Nikon et les capteurs en 2025

[restoc]

Nikon continue à déposer des brevets de capteurs en 2025:
Rappelons celui relevé par Pierock :  https://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,353219.0.html

Voici un nouveau brevet publiè le 20 /11/2025 portant cette fois sur l'amélioration simultanée de Dynamique et de vitesse de lecture sur un capteur stacké : https://ymcinema.com/2025/11/23/nikon-sensor-design-high-dr-fast-readout/

Si le premier brevet ne pouvait donner lieu à une transposition directe dans la gamme 24*36 pour des questions d'encombrement et vise plutôt la gamme Red, ce dernier à l'avantage d'améliorer la dynamique et la vitesse d'un capteur stacké à taille égale par une disposition astucieuse des capacités (condensateurs) accumulant les électrons et de l'ADC. Le gain (en dynamique) porte sur une diminution du bruit (pour faire simple) à nb de photons collectés équivalent. L'avantage est de limiter les déviations et oscillations ( skew et wobble) avant l'entre dans l'ADC et donc probablement d'éviter un étage de traitement de signal au bénéfice d'un meilleur étage d'amplification avant ADC qui expliquait la légère régression de dynamique D850 > Z9/Z8.

Dit autrement Nikon ne se contente pas de demander des capteurs mais travaille bien en profondeur sur l'électronique au coeur des performances des capteurs.

 Manque plus que les photosites AF  en croix ...

[Pierock]

Je pense que la team RED chez Nikon, va sortir une remplaçante de la Komodo.

[restoc]

Probablement. Si on admet en // qu'il y a un peu urgence à rafraichir la gamme Z9 Exspeed7 en terme de marketing/relance des ventes,  ils ne doivent pas chômer.

[Jean-Claude]

Nikon a toujours fait du développement de capteurs qui a donné naissance à des puces originales basées sur du capteur courant chez Sony, Toshiba, Renesas,..

[al646]

C'est un sujet qui revient régulièrement, depuis le d70 on y a droit ad nauseum...
Au final, on ne sait jamais rien avant la sortie d'un nouveau capteur, on découvre alors seulement sa résolution, la présence ou non du filtre AA, sa vitesse de lecture depuis les ML et la techno des ses pixels PDAF (nombre et si on peut espérer des capteurs en croix) Ensuite quand dxo ou photo2photons publient les tests, on voit pour sa dynamique, montée en iso etc, bref, si un moment je me suis laissé embobiner sur qui fabrique, conçoit etc, je n'y trouve plus aucun intérêt et j'attends les annonces officielles et les tests. Je me doute bien que nikon ne reste pas les bras croisés et que le capteur étant l'élément essentiel d'un appareil, des ressources importantes y sont consacrées... (probablement dans le plus grand secret) J'imagine aussi que le Z9II disposera forcément d'un nouveau capteur, plus rapide, avec des PDAF en croix et un nombre accru de pixels PDAF (voir du dual pixel) tout en espérant une meilleure montée en iso et une dynamique améliorée, mais je ne m'excite pas sur ce sujet marronnier.

[yorys]

C'est un sujet qui revient régulièrement, depuis le d70 on y a droit ad nauseum...
Au final, on ne sait jamais rien avant la sortie d'un nouveau capteur, on découvre alors seulement sa résolution, la présence ou non du filtre AA, sa vitesse de lecture depuis les ML et la techno des ses pixels PDAF (nombre et si on peut espérer des capteurs en croix) Ensuite quand dxo ou photo2photons publient les tests, on voit pour sa dynamique, montée en iso etc, bref, si un moment je me suis laissé embobiner sur qui fabrique, conçoit etc, je n'y trouve plus aucun intérêt et j'attends les annonces officielles et les tests. Je me doute bien que nikon ne reste pas les bras croisés et que le capteur étant l'élément essentiel d'un appareil, des ressources importantes y sont consacrées... (probablement dans le plus grand secret) J'imagine aussi que le Z9II disposera forcément d'un nouveau capteur, plus rapide, avec des PDAF en croix et un nombre accru de pixels PDAF (voir du dual pixel) tout en espérant une meilleure montée en iso et une dynamique améliorée, mais je ne m'excite pas sur ce sujet marronnier.

Et de toute façon cela n'aura qu'une influence totalement marginale sur 99% des photos produites... plus de 8 ans après sa sortie le D850 reste ce qui se fait de mieux en qualité brute d'images fixes (en FF). L'essentiel des progrès étant depuis quelques années orientés vers la vidéo.


 

[al646]

Et de toute façon cela n'aura qu'une influence totalement marginale sur 99% des photos produites... plus de 8 ans après sa sortie le D850 reste ce qui se fait de mieux en qualité brute d'images fixes (en FF). L'essentiel des progrès étant depuis quelques années orientés vers la vidéo.

Cépafo, depuis quelques années, les capteurs plafonnent au niveau qualité d'image (dynamique, bruit...) et au mieux on peut encore espérer des gains marginaux indectables à l'oeil le plus averti, j'espère juste me tromper, mais 1 ou 2/10èmes d'IL ca va pas changer grand chose

 

[restoc]

Et de toute façon cela n'aura qu'une influence totalement marginale sur 99% des photos produites... plus de 8 ans après sa sortie le D850 reste ce qui se fait de mieux en qualité brute d'images fixes (en FF). L'essentiel des progrès étant depuis quelques années orientés vers la vidéo.

