Le Lumix TZ7 et son capteur multi-aspects

Le Panasonic Lumix TZ7
Le Panasonic Lumix TZ7

Pour le printemps 2009, Panasonic vient d’annoncer plusieurs appareils et technologies extrêmement innovants (je reviendrai dessus au fur et à mesure), et notamment un appareil qui est une première : le Lumix TZ7, un compact hybride photo/Vidéo.

En lisant les retours médias je me suis aperçu que nous n’avons pas été limpides sur un aspect de cet appareil : son capteur multi-aspect.
En effet, le TZ7 possède un capteur de 12 megapixels mais produits des photos de 10 mégapixels, alors que le TZ6 annoncé en même temps, possède lui un capteur de 10 megapixels avec lequel il fait des photos de.. 10 mégapixels.

Tout d’abord reprécisons que ces deux appareils sont TRES différents (même si la similitude des noms peut tromper).
Le TZ6 est le successeur des TZ5, TZ3 etc…
La différence c’est qu’en 2009 il n’y a qu’un seul appareil alors que d’ordinaire nous avons deux modèles, le modèle phare et un modèle « light » (TZ5 et TZ4, TZ3 et TZ2..)
Cette année la famille gagne en lisibilité, il n’y a un modèle unique, le Lumix TZ6

Le TZ7 ouvre une autre (et nouvelle catégorie) celle des appareils hybrides dont on ne peut plus vraiment dire s’il s’agit d’un appareil photo ou d’un caméscope. Les compacts filment certes depuis longtemps (les Lumix font de la HD depuis quelques temps) mais il s’agissait jusque là d’appareil photo capables de filmer. Le TZ7 est un appareil hybride, avec par exemple une section sonore bien plus évoluée ou encore la capacité d’enregistrer en AVCHD (ce qui concrètement lui autorise peu ou prou deux fois plus de vidéo à espace carte égal) format jusque là utilisé seulement par les caméscopes.

Mais le TZ7 a une autre caractéristique, qu’il emprunte au LX3 (ou au TZ5) et qui semble mériter un brin d’explication : il a un capteur « multiaspect ».
Cela signifie qu’il est capable de conserver la même taille d’image dans les trois ratios 4 :3, 3 :2 et 16:9.

Classiquement, les compacts qui proposent plusieurs ratio des cotés le font en recadrant l’image 4/3 d’origine. Dans tous les ratios la largeur reste la même, et la hauteur varie (ce qui arithmétiquement implique une diminution du nombre de megapixels résultant).
En 3:2 on perd un peu de megapixels en route (puisque le 3 :2 est un peu plus pat ) et ne 16:9 on en perd beaucoup puisque ce 16 :9 a une hauteur assez faible (comparativement au 4 :3)

En clair, lorsqu’on donne le nombre de megapixels d’un compact c’est en 4 :3, cette valeur chute verticalement lorsqu’on passe dans les autres ratios.

Le TZ7 possède un capteur plus grand, et de 12 mégapixels, mais il n’en utilise que 10. Cela lui permet d’augmenter la largeur de l’image lorsque qu’il est en 3:2 ou en 16 :9 et donc , ce faisant de compenser la perte de mégapixels inhérente à la réduction de la hauteur.

En chiffres cela donne ce qui suit :

TZ7

Quelque soit le ratio, grâce à sa plus grande taille, le capteur maintient 9/10 mégapixels
Quelque soit le ratio, grâce à sa plus grande taille, le capteur maintient 9/10 mégapixels
  • Format 4:3
    • 3648 x 2736 (soit 10M)
    • – si on diminue la résolution on peut aussi avoir : 3072 x 2304 (7M EZ) / 2560 x 1920 (5M EZ) / 2048 x 1536 (3M EZ) / 1600 x 1200 (2M EZ) / 640 x 480 (0.3M EZ)
  • Format 3:2
    • 3776 x 2520 (soit 9.5M)
    • – si on diminue la résolution on peut aussi avoir : 3168 x 2112 (6.5M EZ) / 2656 x 1768 (4.5M EZ) / 2112 x 1408 (3M EZ) / 2048 x 1360 (2.5M EZ)
  • Format 16:9
    • 3968 x 2232 (soit 9M)
    • – si on diminue la résolution on peut aussi avoir : 3328 x 1872 (6M EZ) / 2784 x 1568 (4.5M EZ) / 2208 x 1248 (2.5M EZ) / 1920 x 1080 (2M EZ)

