Lors des voyages photo que j’accompagne, je me rends souvent compte que beaucoup de photographes ne savent pas ce qu’est un capteur empilé et ses avantages pour la photographie animalière. Aujourd’hui plus que jamais, les appareils photo avec capteur empilé constituent ce qui se fait de mieux pour la photographie animalière. Je vous propose de vous présenter l’intérêt d’un capteur empilé pour la photographie animalière.
Un appareil photo n’a jamais fait une grande image, pas plus qu’une machine à écrire n’a écrit un grand roman. Peter Adams
Certes, cet adage fréquemment entendu est vrai. Mais en photographie animalière comme en photographie de sport et d’action, là où la vitesse tient une place importante, le matériel photo change un peu la donne. Qui peut faire plus peut faire moins. Et pas l’inverse.
CMOS Classique, rétroéclairé, empilé et global : quelles différences ?
La plupart des appareils photo numériques modernes utilisent la technologie CMOS pour capturer la lumière, mais tous n’ont pas les mêmes capacités. Grosse-modo, on distingue aujourd’hui le CMOS classique, le CMOS rétroéclairé, le CMOS empilé et le CMOS global shutter.
Dans le cas d’un CMOS classique, rétroéclairé (BSI) et empilé, les puces lisent les données pixel par pixel dans ce qu’on appelle un obturateur électronique roulant. Je reviendrai plus loin sur le capteur global shutter.
Le CMOS rétroéclairé (BSI) disposent de photosites situés plus en avant de la matrice comparé à un CMOS classique, ce qui permet une vitesse de lecture ligne par ligne plus rapide de l’obturateur. Le capteur empilé, lui, fait encore mieux que le capteur BSI grâce en déplaçant le circuit de support sous la section de pixels actifs. Cet empilement auquel le capteur adjoint une mémoire DRAM ultra-rapide rend les vitesses de lecture encore plus rapides.
Tout ça est assez complexe et pas forcément des plus intéressants si comme moi, vous n’avez pas le profil d’un ingénieur. Pour allez plus loin sur le sujet, j’ai mis deux sources en fin d’article. Ce qui m’importe le plus en tant que photographe, ce sont les avantages dans la prise de vue d’un capteur empilé.
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Les 7 bonnes raisons de choisir un capteur empilé
Réduction du rolling shutter
Adobe définit le rolling shutter comme étant un « mécanisme qui, plutôt que d’enregistrer une image en une seule fois, l’enregistre ligne par ligne sur un capteur ». C’est le principe même des capteurs CMOS. Lorsque ce mécanisme de déroulement est lent comme sur les capteurs CMOS classiques, on peut constater une forte déformation des lignes verticales lorsqu’un sujet est en déplacement ou lors de mouvements horizontaux. Cela s’applique aussi bien en photo qu’en vidéo. En photographie animalière, cela arrive fréquemment lorsqu’on déclenche une rafale sur un oiseau en vol avec un appareil photo disposant d’un capteur CMOS classique. C’est la raison pour laquelle, je n’utilise pas mon Sony A7RV pour ce type de photographie. Les capteurs empilés réduisent fortement le rolling shutter. Avec mon Sony A1, je n’ai jamais eu une seule photo présentant des déformations liées au rolling shutter.
On retrouve ce problème encore plus fréquemment en street photographie si vous photographiez des vélos ou des voitures en mouvement. Regardez bien les roues, les rayons ou les enjoliveurs sont généralement déformés. Certains appareils photos comme le Sony A7RV dispose d’une vitesse de rolling-shutter si basse que le phénomène est souvent observé en photographie animalière comme avec cette photo.