 

Sauf que ce brevet vise justement à restaurer la dynamique du D850 qui manque au Z9 et en améliorant en plus au passage avec la vitesse  système de conversion et de lecture encore du  Z9.
Pour ceux qui espèrent du raw à 40 ou 60 im/Sec avec une qualité de D850 au minimum,  c'est un gain marginal ...juste  exceptionnel!: Entre possible ou pas c'est du 0-100% pas du "à la marge".

CQFD.

[al646]

Sauf que ce brevet vise justement à restaurer la dynamique du D850 qui manque au Z9 et en améliorant en plus au passage avec la vitesse  système de conversion et de lecture encore du  Z9.
Pour ceux qui espèrent du raw à 40 ou 60 im/Sec avec une qualité de D850 au minimum,  c'est un gain marginal ...juste  exceptionnel!: Entre possible ou pas c'est du 0-100% pas du "à la marge".

CQFD.

En gros on aura peut-être (même pas sûr) aussi bien que ce que l'on avait il y a plus de 8 ans...

[55micro]

L'essentiel des progrès étant depuis quelques années orientés vers la vidéo.

Et les optiques.

[Verso92]

Sauf que ce brevet vise justement à restaurer la dynamique du D850 qui manque au Z9 [...]

La vraie question est la suivante : as tu vraiment ressenti cette régression en dynamique entre le D850 et le Z9 à certains zizos (même si elle existe "sur le papier") ?

Et les optiques.

Oui !

[Jean-Claude]

Les capteurs ont fait des progrès énorme au niveau des puits de lumière et microlentilles.
Par ex. le AFD 24-50 était devenu inutilisable sur le D100 puis correct à partir du D3x

[al646]

Les capteurs ont fait des progrès énorme au niveau des puits de lumière et microlentilles.
Par ex. le AFD 24-50 était devenu inutilisable sur le D100 puis correct à partir du D3x

Oui mais depuis 10 ans ca stagne...

[Jean-Claude]

Oui mais depuis 10 ans ca stagne...

Je ne crois pas,
juste que les progrès absolus actuels bénéficient d'avantage aux petits formats et smartphones,
les progrès relatifs à la taille de capteurs devenants de plus en plus marginaux pour les grands formats,
et c'est bien le progrès relatif qui se voit.

[restoc]

La vraie question est la suivante : as tu vraiment ressenti cette régression en dynamique entre le D850 et le Z9 à certains zizos (même si elle existe "sur le papier") ?


Oui !

Oui et non ! çà dépend de l'heure où on se lève et de son vécu !
Pour les 1 ou 2% de photographe qui se mettent en place avant le lever du jour en hiver avec givre et neige avec des éclairages rasants et terminent la séance vers 10 heures avec parfois de la neige ou du sable clair ou forets sombres  en arrière plan donc des contrastes énormes et ...qui on des centaines de milliers de photos en D850 et Z9 sur qqs années pour comparer alors c'est effectivement sensible : on récupère quand m^me mieux au PT avec le D850 entre 200 et 500 isos.

Mais i je ne prends que mes photos faites entre 10 et 18 heures et au dessus de 500 isos, forcément je ne dis plus la même chose....  

Donc oui il y a bien une différence utile à récupérer mais çà ne concerne probablement pas grand monde tous secteurs confondus.

[restoc]

Oui mais depuis 10 ans ca stagne...

Je ne crois pas,
juste que les progrès absolus actuels bénéficient d'avantage aux petits formats et smartphones,
les progrès relatifs à la taille de capteurs devenants de plus en plus marginaux pour les grands formats,
et c'est bien le progrès relatif qui se voit.

Tout à fait.
Et le pb ne vient probablement pas des constructeurs mais du ùarché photo :entre le marché énorme et en expansion toujours forte des SP et le marché en régression des compacts, DX, FF, les acteurs du silicium font d'autant moins d'efforts que peu d'exigencesflagrantes du marché de la photo poussent pour  d'avoir du 16 bits RVB vrai avec 18 Il à 25600 isos.

Rappelons qu'un D850 c'est un capteur avec 80 db de dynamique ... et que Nikon a développé pour ses microscopes des capteurs avec 118 db .. Juste énorme !  Mais qui a besoin de çà pour 99% du marché de la photo ?

Et avec la vidéo qui se contente largement des performances actuelles çà risque de ne pas bouger.
Alors si çà stagne les photographes devraient d'abord justifier leurs besoins. Parceque la techno existe et suivra ... si les chèques suivent !

[jenga]

les acteurs du silicium font d'autant moins d'efforts que peu d'exigencesflagrantes du marché de la photo poussent pour  d'avoir du 16 bits RVB vrai avec 18 Il à 25600 isos.

Hum...

Les photosites de D850 ont une capacité pleine échelle d'environ 60000 électrons (un peu plus ou un peu moins selon leur "couleur")/

A 25600 isos, on est à 400 fois la sensibilité native (64 isos), donc un gain 400 fois plus élevé, donc le 100% correspond à 150 électrons dans les puits.

Les lois de la physique étant ce qu'elles sont, le bruit photonique est alors "racine carrée de 150" = 12,5 et le rapport signal/bruit physique 12,5 également.

La physique limite donc le nombre de bits utiles à 4 à ce niveau d'éclairement, pour des photosites de la taille de ceux du D850.