TZ6

La taille maximale est atteinte en 4:3 les autres taillent sont obtenues par recadrage
La taille maximale est atteinte en 4:3 les autres tailles sont obtenues par recadrage

  • Format 4:3
    • 3648 x 2736 (soit 10M)
    • – si on diminue la résolution on peut aussi avoir : 3072 x 2304 (7M EZ) / 2560 x 1920 (5M EZ) / 2048 x 1536 (3M EZ) / 1600 x 1200 (2M EZ) / 640 x 480 (0.3M EZ)
  • Format 3:2
    • 3648 x 2432 (soit 9M)
    • – si on diminue la résolution on peut aussi avoir : 3072 x 2048 (6M EZ) / 2560 x 1712 (4.5M EZ) / 2048 x 1360 (2.5M EZ)
  • Format 16:9
    • 3648 x 2056 (soit 7.5M)
    • – si on diminue la résolution on peut aussi avoir : 3072 x 1728 (5.5M EZ) / 2560 x 1440 (3.5M EZ) / 1920 x 1080 (2M EZ)

Concrètement donc, dans le cas le plus marquant, le 16:9,  une photo prise avec un TZ7 mesure 350 pixels de plus en largeur que la même f aite avec un TZ6 : 3968 pixels contre 3648 et 200 pixels de plus en hauteur : 2232 pixels contre 2056.

Comprendre les zooms : que signifie x8 ou x10 ?

lumix_g1

Le tout nouveau Lumix TZ6 possède un zoom x12 (il devrait faire un carton, il succède au TZ5 compact le plus vendu en 2008, lequel succédait au TZ3 compact plus vendu en 2007) . L’étonnant TZ7 qui vient inaugurer le bal des appareils totalement hybrides photo/vidéo arbore lui aussi le sigle x12. Qu’est ce que cela veut dire en fait ? Est-ce que plus c’est forcément mieux ?

lumix_tz7c
Le Lumix TZ7 premier appareil hybride photo/vidéo (AVCHD, Dolby stéréo..)

Le ratio du zoom des appareils photo est pour beaucoup d’utilisateurs à la fois une caractéristique valorisante (« pensez-donc ! x10 c’est forcément mieux que x7 ! ») et dans le même temps, assez mystérieuse.
Pour compliquer les choses, les unités ne sont pas les mêmes selon que l’on parle d’un compact ou d’un appareil à objectif interchangeable.
D’un compact on dit qu’il a un « zoom xfois », pour un appareil à objectif interchangeable on donne une valeur en millimètre.
On dira que le Lumix TZ7 a un zoom x12 mais que le Lumix G1 est fourni avec un 14-45 mm.
Quelle relation y a t il entre ces deux façons de désigner un zoom ? Que représente le zoom x10 du Lumix TZ5, comparé au zoom14-45 mm d’un Lumix G1 ? Que signifie l’ésotérique « équivalent 24×36 », ou « équivalent 35mm »…

En version courte

En version courte le x10, x12 etc… est le coefficient multiplicateur entre la focale la plus courte et la focale la plus longue.
Le Lumix FX40 a un zoom 25-125mm soit x5 (125:25=5) , le Lumix TZ7 a un zoom 25-300mm soit x12 (300:25=12) etc…

Attention cependant, cette valeur ne donne aucune indication sur la polyvalence d’un appareil.
En général, ce que l’on souhaite c’est un appareil qui puisse disposer d’un grand angle et d’une longue focale, pour photographier lorsqu’on a peu de recul et également lorsque le sujet se trouve un peu loin.
Une grand amplitude de zoom n’est donc intéressante que si la focale la plus courte est un vrai grand angle.
Un appareil avec un zoom 28-280mm a un zoom x10 et est très polyvalent (28mm est un très grand angle et 280mm un fort téléobjectif).
En revanche, un appareil avec un zoom 40-400mm a lui aussi un zoom x10 mais n’a pas de grand angle, sa polyvalence sera infiniment moindre.

Cette façon d’indiquer l’amplitude des zooms ne s’applique qu’aux compacts qui ont un objectif fixe. Les appareils à objectif interchangeable auraient des valeurs qui changent selon l’objectif, on indique donc directement la valeur des focales couvertes en mm. Par exemple, le Lumix G1 est accompagné d’un zoom 14-45mm, ce qui donne 28-90mm en équivalent 24×36

Pour aller plus loin
Pour comprendre ce que signifient ces caractéristiques, il faut jeter un œil sur quelques concepts de base, trois en fait : la « focale », ainsi que les notions de « grand angle » et de « téléobjectif ».

