruciales pour convertir les signaux du capteur en données exploitables.
Pour comprendre ce processus, il est essentiel de suivre le chemin que prennent les données : lumière → photosites → données RAW → dématriçage → balance des blancs → couleurs → tonalité → réduction du bruit → netteté → JPEG ou HEIF. Sur un smartphone, ce chemin peut être encore plus complexe, intégrant des techniques telles que la fusion d’images et le HDR.
D’abord : c’est quoi, un fichier RAW ?
Un fichier RAW, qui signifie « brut » en anglais, représente les données les plus proches de ce que le capteur a enregistré. Ce n’est pas une image à proprement parler, mais une série de mes. Chaque photosite sur le capteur a compté des photons et traduit cela en une valeur numérique.
Sur un capteur de 24 Mpx, cela représente 24 millions de valeurs de luminosité, organisées selon une matrice de Bayer. Ces valeurs sont stockées sur 12, 14, voire 16 bits selon le capteur, permettant ainsi à chaque photosite de décrire entre 4 096 et 65 536 niveaux de luminosité. À titre de comparaison, un JPEG standard utilise 8 bits par canal, soit 256 niveaux par canal. Cela signifie qu’il y a d’un côté des dizaines de milliers de niveaux, et de l’autre, seulement 256.
À ce stade, il n’existe pas encore d’image couleur telle que nous la percevons. Chaque photosite me une intensité lumineuse à travers un filtre rouge, vert ou bleu, sans contraste, saturation ou netteté appliquée. Le RAW est donc un négatif numérique, un potentiel brut.
Mais tous les capteurs ne produisent pas leur RAW de la même façon
Avant d’explorer la transformation du RAW en JPEG, il est important de considérer les différences entre les capteurs d’un appareil photo hybride et ceux d’un smartphone.
Capteur de smartphone vs capteur d’hybride : pas juste une question de taille
La différence la plus marquante entre le capteur d’un smartphone et celui d’un hybride est la taille. Un capteur 1 pouce sur un compact expert, un APS-C sur un hybride, ou un plein format, se distingue du petit capteur d’un smartphone.
Cette taille réduite signifie moins de lumière captée, une dynamique native inférieure et plus de bruit à ISO élevé.
Le Quad Bayer : l’astuce surtout utilisée dans les smartphones
Contrairement aux appareils photo hybrides, où chaque photosite possède son propre filtre couleur, de nombreux smartphones récents utilisent une matrice Quad Bayer, regroupant quatre photosites sous un même filtre.
Cette architecture permet d’améliorer le signal dans des conditions de faible luminosité tout en maintenant la possibilité de récupérer plus de détails lorsque la lumière est suffisante.
En pleine lumière, un capteur de 200 Mpx Quad Bayer peut produire une image de 50 Mpx, tandis qu’en basse lumière, il peut fusionner jusqu’à 16 photosites pour créer une image de 12,5 Mpx.
Cette technique est surtout utilisée dans les smartphones, alors que les hybrides privilégient généralement une lecture et une résolution natives élevées.
Et le RAW du smartphone, dans tout ça ?
Lorsque votre smartphone produit un fichier RAW (souvent en DNG), il fournit généralement des données plus proches de la sortie du capteur que son JPEG ou son HEIF.
Sur certains modèles, comme le Pixel ou l’iPhone en mode ProRAW, le fichier RAW peut déjà intégrer une fusion de plusieurs images, offrant ainsi une dynamique et un bruit améliorés.
La naissance du RAW : ce qui se passe à l’instant T
Lorsque vous déclenchez, l’obturateur s’ouvre et la lumière frappe les photosites, générant un signal électrique qui est amplifié. Ce signal est ensuite converti en valeurs numériques par un convertisseur analogique-numérique.
Les données du capteur sont alors enregistrées dans le fichier RAW, qui contient :
- Les données issues du capteur (valeurs de chaque photosite)
- Les métadonnées EXIF (ouverture, vitesse, ISO, focale, date…)
- Une prévisualisation JPEG embarquée
- Les instructions de traitement que l’appareil aurait appliquées pour créer un JPEG.