(Bien sûr, avec les "débruiteurs" IA on a l'impression de photos nickel, quel que soit l'éclairement. Ne jamais oublier que l'IA reconstruit entièrement l'image; c'est le plus souvent bluffant, cf. les nervures des feuilles qui apparaissent alors qu'elle ne sont pas dans l'image de départ. Parfois, c'est moins bien, des caractères changent, etc. Dans tous les cas, ce n'est plus l'image de départ).

[al646]

Hum...

Les photosites de D850 ont une capacité pleine échelle d'environ 60000 électrons (un peu plus ou un peu moins selon leur "couleur")/

A 25600 isos, on est à 400 fois la sensibilité native (64 isos), donc un gain 400 fois plus élevé, donc le 100% correspond à 150 électrons dans les puits.

Les lois de la physique étant ce qu'elles sont, le bruit photonique est alors "racine carrée de 150" = 12,5 et le rapport signal/bruit physique 12,5 également.

La physique limite donc le nombre de bits utiles à 4 à ce niveau d'éclairement, pour des photosites de la taille de ceux du D850.

(Bien sûr, avec les "débruiteurs" IA on a l'impression de photos nickel, quel que soit l'éclairement. Ne jamais oublier que l'IA reconstruit entièrement l'image; c'est le plus souvent bluffant, cf. les nervures des feuilles qui apparaissent alors qu'elle ne sont pas dans l'image de départ. Parfois, c'est moins bien, des caractères changent, etc. Dans tous les cas, ce n'est plus l'image de départ).

CQFD, cela fait 10 ans que la qualité d'image ne progresse plus, on peut encore espérer des gains marginaux mais qui peut discerner 1 ou 2/10ème d'IL á l'oeil nu? Les constructeurs se concentrent maintenant sur la vitesse de lecture des capteurs (avec parfois des petites régressions sur la qualité d'image) Au mieux on peut espérer que l'on élimine ces régressions, mais j'ai du mal à croire à un progrès visible en la matière... trop d'investissements pour des gains marginaux sur un marché en décroissance... avec si je comprends bien des limitations physiques dont on s'approche, seuls les capteurs spécialisés avec refroidissement externe etc pourront encore bénéficier d'améliorations, mais le photographe lambda n'est amha pas concerné...
Il est probable que l'IA envahisse nos appareils dans les années à venir... je ne m'en réjouis pas! Certains me diront que c'est déjà le cas, mais pas vraiment si on sait de quoi on parle... cela risque d'être la prochaine étape et le marketing fera le reste...
Si un constructeur commence, tout le monde va s'y mettre et les acheteurs suivront...

[luistappa]

A priori le nouveau capteur demi-empilé Sony (33mpix) qui est monté sur l'A7V n'aurait pas de perte de dynamique par rapport au non empilé de l'A7IV.

[al646]

A priori le nouveau capteur demi-empilé Sony (33mpix) qui est monté sur l'A7V n'aurait pas de perte de dynamique par rapport au non empilé de l'A7IV.

Cela va dans le sens de gommer les régressions, même sur un capteur empilé, cela reste possible (si on regarde les courbes d'un R3, c'est bluffant, mais manifestement l'accent actuellement c'est la vitesse de lecture et c'est antinomique avec la dynamique... on attendra le Z9II et son nouveau capteur pour voir dans quel sens nikon a bossé

[Tonton-Bruno]

En tout cas, sur le Z8, je n'ai jamais ressenti le trou de dynamique qu'on voit sur les courbes, et je ne pense pas que cela puisse impacter les photographes les plus pointus. Je reconnais néanmoins que le comblement de ce trou constituerait un bon argument commercial, car beaucoup de photographes amateurs achètent avant tout une fiche technique.

[yorys]

En tout cas, sur le Z8, je n'ai jamais ressenti le trou de dynamique qu'on voit sur les courbes, et je ne pense pas que cela puisse impacter les photographes les plus pointus. Je reconnais néanmoins que le comblement de ce trou constituerait un bon argument commercial, car beaucoup de photographes amateurs achètent avant tout une fiche technique.

A vrai dire moi non plus avec le Z9, et tout à fait d'accord sur le fait que le progrès le plus sensible de ces dernières années porte sur la qualité des optiques. Quelque optiques F me restent irremplaçables, mais il y en a de moins en moins.
Et si (par miracle) sort un Z7 III je n'aurai plus trop d'états d'âmes pour revendre le D850 (que je garde surtout par nostalgie en fait).

[Pierock]

Les trous c'est surtout dans l'emmental ... Des trous dans la dynamique je n'en connais pas ou bien c'est une nouvelle sorte de fromage japonais !

[restoc]

Les trous c'est surtout dans l'emmental ... Des trous dans la dynamique je n'en connais pas ou bien c'est une nouvelle sorte de fromage japonais !

Sauf que c'est bien réel et les courbes publiées par des gens sérieux ne font que le rappeler: vas donc essayer d'attraper une scène de 7 Il et plus à 300-500 isos selon les modèles stackés.

Encore une fois le " je ne vois pas ou çà ne me gène pas, donc çà n'existe pas"  n'est pas un instrument de mesure reconnu par la physique ni  les  constructeurs  et normalement par tout bon enseignement de la photo ou de la vidéo. 

[Tonton-Bruno]

vas donc essayer d'attraper une scène de 7 Il et plus à 300-500 isos

Si un professionnel sous-expose souvent son sujet principal de 6 ou 7 Il, il risque d'avoir beaucoup de mal à vivre de ses photos.