Grand angle et téléobjectif
Commençons par le début, un objectif est un système optique composé de lentilles qui forme une image sur le capteur de l’appareil.
Il existe différentes catégories d’objectifs, les  grand angles qui embrassent un angle de champ plus large que celui de l’œil, et à l’autre bout, les téléobjectifs qui au contraire embrassent un angle de champ plus court.
Dans la vie courante, le meilleur exemple de très grand angle est le judas d’une porte.
Lorsqu’on regarde au travers on voit la totalité du couloir ou du hall qui se situe de l’autre côté. Il couvre un champ bien plus large que celui de l’œil nu.
Le meilleur exemple d’un téléobjectif c’est une longue vue, elle permet de rapprocher des sujets situés au loin et en contrepartie ont un angle de champ très petit.
On peut donc dire qu’un objectif a deux caractéristiques pour ce qui nous intéresse, son angle de champ et le grossissement qu’il procure.
Les deux vont ensemble. Un objectif qui grossi beaucoup a un angle de champ très faible, à l’inverse, un objectif qui couvre un angle de champ très large rapetisse les sujets.
Dans l’œilleton de votre porte vous voyez plus de choses qui du coup sont plus petites, à l’inverse dans une longue vue vous voyez moins de choses qui du coup sont plus grosses.

J’ai pris les deux photos ci-dessous du même endroit, avec un Lumix TZ5. La première photo en position grand angle, la seconde en position téléobjectif.

Lumix TZ5 : 28mm
Lumix TZ5, en position grand angle (28mm)
Lumix TZ5 : 280mm
Lumix TZ5 en position téléobjectif (280mm)

La focale
Pour désigner les caractéristiques d’un objectif, la solution la plus logique serait donc de parler de l’angle de champ qui sera photographié, ou de son facteur de grossissement.
Hélas, ce n’est pas le cas. Pour désigner un objectif on utilise une valeur en millimètre, la « distance focale » héritée de l’époque du film.
De façon pratique : plus la distance focale est courte, plus l’angle de champ photographié est large et donc plus l’objectif est « grand angle ».
A l’inverse, plus la valeur de la distance focale est grande, plus l’angle de champ photographié est étroit et en conséquence plus l’objectif est « téléobjectif ».

Dit autrement, plus la focale est courte, plus le sujet est petit (et plus il y a de choses dans la photo) plus la focale est longue, plus le sujet est gros (et moins il y a de choses dans la photo). L’œil de bœuf d’une porte est une très courte focale, une longue vue une très longue focale. Cette « distance focale » s’exprime donc par un chiffre en millimètres.
Il faut retenir que le même angle de champ que l’œil c’est 50 mm. En dessous de 50 mm l’objectif est grand angle :

  • 33/35mm léger grand angle (on peut à peine parler de grand angle, le champ est très légèrement élargi)
  • 28 mm grand angle important (il s’agit là d’un « vrai grand angle » )
  • 24mm -> 14mm très grand angle
  • en dessous on entre dans la zone des ultra grand angle, certains formant une image ronde (comme les judas de porte) cela s’appelle les « fish-eye ».

Au dessus de 50mm on entre dans le domaine des téléobjectifs

  • 80/100mm petit télé à portrait
  • 135mm/180mm télé plus long assez polyvalent
  • 180mm/300mm très longue focale
  • + de 300mm très très longue focale (à l’époque de l’argentique ces optiques étaient soient hors de prix et réservées aux photographes sportifs et animaliers) soit juste très chères et avec une ouverture minuscule, utilisant un système à miroirs.

Il est à noter que les variations de la valeur n’ont pas le même effet en grand angle et en téléobjectif. En grand angle, quelques millimètres peuvent faire une énorme différence. Il y a par exemple un grande différence entre 28 et 24 millimètre. Un 24 millimètre est nettement plus grand angle qu’un 28mm. En revanche, entre 250 et 300 mm la différence  est beaucoup moins importante en pratique et plus la focale est longue moins les variations sont spectaculaires.