J’ai compilé dans le tableau ci-dessous la vitesse du rolling shutter, plus la vitesse est rapide, mieux c’est.
| Capteur CMOS Classique | Vitesse du rolling Shutter |
| Canon R5 | 1/60 |
| Sony A7RIV | 1/17 |
| Fujifilm XT-5 | 1/40 |
| Sony Z6 II | 1/40 |
| Capteur CMOS empilé | |
| Canon R5 II | 1/160 |
| Canon R3 | 1/180 |
| Canon R1 | 1/300 |
| Nikon Z8 | 1/250 |
| Nikon Z9 | 1/250 |
| Sony A1 et Sony A1 II | 1/250 |
| Fujifilm XH-2S | 1/160 |
| Capteur CMOS global | |
| Sony A9 III | Absence complète de rolling shutter |
Réduction du banding
Le banding, ce sont des bandes parallèles et horizontales sombres qui apparaissent sur les photos lorsque vous photographiez avec un obturateur électronique sous un éclairage artificiel. En photographie animalière, il y a peu de situation où cela peut arriver car la très grande majorité de nos photos sont réalisées à la lumière du jour.
Mais imaginons que vous soyez en affût de nuit et que votre scène est éclairée par des éclairages type LED, néon ou halogène. Alors là, il y aura un problème de banding si vous photographiez avec le déclencheur électronique d’un capteur CMOS classique. Il vous faudra passer en déclenchements mécaniques, mais vous serez alors moins discret.
Le capteur empilé réduit fortement les effets de banding voire les supprime pour les capteurs les plus rapides (Sony A1, Nikon Z8/Z9, Canon R1).
Pas de black-out
Un black-out en photographie apparaît lors d’une rafale. Entre deux prises de vue apparait pendant un court instant un écran noir dans le viseur. Tous les appareils photo dotés d’un capteur CMOS classique ont un effet de black-out, plus ou moins selon les modèles.
Les boitiers photos équipés d’un capteur empilé disposent de rafraichissement rapide des écrans empêchant d’avoir ce phénomène de black-out. C’est un confort non négligeable dans la prise de vue en rafales en photographie animalière.
Meilleures dynamiques
Un appareil photo disposant d’un capteur empilé dispose généralement d’une meilleure plage dynamique. Ses hautes lumières sont plus détaillées que pour un capteur CMOS classique et CMOS BSI. Cependant, il semblerait que pour le Canon R5 II, la plage dynamique soit légèrement en deçà de la version I du boitier tout en restant bonne (source : dpreview).
Autofocus plus précis
L’autofocus d’un appareil photo, c’est-à-dire sa capacité à faire le point sur son sujet, est influencé par différents facteurs :
- Est-ce un capteur à détection de phase ou à détection de contraste ou hybride,
- L’objectif qui lui est associé. Meilleure est sa qualité, plus facile il sera de faire l’AF,
- Les technologies liées à l’autofocus comme le Dual Pixel chez Canon,
- les algorithmes basés sur l’intelligence artificielle qui aident à la reconnaissance d’un sujet,
- La vitesse du déroulement du rideau électronique.
Sur ce dernier point, un capteur empilé donnera de meilleurs résultats qu’un capteur CMOS classique. Sur le terrain, lors de voyages photo, je l’ai souvent observé. Si un capteur CMOS classique peut avoir une rafale rapide, il réalise aussi moins de photos nettes.
Rafales plus rapides
Disposer d’un capteur empilé permet d’avoir une rafale plus rapide. Tous les appareils photo avec un capteur stacked ont des rafales supérieures à 20 images par seconde en Raw
Si des capteurs CMOS classiques arrivent aussi à cette cadence de rafale, c’est au détriment de l’autofocus. À noter qu’à ce sujet, le nombre de megapixels de votre appareil photo a aussi une grande importance. Plus le nombre de megapixels est grand, plus il est difficile d’avoir un AF précis. Pour cette raison, si vous optez pour un boitier avec un capteur CMOS classique, mieux vaut disposer d’un nombre de megapixels limité (autour de 20/24 Mpx). Seul un capteur empilé pourra proposer un grand capteur et un AF efficace.
Buffer plus long
Le buffer est une zone la mémoire temporaire intégrée à l’appareil photo qui stocke les images capturées avant qu’elles ne soient écrites sur la carte mémoire. Pour cette raison, on parle aussi de mémoire tampon. Lorsque cette mémoire est pleine, soit la rafale ralentit, soit il est impossible de prendre des photos.
En théorie, un capteur empilé peut disposer d’un buffer plus long. Seulement en théorie, car je soupçonne les marques de parfois brider le buffer de certains modèles pour garder un buffer quasi illimité pour ses modèles les plus chers.