[al646]

Si un professionnel sous-expose souvent son sujet principal de 6 ou 7 Il, il risque d'avoir beaucoup de mal à vivre de ses photos.

C'est clair et tu as raison aur ce point, cela n'empêche de regretter cette régression qui bien que peu gênante affectera légèrement la qualité d'image dans des situations rares et compliquées...
Cela me rappelle le temps ou les capteurs Canon rendaient 1 IL en dynamique par rapport à Nikon, on était super content d'être en nikon et on ne se privait pas de le faire remarquer aux canonistes, ceux-ci minimisaient l'impact... Ici c'est pareil, ai on a un z6IIII/z8/z9 on se rend compte que c'est au final très peu gênant, mais si on a un d850 on crie au scandale, si on remet l'église au milieu du village, on ne va pas nier le souci, mais vi son impact minime, faut pas wn faire un fromage.

[Pierock]

Sauf que c'est bien réel et les courbes publiées par des gens sérieux ne font que le rappeler: vas donc essayer d'attraper une scène de 7 Il et plus à 300-500 isos selon les modèles stackés.

Encore une fois le " je ne vois pas ou çà ne me gène pas, donc çà n'existe pas"  n'est pas un instrument de mesure reconnu par la physique ni  les  constructeurs  et normalement par tout bon enseignement de la photo ou de la vidéo. 

Sauf que, en l'occurence,, il y a décrochement dans la courbe qui n'est pas un trou mais un changement de traitement du signal. Les courbes ne montrent pas la répartition des IL par rapport au gris moyen par ISO.

Me trompe-je ?

Or, Sony a expliqué cela sur ces matériels dans un doc technique très bien fait. C'est un recalage électronique de traitement pour un meilleur rapport signal/bruit.
C'est la différence en ISO Natif et ISO de base.

Donc le trou, c'et bien de l'emmental pour moi  . Ne me demandez pas le doc, je suis en train de le rechercher ...

[al646]

Sauf que, en l'occurence,, il y a décrochement dans la courbe qui n'est pas un trou mais un changement de traitement du signal. Les courbes ne montrent pas la répartition des IL par rapport au gris moyen par ISO.

Me trompe-je ?

Or, Sony a expliqué cela sur ces matériels dans un doc technique très bien fait. C'est un recalage électronique de traitement pour un meilleur rapport signal/bruit.
C'est la différence en ISO Natif et ISO de base.

Donc le trou, c'et bien de l'emmental pour moi  . Ne me demandez pas le doc, je suis en train de le rechercher ...

Non, ce trou est réel, sur DPR quelqu'un s'est amusé à faire des tests pour le mettre en évidence, la raison est toute simple, c'est à 500 iso que le gain d'amplification de 2ème niveau est appliqué... or pour tout ampli, plus le gain est élevé, plus le bruit est important, mais plus on monte dans les iso, moins le ratio du bruit d'amplification par rapport au bruit du capteur est important, sur un z8/z9, il suffit de ne pas utiliser de valeur iso entre 400 et 800, je ne trouve pas cela contraignant.

[Pierock]

Mais je suis entièrement d'accord qu'il y a décrochement, perso sur mon Z8, il se passe à 480 ISO.  Mais cela ne change pas la dynamique.

Dans le schéma ci-dessous les valeurs sont des exemples et orientés vidéo



Si il y avait un trou de dynamique, cela voudrait dire que l'image d'assombrie or c'est le bruit du signal qui change.

D'ailleurs le niveau acceptable de bruit dans une image est une notion totalement arbitraire et propre à chacun.

[Verso92]

Si un professionnel sous-expose souvent son sujet principal de 6 ou 7 Il, il risque d'avoir beaucoup de mal à vivre de ses photos.

Pas compris ta réponse...

[luistappa]

C'est pas parce qu'un trou à un fond que ce n'est pas un trou...
Mais si tu préfères l'appeler un grand creux ça change rien au résultat...

[Pierock]

C'est pas parce qu'un trou à un fond que ce n'est pas un trou...
Mais si tu préfères l'appeler un grand creux ça change rien au résultat...

et tu le vois comment ton creux de dynamique à 480 iso ?

[jenga]

sur un z8/z9, il suffit de ne pas utiliser de valeur iso entre 400 et 800, je ne trouve pas cela contraignant.

J'aimerais bien voir des exemples montrant à quel point ce "trou" est gênant. Par exemple la même scène avec un D850 et un Z9 avec les mêmes choix d'expo.

(et par pitié, pas en remontant les images de 7 IL. Je peux croire qu'un photographe peu expérimenté puisse se tromper de 7IL (un facteur x128, quand même !) avec un reflex , mais avec un ML ça me semble difficile, même en débrayant les automatismes)

[Pierock]

Perso, je préfère largement avoir un obturateur à 1/32000s avec des objectifs très rapide d'aujourd'hui, avec mon Z8. C'est plus créatif que de gagner éventuellement 1/3 ou 1/2 d'IL de dynamique.

[Verso92]

J'aimerais bien voir des exemples montrant à quel point ce "trou" est gênant. Par exemple la même scène avec un D850 et un Z9 avec les mêmes choix d'expo.

(et par pitié, pas en remontant les images de 7 IL. Je peux croire qu'un photographe peu expérimenté puisse se tromper de 7IL (un facteur x128, quand même !) avec un reflex , mais avec un ML ça me semble difficile, même en débrayant les automatismes)

Ce "trou" est gênant intellectuellement (c'est quand même un recul là où on avait l'habitude d'une progression continuelle).


