Fonctionnement du zoom dans une caméra vidéo

Le but d’un zoom est d’agrandir l’image cadrée en créant un mouvement « plus proche » du sujet filmé, sans impliquer de mouvement de la part de la caméra elle-même. Pour évaluer la capacité d’un zoom, on considère le nombre de fois qu’il est capable d’agrandir une image. Par exemple, 2x (lire « deux fois ») signifie que le sujet est agrandi 2 fois, 4x 4 fois et ainsi de suite. Naturellement, plus sa valeur maximale est élevée, plus le zoom est puissant.
Presque tous les caméscopes modernes sont équipés de deux systèmes de zoom qui se ressemblent sur le plan conceptuel, mais qui fonctionnent différemment : le zoom optique et le zoom numérique.

Sommaire

Zoom optique

Le zoom optique est un composant de l’objectif doté de caractéristiques optiques/mécaniques ; il se compose d’une série de lentilles alignées concentriquement et d’un mécanisme capable de les déplacer (manuellement ou électroniquement) d’avant en arrière sur leur axe.
Ce mouvement modifie continuellement la distance focale dans une plage définie par la capacité des lentilles et détermine ainsi l’approche ou l’éloignement de la zone utile capturée par l’objectif, entre un maximum et un minimum. De tels décalages permettent de sélectionner une prise de vue sans avoir à changer d’objectif, ce qui était nécessaire lorsque le zoom n’existait pas encore.

Par exemple, pour un caméscope ou un appareil photo, un zoom optique 100x signifie qu’il est capable de grossir 100 fois l’image cadrée.
Deux caractéristiques fondamentales permettent de distinguer un zoom optique d’un autre : la longueur focale et la luminosité. Ces caractéristiques sont généralement indiquées par des chiffres sur la bague de l’objectif.

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Exemple

10-80 mm: Plage focale. Ce zoom va d’une longueur focale de 10 mm à 80 mm.
f./1:1.3 -1.8: Luminosité de l’objectif. La luminosité varie de 1,3 à la longueur focale de 10 mm à 1,8 à la longueur focale de 80 mm.
7X: Facteur d’agrandissement. Il s’agit du nombre de fois que la longueur focale minimale peut être agrandie. (7x10mm)=70mm
Pour contrôler le zoom, les caméscopes modernes sont équipés d’un moteur électrique commandé par un levier (souvent utilisé avec l’index lors de la prise de vue) qui élargit ou rétrécit le cadre, calibrant également la vitesse du zoom.
Il convient de noter que certains zooms d’appareils photo disposent d’une fonction appelée macro. Cette fonction permet d’agrandir considérablement le cadrage de petits objets tels que des insectes, des détails de peau, etc. sans rendre l’image floue. Elle est normalement activée en accédant au menu de l’appareil.
Rappelons que, le procédé décrit étant optique, l’image agrandie ne subira pas de distorsions ni de dégradations de qualité, mais sera aussi détaillée que l’original. Cette garantie de qualité a un coût : les zooms optiques sont des appareils très précis et donc tout aussi coûteux. C’est pourquoi la puissance moyenne des zooms des caméscopes grand public sur le marché ne dépasse pas 10x optique, bien que l’on puisse trouver des zooms 12x ou 14x, voire 18x.

Zoom numérique

Le zoom numérique est la version « virtuelle » du zoom optique. Grâce aux nouvelles technologies, les caméscopes sont équipés d’un système de traitement des pixels de l’image filmée qui permet des modifications logicielles en direct. En substance, le zoom numérique est un logiciel qui crée un agrandissement du cadre en travaillant sur les informations capturées.
Plus précisément, il considère une partie de l’image capturée par l’objectif et, au moyen d’un processeur à l’intérieur de la caméra vidéo, découpe cette partie pour créer un agrandissement. Cette opération permet ensuite d’augmenter la longueur focale optique maximale.

Exemple

Un objectif zoom avec une capacité optique de 10x et une capacité numérique de 50x peut agrandir l’image de 10×50=500 fois la longueur focale minimale, ce qui augmente considérablement les capacités de l’objectif.
Ceci étant dit, on se rend compte que le zoom numérique ne peut pas être considéré comme un véritable agrandissement. En effet, l’image obtenue avec un zoom numérique est qualitativement dégradée car à partir d’une petite image, on ne peut pas obtenir une grande image avec le même niveau de détail.
La seule chose que l’appareil photo peut faire est de donner l’impression que l’image est grande en remplissant les détails selon un critère logiciel « logique ». En fait, les espaces vides créés par l’agrandissement de l’image sont compensés par des pixels similaires à ceux qui se trouvent à proximité, mais aucun détail réel n’est ajouté.
Ce processus est communément appelé interpolation.
C’est pourquoi l’appellation « zoom numérique 500x », souvent utilisée par les fabricants, prête à confusion : il n’est pas clairement précisé quelle part de cet agrandissement est due au zoom optique et quelle part est due au zoom numérique.
Il convient donc d’accorder une attention particulière à la valeur du zoom optique, qui définit les performances et le prix du caméscope, et de reléguer le zoom numérique au rang de simple amélioration virtuelle.

Conseils d’achat

Voici quelques conseils pratiques dont vous pouvez vous inspirer pour faire votre choix :
On pourrait croire, à la lecture de l’article, que le zoom numérique est pratiquement inutile. Ce n’est absolument pas le cas : dans de nombreux cas, il permet de capturer des détails autrement inaccessibles et, d’une manière générale, il offre une grande polyvalence dans la prise de vue. Ce qu’il faut comprendre, c’est que lors du choix d’un caméscope, le paramètre à considérer comme important est la valeur maximale du zoom optique, tandis que le zoom numérique est plus « accessoire ».

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