Fujifilm livre des détails techniques sur sa détection de phase intégrée

Fujifilm tenait hier sa conférence de presse française pour officialiser entre autres la sortie des X100s et X20, fleurons de la marque annoncés au CES. Pas d'annonce fraîche à communiquer aujourd'hui mais des précisions techniques intéressantes sur la nouvelle génération de capteur mise au point par le constructeur.

Commençons d'abord par la détection de phase intégrée aux capteurs CMOS X-Trans II des X100s et X20 et au capteur CMOS II EXR du bridge HS50 EXR. Dans les deux cas, l'inspiration remonte au même progrès technologique, intervenu en 2003 avec les capteurs CCD SR (sur le Finepix F700). Rappelez-vous, Fujifilm décidait d'adopter une structure spéciale de photosites octogonaux, avec des pixels principaux dits « S » et des pixels plus petits dits « R » limités à ne traiter que les hautes lumières. La fusion des deux ayant pour but d'accroître la dynamique. Ce n'est que plus tard, en 2010, avec le F300 EXR, que Fujifilm s'est rendu compte que les différentes informations captées par les pixels S et R pouvaient aussi servir à interpréter une différence de phase, exploitable pour réaliser une mesure de la mise au point par détection de phase, comme sur les reflex.

La détection de phase pour faire simple, consiste à observer un même sujet avec deux angles de vue différents pour en déterminer la distance. On utilise généralement deux capteurs AF dédiés, polarisés à droite pour l'un et gauche pour l'autre par des caches. Chaque moitié ne va ainsi recevoir que les rayons provenant d'un côté de l'objectif : la superposition des deux images permettra de déterminer la distance de mise au point exacte. Ici, Fujifilm reproduit le même concept, pas avec des capteurs dédiés mais avec des pixels dédiés.



Les X100s, X20 et HS50 EXR consacrent donc une partie des pixels de leurs capteurs respectifs pour calculer la mise au point par détection de phase. Cette zone est située au centre du capteur, les bords recevant les rayons lumineux avec un angle d'incidence trop important pour effectuer des calculs précis. Fujifilm nous apprend par exemple que sur le X100s, elle représente 40% de la largeur et de la hauteur du capteur. Et 142 000 pixels sont utilisés pour la détection de phase, 71 000 à droite, 71 000 à gauche. Sur les X20 et HS50 EXR, la zone est un peu plus étroite (36%) et le nombre de pixels moins important (86K et 130K respectivement). Le constructeur précise que seuls les pixels verts sont utilisés, ces derniers étant deux fois plus nombreux que les rouges ou les bleus.

Ces pixels n'apparaissent pas pour autant comme morts à l'image, puisque l'information lumineuse servant à déterminer la phase est aussi exploitée pour construire l'image. Le processeur d'image EXR II interpolera ces pixels spécifiques verts comme les autres rouges et bleus lors du dématriçage. Fujifilm annonce des temps de mise au point réduit de 0,22 s sur le X100 à 0,08 s sur le X100s. Nous effectuerons des mesures dans un prochain test, mais de ce que nous avons pu constater après une brève prise en main (avec des firmwares non définitifs), le progrès est tout à fait palpable !



Cette technique de détection de phase permet à Fujifilm de proposer (sur le X100s exclusivement) un mode de mise au point manuelle fort intéressant, appelé « Digital Split Image ». Les pixels servant à la détection de phase sont utilisés pour produire une zone d'affichage façon télémètre (ou stigmomètre pour être plus précis) sur l'écran de visée. Quatre bandes horizontales grisées apparaissent, fonctionnant par paire : quand la mise au point est bonne les quatre bandes sont bien calées. Quand l'image est floue les bandes glissent deux à deux dans des directions opposées, déchirant ainsi les contours. C'est tout à fait pratique pour effectuer une mise au point manuelle précise.



Enfin, le dernier point technique expliqué par Fujifilm que nous avons trouvé intéressant, c'est le Lens Modulation Optimizer. L'idée, c'est d'appliquer un traitement d'image (sur les fichiers Jpeg ou en développement de RAW depuis le boîtier) pour limiter les effets de la diffraction. La diffraction, c'est un phénomène naturel de dispersion lumineuse qui intervient en photo d'autant plus que l'ouverture du diaphragme est petite et qui résulte en une perte de netteté de l'image. La force de l'algorithme c'est qu'il est appliqué de façon intelligente, en fonction des informations de focale, d'ouverture ou encore de taille d'image. Informations précises puisque Fujifilm a soigneusement caractérisé ses optiques. Les résultats montrés par le constructeur ont l'air très convaincants, mais il nous appartiendra de faire nos propres tests. La fonction Lens Modulation Optimizer devrait arriver prochainement sur les boîtiers à objectifs interchangeables de la marque (X-Pro1 et X-E1). Et pourquoi pas à l'avenir se répandre à l'ensemble des appareils Fujifilm...