Après, le mettre en évidence en photo, pas facile... moi qui possède à la fois un D850 et un Z9, je n'en suis pas capable (mais il existe des photographes plus pointus que moi, auxquels je cède la place bien volontiers pour la démonstration).

[Pierock]

C'est un passage vers un autre circuit pour changer le rapport signal/bruit ... Cela permet de travailler sur 2 ISO, ce qui est un avantage sur la qualité de l'image. Ce qui reste préférable à inventer des pixels avec de l'iA aussi puissante soit-elle.

Bref, cela devient le trou normand et ne fait pas tomber le ciel sur la tête.

[al646]

C'est un passage vers un autre circuit pour changer le rapport signal/bruit ... Cela permet de travailler sur 2 ISO, ce qui est un avantage sur la qualité de l'image. Ce qui reste préférable à inventer des pixels avec de l'iA aussi puissante soit-elle.

Bref, cela devient le trou normand et ne fait pas tomber le ciel sur la tête.

Je rectifie... on a un snr en sortie de capteur qui dépend de la quantité de photons reçue par les photosites et pour exploiter le signal qui est très faible, il faut un premier niveau d'amplification, l'ampli analogique va amplifier le signal en fonction de  son gain et rajouter son bruit propre à son électronique, le snr en sortie sera forcément modifié, si par ex l'ampli a un gain en tension de 20 dB avec un facteur de bruit de 6 dB, le signal en sortie sera décuplé et le bruit doublé.
Pour éviter de rajouter du bruit inutilement, il faut positionner le deuxième niveau d'amplification à une valeur iso telle que le bruit du capteur devienne plus gênant que le bruit d'amplification...
Sur le Z9, la bascule vers le deuxième niveau d'amplification se fait à 500 iso
A 500 isos, le signal est quasiment 8x moindre qu'à 64 iso, le bruit d'amplication devenant alors moins prépondérant que le bruit généré par les photosites du capteur.

[Pierock]

Je rectifie... on a un snr en sortie de capteur qui dépend de la quantité de photons reçue par les photosites et pour exploiter le signal qui est très faible, il faut un premier niveau d'amplification, l'ampli analogique va amplifier le signal en fonction de  son gain et rajouter son bruit propre à son électronique, le snr en sortie sera forcément modifié, si par ex l'ampli a un gain en tension de 20 dB avec un facteur de bruit de 6 dB, le signal en sortie sera décuplé et le bruit doublé.
Pour éviter de rajouter du bruit inutilement, il faut positionner le deuxième niveau d'amplification à une valeur iso telle que le bruit du capteur devienne plus gênant que le bruit d'amplification...
Sur le Z9, la bascule vers le deuxième niveau d'amplification se fait à 500 iso
A 500 isos, le signal est quasiment 8x moindre qu'à 64 iso, le bruit d'amplication devenant alors moins prépondérant que le bruit généré par les photosites du capteur.

Oui ! merci pour les précisions. Je crois même que le premier niveau est constitué de 4 amplis : R Gr Gb B , non ?

[al646]

Oui ! merci pour les précisions. Je crois même que le premier niveau est constitué de 4 amplis : R Gr Gb B , non ?

Pas du tout, les amplis analogues sont directement intégrés sur le capteur ainsi que les convertisseurs A/D, il y a un ampli par colonne de pixel (donc plusieurs milliers) et un multiplexeur qui permet de faire la sélection, le signal de chaque pixel est donc amplifié à un niveau suffisant pour alimenter les convertisseurs A/D, quand on parle de capteur dual gain, le deuxième niveau d'amplification est la plupart du temps réalisé par les mêmes amplis dont on augmente le gain à partir d'une certaine valeur iso, l'autre alternative étant de basculer sur des amplis avec un gain plus élevé...

[Pierock]

Pas du tout, les amplis analogues sont directement intégrés sur le capteur ainsi que les convertisseurs A/D, il y a un ampli par colonne de pixel (donc plusieurs milliers) et un multiplexeur qui permet de faire la sélection, le signal de chaque pixel est donc amplifié à un niveau suffisant pour alimenter les convertisseurs A/D, quand on parle de capteur dual gain, le deuxième niveau d'amplification est la plupart du temps réalisé par les mêmes amplis dont on augmente le gain à partir d'une certaine valeur iso, l'autre alternative étant de basculer sur des amplis avec un gain plus élevé...

C'est parce que j'avais ce vieux schéma de camera Canon en tête, cela a peut être changé depuis et chez Nikon particulièrement.
J'aimerais bien retrouver un schéma actualisé.

[jenga]

Après, le mettre en évidence en photo, pas facile... moi qui possède à la fois un D850 et un Z9, je n'en suis pas capable (mais il existe des photographes plus pointus que moi, auxquels je cède la place bien volontiers pour la démonstration).

Je pense que tu fais suffisamment de manips, en sachant quoi chercher, pour détecter un éventuel pb...

[al646]

C'est parce que j'avais ce vieux schéma de camera Canon en tête, cela a peut être changé depuis et chez Nikon particulièrement.
J'aimerais bien retrouver un schéma actualisé.