Conclusion
Disposer d’un capteur empilé en photographie animalière est clairement un avantage par rapport à des boitiers équipés d’un capteur CMOS classique, surtout pour la photographie animalière d’action. Si vous en avez le budget (car c’est aussi un critère important), n’hésitez pas à sauter le pas.
Quels appareils photos ont un capteur empilé ?
Toutes les grandes marques d’appareil photo disposent d’un ou de plusieurs modèles avec un capteur empilé. Il s’agit pour toutes les marques des appareils photo les plus hauts de gamme. Tour d’horizon des différents modèles.
Canon R5 Mark II
Le nouveau Canon R5 Mark II est à ce jour le boitier Canon qui présente le meilleur rapport qualité/prix pour un appareil photo avec capteur empilé. Il est tout à fait adapter à la photographie animalière et la présence du capteur empilé devrait proposer un bon en avant non négligeable par rapport à la version I du Canon R5.
Les premiers tests sur Youtube montrent que le Canon R5 Mark II est à ce jour le boitier, toute marque confondue, qui offre la meilleure détection des sujets et un autofocus incroyable malgré une dynamique légèrement en retrait par rapport à la première version du R5. Ses 45 Mpx sont un avantage par rapport au futur Canon R1 en matière de recadrage.
Caractéristiques du Canon R5 Mark II :
- Capteur BSI plein format empilé de 45 Mpx
- Rafale de 30 images/seconde
- Autofocus Intelligent Dual Pixel, Eye Control et AF reposant sur l’IA
- Double prise de vue : prenez simultanément des photos de 33,2 millions de pixels (16:9) à 7,5 images/seconde tout en enregistrant des vidéos Full HD
- Fonction de pré-déclenchement de 15 images
- Vidéo 8K RAW jusqu’à 60p
- Réduction du bruit électronique en interne
- Plage Iso : 100 – 51200
- Stabilisateur d’image Jusqu’à 8 Vitesses
EOS R5 Mark II Noir
Capteur Plein format BSI empilé 45àmillions de pixels et vidéo RAW 8K 60P / Prise de vue à 30 im./s maximum / Nouvel autofocus intelligent "Dual Pixel Intelligent AF" / Stabilisateur d'image jusqu'à 8,5 vitesses intégré au boîtier
Canon R3
Le Canon R3 a longtemps été le seul boitier Canon équipé d’un capteur empilé. Il ressemble plus à une première version de R1 qu’à une ligne de produits autonome. Aujourd’hui, il apparaît un peu en retrait par rapport aux Canon R1 et Canon R5 Mark II.
Caractéristiques du Canon R3 :
- Capteur BSI plein format empilé de 24,1 Mpx
- Rafale de 30 images/seconde
- Autofocus Eye Control
- Vidéo 6K RAW jusqu’à 60p
- Plage Iso : 100 – 102400
- Stabilisateur d’image Jusqu’à 8 Vitesses
Appareil photo hybride Canon EOS R3 Nu
Vitesse explosive à 30 im./s - Regardez. Réagissez. / Conçu pour les films - Conçu pour les professionnels / Connectivité avancée - Capteur CMOS 36 × 24 mm 24.1 mpx / Monture RF - Système de nettoyage EOS intégré
Canon R1
Le Canon R1 est le fer de lance de Canon. J’avoue que les caractéristiques me déçoivent un peu et je trouve son rapport prix trop élevé en comparaison d’un Canon R5 Mark II. Il ressemble plus à un Canon R3 Mark II qu’à un flagship. Je le trouve plus adapté à une équipe de rédaction dans le domaine du sport qu’à un photographe animalier.