Les instructions de traitement sont notées, mais non appliquées aux données du capteur. Le RAW conserve donc l’essentiel des données, permettant des modifications ultérieures.
La conversion en JPEG : le vrai travail de l’appareil
Pour passer des données brutes du capteur à une image visible, l’appareil doit réaliser plusieurs opérations :
- Dématriçage : L’algorithme interpole les valeurs manquantes pour chaque pixel.
- Balance des blancs : Les valeurs sont ajustées pour que le blanc soit perçu comme tel.
- Conversion colorimétrique : On passe de l’espace « capteur » à un espace standard (sRGB, Adobe RVB).
- Courbe de tons : On modèle les ombres et protège les hautes lumières.
- Réduction de bruit : Le processeur nettoie le bruit numérique.
- Netteté et saturation : Ajustements pour le rendu de l’image.
- Compression JPEG : L’image est encodée en JPEG, avec une compression destructive.
Toutes ces opérations sont effectuées en une fraction de seconde. Les smartphones peuvent également ajouter des techniques comme le HDR computationnel et la fusion multi-images, rendant le processus plus complexe.
Le JPEG est donc une interprétation figée des données captées par le capteur, optimisée pour une visualisation immédiate.
Le cas Fujifilm : quand le dématriçage lui-même est différent
Fujifilm se distingue par ses simulations de pellicules, qui ne sont pas de simples filtres, mais des courbes de compression tonale appliquées lors de la conversion du RAW en JPEG.
Les capteurs X-Trans de Fujifilm utilisent une grille 6×6 pour répartir les filtres couleur, limitant ainsi le moiré et permettant de se passer d’un filtre passe-bas.
Cette architecture nécessite des algorithmes de dématriçage spécifiques, optimisés pour produire des JPEG de haute qualité.
Et le HEIF, alors ? On en parle ?
Le HEIF (High Efficiency Image Format) a été popularisé par Apple et est de plus en plus utilisé par les appareils Android. Il s’agit d’un conteneur qui peut contenir une image encodée en HEVC (H.265) et d’autres métadonnées.
Comparé au JPEG, un fichier HEIF peut être environ 50 % plus léger à qualité visuelle équivalente et peut traiter des images en 10 bits, offrant une meilleure qualité de dégradé.
Le HEIF est utilisé pour livrer des images, alors que le capteur produit des données brutes qui sont ensuite converties. Il peut également transporter des images HDR, ce qui n’est pas le cas du JPEG classique.
Le HDR sur smartphone : une promesse tenue… à moitié
Le HDR computationnel des smartphones permet de fusionner plusieurs expositions pour capturer des scènes à large plage dynamique. Cependant, dans la pratique, les rendus peuvent parfois sembler trop artificiels.
Des modèles comme l’iPhone 17 Pro et le Pixel 9 montrent des améliorations, mais la restitution des hautes lumières et des ombres peut parfois paraître exagérée.
Le HDR n’est réellement efficace que sur des écrans capables de le restituer, ce qui limite son utilisation sur des appareils non compatibles.
La photographie computationnelle : le deuxième pipeline
La photographie computationnelle utilise des algorithmes pour compenser les limitations des capteurs et améliorer les images finales. Bien qu’efficace, cette technologie peut lisser la personnalité des images, les rendant souvent similaires.
En utilisant des décisions algorithmiques, les résultats peuvent manquer de diversité, ce qui soulève des questions sur l’authenticité des images produites.
RAW, JPEG, HEIF : trois philosophies
- RAW : données brutes issues du capteur, offrant un maximum d’informations et de liberté en post-traitement.
- JPEG : image interprétée et compressée, prête à être partagée, mais avec des limitations en retouche.
- HEIF : format plus performant que le JPEG, offrant une meilleure qualité et des fonctionnalités supplémentaires, mais avec une compatibilité encore limitée.
Un dernier mot
Il est essentiel de reconnaître le travail effectué par l’appareil avant d’ouvrir un fichier dans un logiciel de post-traitement. Les choix effectués lors de la conversion influencent significativement le rendu final des images.
Pour explorer pleinement les capacités de votre appareil, envisagez de photographier en RAW. Cela vous permettra de découvrir les possibilités cachées derrière le traitement initial.