C'est vraiment un vieux schéma car les convertisseurs A/D sont maintenant intégrés dans le capteur chez tous les constructeurs.
Le principe utilisé actuellement chez Sony (donc Nikon et les autres constructeurs) est illustré ici:
https://www.sony-semicon.com/en/technology/is/columnad.html

[kochka]

Ce "trou" est gênant intellectuellement (c'est quand même un recul là où on avait l'habitude d'une progression continuelle).


Après, le mettre en évidence en photo, pas facile... moi qui possède à la fois un D850 et un Z9, je n'en suis pas capable (mais il existe des photographes plus pointus que moi, auxquels je cède la place bien volontiers pour la démonstration).

C'est toute la différence entre les mesures au millipoil, et la visibilité du résultat final .
Les mesures sont indispensables parce que factuelles, mais elle ne sont qu'une part dans le résultat obtenu où elle ne sont pas les seules à intervenir.

[Pierock]

C'est vraiment un vieux schéma car les convertisseurs A/D sont maintenant intégrés dans le capteur chez tous les constructeurs.
Le principe utilisé actuellement chez Sony (donc Nikon et les autres constructeurs) est illustré ici:
https://www.sony-semicon.com/en/technology/is/columnad.html

Merci pour le refresh 

[restoc]

Je rectifie... on a un snr en sortie de capteur qui dépend de la quantité de photons reçue par les photosites et pour exploiter le signal qui est très faible, il faut un premier niveau d'amplification, l'ampli analogique va amplifier le signal en fonction de  son gain et rajouter son bruit propre à son électronique, le snr en sortie sera forcément modifié, si par ex l'ampli a un gain en tension de 20 dB avec un facteur de bruit de 6 dB, le signal en sortie sera décuplé et le bruit doublé.
 
Sur le Z9, la bascule vers le deuxième niveau d'amplification se fait à 500 iso
A 500 isos, le signal est quasiment 8x moindre qu'à 64 iso, le bruit d'amplication devenant alors moins prépondérant que le bruit généré par les photosites du capteur.

Cà c'était le brevet Aptina qui remonte au D3S avec la magie des 100 000 isos ...inexploitables.
Depuis les constructeurs ont heureusement introduit " un petit qq chose en plus" qui fait qu'on peut dans certaines conditions avoir des photos à 1600 isos aussi bonnes qu'a 200 si on ne parle que dynamique et S/B ... parce qu'on a retrouvé des photons en plus...Voyions ceux qui ont de la mémoire pour trouver ce petit truc en plus...Les brevets servent bien à qq chose ..;

Si Nikon et Sony  ont déposé  il y a 5 ou 6 ans des brevets assez voisins pour retrouver les perfs d'un D850 ou équivalent Sony avec un capteur stacké ... c'est bien qu'ils savent qu'il y a qq chose qui a baissé significativement...

Que certains ne le voient pas ne définit heureusement pas leur plan de RetD   

[jenga]

" un petit qq chose en plus" qui fait qu'on peut dans certaines conditions avoir des photos à 1600 isos aussi bonnes qu'a 200 si on ne parle que dynamique et S/B ... parce qu'on a retrouvé des photons en plus...Voyions ceux qui ont de la mémoire pour trouver ce petit truc en plus..

J'avoue mon manque de mémoire.

Donc, j'accepterai sans honte les liens montrant qu'on peut avoir, si j'ai bien compris, autant de photons à 1600 isos qu'à 200 (au point d'avoir les mêmes SNR et dynamique), et les conditions dans lesquelles ce résultat vaut.

[Pierock]

En video, on le voit bien avec les 2 ISO de base (pas équivalent à ISO natif)

[al646]

J'avoue mon manque de mémoire.

Donc, j'accepterai sans honte les liens montrant qu'on peut avoir, si j'ai bien compris, autant de photons à 1600 isos qu'à 200 (au point d'avoir les mêmes SNR et dynamique), et les conditions dans lesquelles ce résultat vaut.

Moi aussi, perso je n'y crois pas...

[restoc]

J'avoue mon manque de mémoire.

Donc, j'accepterai sans honte les liens montrant qu'on peut avoir, si j'ai bien compris, autant de photons à 1600 isos qu'à 200 (au point d'avoir les mêmes SNR et dynamique), et les conditions dans lesquelles ce résultat vaut.

Attention à bien lire c'est Autant d'électrons  à 1600 isos qu'à 200 !!!pas autant de photons. Faut pas s'emballer c'est pas de la magie.

Cà s'appelle le LOFIC ( Lateral Overflow Integration Capacitance). Cà a été publié il y a déjà probablement 15 ans par le Père des Cmos Eric Fossum puis repris par une équipe japonaise a priori la licence est actuellemnt chez Omnivision. Ce n'est donc pas récent du point de vue théorie mais la généralisation ne démarre vraiment qu'en 2025 voir lien  ( Apple Sony  ils s'y mettent tous). On notera qu'entre le moment où on a annoné çà dans cet honorable forum ( 5 ans ?) sur la base des publis universitaires japonaises avant les brevets; la sortie de cette techno les constructeurs n'ont mis que 4 ou 5 ans. Ils vont trés vite.