Caractéristiques du Canon R1 :
- Capteur plein format BSI empilé de 24,2 Mpx
- Rafale de 40 images/seconde
- Vidéo 6K RAW jusqu’à 60p
- Autofocus Intelligent Dual Pixel, Eye Control et AF reposant sur l’IA
- Capture simultanée de photos et de vidéos
- Stabilisateur d’images 8,5 stops
- Plage iso : 100 – 102400
- Connectivité de pointe pour envoyer les images rapidement aux clients (Wi-Fi 6E et Ethernet 2.5G BASE-T)
)
Appareil Photo Hybride Canon EOS R1 Noir
Capteur rétroéclairé empilé 24,2 millions de pixels / Jusqu'à 40 im./s. de prise de vue en continu / Vidéo 6K RAW jusqu'à 60p / DIGIC Accelerator
Sony A1
Le Sony A1 est le flagship de chez Sony mais il date de 2021. C’est mon boitier photo principal pour la photographie animalière. Je l’adore mais il serait temps que Sony annonce le Mark II dans les prochains mois, car un Nikon Z8 ou un Canon R5 Mark II font aussi bien, voire mieux, et en moins cher.
Caractéristiques du Sony A1 :
- Capteur empilé plein format de 50,1 Mpx
- Rafale de 30 images/seconde
- Vidéo 8k à 30 images/seconde
- Plage Iso : 100 – 32000
- Viseur Oled de 9,44 millions de points avec un taux de rafraichissement jusqu’à 240 images/s
- Stabilisateur d’image Jusqu’à 8 Vitesses
A1 NU
Capteur de 50,1 mégapixels CMOS Exmor RS plein format - Grande plage de sensibilité 100 - 32 000 ISO / Rafales jusqu'à 30 images/s avec suivi de la mise au point et de l'exposition - Obturateur electronique silencieux / Enregistrement 8K18 30p nouvelle génération - Vidéo 4K interne à haute cadence jusqu'à 120 images/s / Viseur électronique rafraîchi à 240 images/s afin de minimiser la latence en rafale
Sony A1 II
Le successeur du Sony A1 bénéficie du même capteur CMOS Exmor RS 50,1 MP, du même processeur BIONZ XR, et propose lui aussi 30 images/s, la vidéo 8K 30p, et la stabilisation sur 5 axes.
Le Sony Alpha 1 II propose les améliorations suivantes :
- Stabilisation améliorée jusqu’à 8,5 stops
- AF en temps réel boosté par l’IA (personnes, animaux et insectes
- Mode précapture en Raw permettant d’obtenir des photos jusqu’à 1 seconde avant le déclenchement
- Ergonomie repensée : écran multi-angle et viseur OLED 9,44 M
- Connectivité accrue : LAN 2,5 Gbps et USB-C 10 Gbps
- Amélioration de la colorimétrie
Sony A1 II boîtier
Le boîtier Sony A1 II est l'appareil photo système professionnel qui allie une résolution et une vitesse sans précédent. Réalisez des images d'une netteté exceptionnelle avec 50,1 mégapixels et immortalisez chaque instant grâce à la fonction 30 images/seconde. Parfait pour les photographes et les vidéastes qui exigent des performances de pointe.
Nikon Z9
Le Z9 est l’appareil photo haut de gamme de Nikon. Il comporte tout le savoir-faire de Nikon dans un boitier monobloc robuste. C’est le premier boitier à s’être émancipé du déclencheur mécanique.
Caractéristiques du Nikon Z9 :
- Capteur empilé plein format de 45,7 Mpx
- Rafale de 30 images/seconde
- Vidéo 8k à 30 images/seconde
- Plage Iso : 100 – 25600
- Stabilisateur d’image Jusqu’à 6 Vitesses
Z9 Nu
Vitesse incroyable. Précision inégalée. Netteté extraordinaire. / En photo comme en vidéo, le Z 9 répond aux impératifs professionnels les plus exigeants / Plage de sensibilités native étendue de 64 à 25 600 ISO - Capteur CMOS empilé plein format de 45,7 millions / Balance des blancs automatique - Monture Z
Nikon Z8
Le Nikon Z8 a tout du Nikon Z9 mais dans un boitier plus léger. Il est aussi moins cher. C’est à mon sens le meilleur rapport qualité/prix pour un capteur empilé chez Nikon. Je dispose aussi de ce boitier photo que j’utilise avec le 600 mm F6,3 de la marque et j’en suis très satisfait.
Nikon Z8
Le Nikon Z8 est un boîtier professionnel, plein format, compact qui s'inscrit dans une volonté de proposer de grandes capacités tant en vidéo qu'en photo grâce à son capteur empilé 45.7 Mp, son processeur hérité du Z9, et son autofocus hybride performant. Dans la lignée du Z9, le Nikon Z8 embarque...