Les compacts et leurs zooms xfois
Pour parler d’un compact on indique le nombre de fois que la focale est multipliée pour aller de la plus courte à la plus longue.
Comme on vient de la voir 28mm est une focale courte (un grand angle donc) et 280mm est une très longue focale.
Un Lumix TZ 5 équipé d’un zoom qui va de 28mm à 280mm est donc dit équipé d’un zoom x10

P1050271
Ce Lumix TZ3 est équipé d'un zoom x10 qui démarre à 28mm (grand angle)

Attention cependant, en pratique cette seule valeur ne donne pas vraiment d’information sur ce que l’on pourra réellement faire avec l’appareil.
Un compact équipé d’un zoom allant de 50mm à 500mm est lui aussi équipé d’un zoom x10, mais en pratique il n’a pas de grand angle (il sera difficile de faire des photos en intérieur par manque de recul).

Donc ce « xFois » est indissociable de la notion de grand angle.
Si l’appareil a effectivement un zoom qui commence en position grand angle (28mm, voire moins) alors oui, le fait que son zoom ait une grande amplitude (un grand nombre de xFois) est intéressant.
On pourra avec cet appareil faire des images à la fois lorsqu’on manque de recul et lorsqu’on veut faire des gros plans.
Si en revanche, le zoom commence à une valeur qui n’est pas vraiment un grand angle, l’appareil perd une grande partie de sa polyvalence.

Le zoom du TZ6 (ou du TZ7)  est encore plus intéressant que celui déjà unique sur le marché du TZ5, parce que le gain (x12 contre x10) se fait à la fois en grand angle et en téléobjectif. Le TZ5 commençait à 28mm (très grand angle) le TZ7 commence lui à 25 mm (ultra grand angle). Le TZ5 s’arrétait à 280mm (téléobjectif puissant) le TZ7 va un cran plus loin puisqu’il atteint 300mm.

Astuce : la prochaine fois qu’on vous dira « cet appareil à un zoom x10 » pensez donc bien à demander s’il a réellement un grand angle.

Les appareils à objectif interchangeable et leurs valeurs en millimètres.
Comme on vient de la voir, l’amplitude d’un zoom n’est qu’une partie de sa description, elle n’indique pas du tout si ce zoom va du grand angle au téléobjectif ou bien si c’est juste un zoom téléobjectif sans grand angle.
En outre, elle suppose que l’objectif soit fixe, ce qui est le cas avec les compacts et les bridges, mais pas avec les appareils à objectif interchangeable. Le Lumix G1 est livré en kit avec un zoom 14-45mm (soit donc un zoom x3), mais peut recevoir d’autres objectifs dont un zoom 45-200 (ce qui correspond à x4,5).

Les trois photos qui suivent ont été faites avec un Lumix G1 exactement du même endroit (l’appareil était sur pied). Pour la première le zoom du kit est en position grand angle (14mm), pour la seconde il est en position télé (40mm) et pour la troisième j’ai installé sur le G1 le zoom 45-200mm qui est ici en position 200mm.

Semaine à Eversley dans le Hampshire (UK)
Lumix G1 objectif 14-45mm réglé sur 14mm
Semaine à Eversley dans le Hampshire (UK)
Lumix G1 objectif 14-45mm réglé sur 45mm
Semaine à Eversley dans le Hampshire (UK)
Lumix G1 objectif 45-200mm réglé sur 200mm

La raison pour laquelle on ne parle jamais de « xFois » avec un appareil à objectif interchangeable est simple : l’amplitude du zoom peut varier à l’infini au gré des changements d’objectif.
Dans ce cas, on donne directement la valeur en millimètre des focales couvertes par l’objectif utilisé.
C’est plus logique, et ce serait plus simple, s’il n’y avait « l’équivalent 24×36 » qui vous a sans doute parfois rendu un brin perplexe.

Que signifie « équivalent 24×36 » ?
Comme dit plus haut, la logique aurait voulu que l’on désigne un objectif par l’angle de champ photographié, cette valeur est indépendante de l’appareil, de son capteur etc..
Hélas la valeur choisie est la « focale », c’est parfait pour les spécialistes, mais peu compréhensible pour les autres.

Les termes 24×36 et 35mm, qui sont équivalents, réfèrent à l’époque du film ou les photos étaient faites dans un rectangle de 24mm de haut et 36 de large.

La distance focale d’un objectif est une de ses caractéristiques techniques de base. Pour la petite histoire le chiffre en millimètres qui désigne la « focale » représente la distance qui sépare le centre théorique de l’objectif du plan du film (ou du capteur). En clair un objectif de 50mm de « focale » à son centre optique théorique situé à 5cm du capteur.