Pour faire trés simple: Au lieu d'avoir un puis deux ou plusieurs étages de gain ( voir D5 !!) et un ou deux étages d'amplification vigoureux donc conservateurs et générateur de bruit, l'APN s'arrange pour faire une sorte "d'ETTR " ( je simplifie mais c'est plus parlant) et donc avec de l'Overflow voulu. ( En fait à photons constants les étages d'amplis sont conçus pour faire de l'Overflow) . C'est en çà que çà diffère des procédé Aptina d'un capteur classique.
Dans un capteur classique l'overflow est évidemment perdu et écrasé. Dans un LOFIC  l'Overflow d'électrons est stocké dans une deuxième capacité réglée pour attraper tout ce qui dépasse de la capacité de base normale et exploitée par un étage d'amplification spécial. Le produit des deux donne une tension plus élevée en entrée des ADC. La différence est évidemment que les étages d'amplification  à la différence du systéme Aptina ne travaillent pas à gain élevé et présentent donc meilleur S/B sur l'ensemble des valeurs et pas seulement par ex sur les gris moyens.
Cà cumule plusieurs petits gains marginaux avant et pour la conversion et permet à celle ci de travailler dans sa meilleure gamme pratiquement hors bruit.
Le principal intérêt est pour les Basses Lumières d'un côté ... et le HDR à l'autre extrémité. Pour la carte postale et le studio bien équipé çà ne changera rien évidemment.

https://www.gsmarena.com/the_image_sensor_competition_is_on_lofic_sensors_will_see_wider_adoption_starting_in_2026-news-70224.php

[jenga]

Attention à bien lire c'est Autant d'électrons  à 1600 isos qu'à 200 !!!pas autant de photons. Faut pas s'emballer c'est pas de la magie.

Cà s'appelle le LOFIC ( Lateral Overflow Integration Capacitance).

Merci pour le lien.

Le LOFIC stocke dans une capacité annexe l'excès d'électrons, lorsque le puits est plein. Très bien pour les poses longues, ou toute autre situation dans laquelle on sature le capteur, photo à PO en plein soleil, etc.

Mais si on est à 1600 isos, c'est au contraire parce qu'on n'a pas suffisamment d'électrons, 20 fois moins que la capcité typiquement. Le LOFIC n'aide pas dans cette situation.

[Verso92]

Merci pour le lien.

Le LOFIC stocke dans une capacité annexe l'excès d'électrons, lorsque le puits est plein. Très bien pour les poses longues, ou toute autre situation dans laquelle on sature le capteur, photo à PO en plein soleil, etc.

Mais si on est à 1600 isos, c'est au contraire parce qu'on n'a pas suffisamment d'électrons, 20 fois moins que la capcité typiquement. Le LOFIC n'aide pas dans cette situation.

Fuji avait implémenté une solution voisine (dans l'esprit), à l'époque, sur sa version du D200...

[al646]

Fuji avait implémenté une solution voisine (dans l'esprit), à l'époque, sur sa version du D200...

Bien vu 👍
Lorsque l'on verra des courbes de dynamique et SNR à 1600 iso aussi bonnes qu'a 200, je serai convaincu, actuellement c'est loin d'être le cas...

[Rami]

Fuji avait implémenté une solution voisine (dans l'esprit), à l'époque, sur sa version du D200...

Cela me semble un peu différent, la solution Fuji utilisait une alternance de petits et des gros photosites avec une procédure d'interpolation.

[jenga]

Bien vu 👍
Lorsque l'on verra des courbes de dynamique et SNR à 1600 iso aussi bonnes qu'a 200, je serai convaincu, actuellement c'est loin d'être le cas...

C'est bien sûr impossible.

Le SNR caractérise le bruit de grenaille, ou bruit photonique, irréductible. Il ne dépend que du nombre d'électrons, et est égal à la racine carrée de ce nombre.
En photo on l'exprime en unités logarithmiques: "SNR = 20 x log (racine carrée(nombre électrons))", soit, par propriétés des logarithmes: SNR = 10 x log(nb électrons)

Par définition, on a 8 fois moins de signal à 1600 isos qu'a 200, donc le SNR est diminué de 10 log( 8 ) = 9 dB

Dit autrement, à chaque fois que les isos sont multipliés par 10, le SNR diminue de 10dB.
ça peut être un peu différent sur les courbes DXO, en raison des imprécisions de mesure et de l'écart entre isos constructeur et isos réels.

[namzip]

Je suis toujours admiratifs quand les choses compliquées sont clairement exposées.

[kochka]

Toutàfé.

[Philou10]

Si un professionnel sous-expose souvent son sujet principal de 6 ou 7 Il, il risque d'avoir beaucoup de mal à vivre de ses photos.

   

[Verso92]

Lorsque l'on verra des courbes de dynamique et SNR à 1600 iso aussi bonnes qu'a 200, je serai convaincu, actuellement c'est loin d'être le cas...

Il suffit d'être un peu patient...  ;-)

[Manu_14]

C'est bien sûr impossible.

Le SNR caractérise le bruit de grenaille, ou bruit photonique, irréductible. Il ne dépend que du nombre d'électrons, et est égal à la racine carrée de ce nombre.
En photo on l'exprime en unités logarithmiques: "SNR = 20 x log (racine carrée(nombre électrons))", soit, par propriétés des logarithmes: SNR = 10 x log(nb électrons)

Par définition, on a 8 fois moins de signal à 1600 isos qu'a 200, donc le SNR est diminué de 10 log( 8 ) = 9 dB

Dit autrement, à chaque fois que les isos sont multipliés par 10, le SNR diminue de 10dB.
ça peut être un peu différent sur les courbes DXO, en raison des imprécisions de mesure et de l'écart entre isos constructeur et isos réels.