Fujifilm X-H2S
Le Fujifilm X-H2S est le seul capteur APS-C empilé. C’est aussi le seul appareil photo Fujifilm réellement adapté à la photographie animalière. Son AF et sa gestion du bruit sont cependant en dessous des autres boitiers à capteur empilé présentés dans l’article.
Caractéristiques du Fujifilm X-H2S :
- Capteur empilé APS-C de 45,7 Mpx
- Rafale de 40 images/seconde
- Vidéo 6,2k à 30 images/seconde
- Plage Iso : 100 – 12800
- Stabilisateur d’image Jusqu’à 7 Vitesses
)
Appareil photo hybride X-H2s Noir
Monture objectif : Non Interchangeable / Sensibilité ISO : De 160 à 12 800 (extensible de 80 à 51 200) / Type d'objectif : Non concerné / Type de package : Boîtier nu
Et le global shutter du Sony A9 III, mieux qu’un capteur empilé ?
Avec le Sony A9 III, Sony innove avec l’arrivée d’un nouveau type de capteur pour la photographie grand public : le CMOS Global Shutter (obturation globale). Qu’est-ce que le global shutter et quelles différences avec les capteurs CMOS classiques, rétroéclairés et empilés ?
Dans le cas du global shutter, le capteur n’est pas placé sur une puce DRAM comme pour le capteur empilé ; « chaque photodiode est associée à sa propre mémoire individuelle » (source : Phototrend). Quelle incidence ? Tous les électrons sont transférés au même moment vers la mémoire. En d’autres mots, le capteur global shutter expose tous les pixels simultanément et pas ligne par ligne.
Conséquence : absence complète de rolling-shutter, absence de banding, rafale ultra-rapide, AF incroyable… Oui mais à l’heure d’aujourd’hui, seule le Sony A9 III est équipé d’un capteur à obturation globale et il présente deux inconvénients majeurs en photographie animalière : une montée en iso plus importe et une dynamique moindre qu’un capteur empilé plein format. Il serait équivalent sur ces deux points à un capteur APS-C.
Si vous ne photographiez pas au crépuscule lorsque la lumière est la plus faible, le Sony A9 III est une solution sans équivalence qui vous comblera. Dans le cas contraire, mieux vaut attendre que la technologie évolue. car oui, le capteur Global Shutter est sans aucun doute l’avenir des capteurs de nos appareils photos hybrides.
Quelques caractéristiques du Sony A9 III :
- Capteur plein format à obturation globale de 24.6 Mpx
- Rafale jusqu’à 120 images/seconde en Raw
- AF acrocheur
- Absence de banding et Rolling Shutter
- Colorimétrie plus douce que le Sony A1
- Synchronisation du flash à 1/80 000 (bien plus rapide que pour un capteur empilé)
A9 III
Capteur plein format BSI à obturation globale de 24 MP / Processeur BIONZ XR - Photos en rafale à 120 ips - Vidéo 4K 120p / Autofocus précis - Stabilisation 8 stops en photo + Active mode en vidéo / Ecran LCD tactile orientable 4D de 3.2" (8 cm)- WiFi
Sources :
- What’s the Difference Between CMOS, BSI CMOS, and Stacked CMOS ?
- Les capteurs : comprendre leur technologie
- The Canon R1 is a HUGE DISAPPOINTMENT
- Comparatif des Rolling Shutter : Qui est le meilleur ?
- Test COMPLET Sony A7r V : Sony REPOUSSE les limites avec 10 (grosses) nouveautés
- Capteur global shutter, une petite révolution pour nos boîtiers
Je m’appelle Grégory et je suis l’auteur de My-Wildlife, mon blog sur les safaris, l’ornithologie et l’observation animalière. Si comme moi, tu aimes la nature, suis mes conseils et inspire-toi de mes carnets naturalistes pour voyager en découvrant la vie sauvage. J’accompagne aussi des voyages photo qui offrent la possibilité de progresser en photographie tout en bénéficiant d’excellentes conditions d’observation et de prises de vue.
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