Non seulement avec les zooms cette notion de centre optique devient peu parlante, mais en outre, la valeur de la « focale » ne donne aucune indication sur l’angle de champ effectivement photographié.
Sur un appareil à objectif interchangeable, une focale de 24 mm est un très grand angle. Sur un compact, une telle focale serait un téléobjectif.

La raison de ce mystère ? Tout simplement, l’angle de champ photographié est tributaire de la surface du capteur. Plus ce capteur est de petite taille, plus l’angle de champ est réduit.
Pour comprendre ce phénomène, il faut se représenter comment fonctionne un appareil photo. Un appareil photo c’est comme un projecteur de diapos à l’envers. La lumière traverse l’objectif puis vient former une image à l’intérieur sur le capteur. Pour reprendre l’analogie avec le projecteur de diapo, le capteur (ou auparavant le film) sert d’écran de projection.

A l’époque du film, tous les appareils amateurs utilisaient un écran de projection de la même taille : 24x36mm. Donc à distance focale égale, un objectif, quelque soit l’appareil sur lequel il était installé, donnait le même résultat. Les « focales » des objectifs étaient donc comparables et on pouvait avoir des points de repère.
Avec le numérique les capteurs sont de tailles très différentes, y compris à l’intérieur d’une même marque.
Donc telle focale installée sur tel appareil ne donne pas le même angle de champ que si elle est installée sur tel autre appareil.

Comment cela se fait ? Reprenons l’analogie du projecteur de diapo, il forme une image ronde à l’intérieur de laquelle on a placé l’écran (dans la vraie vie, je sais c’est l’inverse, on place l’écran puis on ajuste le projecteur pour que son cercle lumineux couvre bien la surface de l’écran).

Imaginez maintenant que sans toucher au réglage ou à la position du projecteur de diapo vous remplaciez l’écran par un modèle deux ou trois fois plus petit. L’image projetée va rester la même bien sur, mais vous n’allez utiliser qu’une partie de l’image. Ce que vous allez voir sur la photo va avoir un champ plus réduit, votre plus petit écran découpe une partie seulement de l’image projetée par le projecteur de diapo.
C’est ce qui se passe avec le numérique. les capteurs étant plus petits que 24x36mm et surtout n’étant pas tous de la même taille, ils découpent des images de tailles plus petite dans l’image que projette l’objectif.
Intrinsèquement un objectif d’une focale donnée projette toujours la même image quel que soit l’appareil sur lequel on l’utilise, mais d’un appareil à l’autre on va capturer une partie plus ou moins grande de cette image projetée.
En pratique donc, tel boitier avec un objectif X va donner une image différente d’un autre boitier avec le même objectif.

C’est la raison pour laquelle, en numérique, une distance focale ne donne pas vraiment d’indication sur l’image (grand angle ou téléobjectif) qu’on obtiendra au final, puisque cela dépend de la taille du capteur.

Pour s’y retrouver, et surtout avoir des valeurs comparables, on utilise donc la notion « d’équivalent 24×36 ».
Lorsque l’on dit que tel objectif à une focale de 28mm « en équivalent 24×36 », cela signifie « sur cet appareil, cet objectif donne une image qui couvre le même angle de champ que celui que couvrirait un objectif de 28mm installé sur un appareil utilisant un film 24×36 »

C’est un peu tarabiscoté mais cela permet d’avoir des valeurs comparables.
Dire « cet objectif est un 28mm » ne donne aucune indication sur l’angle de champ, on ne sait pas si c’est un grand angle ou un téléobjectif. En revanche « cet objectif est un 28mm en équivalent 24×36 » permet de savoir qu’effectivement il s’agit bien d’un grand angle.

Le capteur du Lumix G1 mesure exactement la moitié d’une image 24x36mm, c’est la raison pour laquelle son zoom 14-45mm correspond à un 28-90 mm en équivalent 24×36. De la même façon, son zoom 45-200, correspond à un 90-400 en équivalent 24×36 .

Lorsque j’ai écrit plus haut que le TZ5 avait un zoom 28-280mm il s’agit bien de valeurs « en équivalent 24×36 » etc.…

Astuce : la prochaine fois qu’on vous annonce une focale pour un objectif, demandez bien si elle est exprimée «en équivalent 24×36»