Bonjour,
Je ne suis pas sûr de comprendre. Le bruit photonique comme son nom l'indique dépend du nombre de photons. Par ailleurs, il me semblait qu'augmenter les iso augmentait au contraire le SNR (mais fait diminuer la dynamique) : https://www.bastienfoucher.com/tutoriels/comprendre-iso-astrophotographie/
https://sahavre.fr/wp/bruit-part-2/

[al646]

Il suffit d'être un peu patient...  ;-)

OK, trop facile, mais pour le même appareil 🥸

[jenga]

Bonjour,
Je ne suis pas sûr de comprendre. Le bruit photonique comme son nom l'indique dépend du nombre de photons. Par ailleurs, il me semblait qu'augmenter les iso augmentait au contraire le SNR (mais fait diminuer la dynamique) : https://www.bastienfoucher.com/tutoriels/comprendre-iso-astrophotographie/
https://sahavre.fr/wp/bruit-part-2/

Merci pour le lien.

Le bruit photonique est en effet égal à la racine carrée du nombre de photons. Comme on compte finalement les électrons créés par la capture de ces photons, ça revient au même de considérer ces derniers (à l'efficacité quantique près, un facteur de l'ordre de 0,5). C'est pourquoi le SNR est défini à partir de la capacité en électrons des puits.

C'est d'ailleurs ce qui est fait dans l'article que tu cites, le calcul considère que le bruit photonique est égal à racine carrée de 49, où 49 est bien le nombre d'électrons.

Ensuite, l'article calcule un rapport signal sur bruit tenant compte du bruit de lecture et de l'amplification, qui est bien sûr un paramètre intéressant, mais autre que le SNR. Cependant, les calculs et donc les conclusions me semblent basées sur un capteur particulier, voire hypothétique ("introduisons du bruit de lecture fixe, 3 e-").

Le calcul fait implicitement l'hypothèse que les seuls bruits sont:
-le bruit photonique = racine de 49
-le bruit de lecture du capteur = 3 électrons

L'amplification (1, puis 2, puis 4 dans l'article, correspondant des réglages isos différents) est au contraire implicitement supposée n'apporter aucun bruit. De même, la conversion en numérique est censée n'apporter aucun bruit.

Dans ces conditions, on trouve bien sûr qu'on a toujours intérêt à augmenter le gain, puisque cela réduit la contribution du bruit de lecture sans contrepartie.

Dans la réalité, cela dépend des capteurs; par exemple, le D850 a un bruit de lecture de 0,9 électron et un bruit de conversion de 1,4 DN, et finalement on trouve qu'il n'y a pas d'intérêt à augmenter le gain (i.e. les isos) au-delà de 680 isos pour ce capteur.

[Manu_14]

Ok, merci pour ta réponse.

[al646]

Pour résumer, la qualité d'image des capteurs plafonne depuis une dizaine d'années (progrès infimes, voir petites régressions pour les capteurs empilés) et c'est parceque l'on commence à s'approcher des limitations physiques et technologiques.
On arrive à un point où les gains envisageables deviennent trop faibles au vu des efforts et investissements à consentir pour y arriver.
Dans certains domaines où le coût est secondaire, on peut recourir au refroidissement, à des composants électroniques à très faible bruit, etc, mais en photo, le prix de vente des appareils serait alors un suicide commercial.
Les constructeurs préfèrent miser sur la vitesse de lecture des capteurs et la partie logicielle qui devient prépondérante pour se différencier de la concurrence.
Pour ceux qui recherchent uniquement la qualité d'image, la meilleure option me semble être le MF... par ex un GFX 100

[Pierock]

Merci pour tout l'approfondissement physique et électronique du sujet que j'ai lancé plus haut.
Vos explications sont clares et pédagogiques. Top ! 

[tbjm]

Pour résumer, la qualité d'image des capteurs plafonne depuis une dizaine d'années (progrès infimes, voir petites régressions pour les capteurs empilés) et c'est parceque l'on commence à s'approcher des limitations physiques et technologiques.
On arrive à un point où les gains envisageables deviennent trop faibles au vu des efforts et investissements à consentir pour y arriver.
Dans certains domaines où le coût est secondaire, on peut recourir au refroidissement, à des composants électroniques à très faible bruit, etc, mais en photo, le prix de vente des appareils serait alors un suicide commercial.
Les constructeurs préfèrent miser sur la vitesse de lecture des capteurs et la partie logicielle qui devient prépondérante pour se différencier de la concurrence.
Pour ceux qui recherchent uniquement la qualité d'image, la meilleure option me semble être le MF... par ex un GFX 100

la dynamique de ces faux MF est pas meilleur que les derniers 24x36

[Verso92]

Pour ceux qui recherchent uniquement la qualité d'image, la meilleure option me semble être le MF... par ex un GFX 100

Ou un Z7(II) chez nikon ?

;-)

[al646]

Ou un Z7(II) chez nikon ?

;-)

Le  capteur du Z7 n'apporte pas grand chose en QI par rapport au d850...

[Tonton-Bruno]

Il apporte tous les objectifs Z.

[Verso92]

Le  capteur du Z7 n'apporte pas grand chose en QI par rapport au d850...

Toutafé.

Mais, comme dit Tonton, les zobjectifs...

[Rami]

pour info

https://www.dpreview.com/news/5788687973/partially-stacked-cmos-sensors-boost-dynamic-range-breakthrough