Canon EOS-1D X : les défis du « Global Shutter »

Selon certaines rumeurs la prochaine mouture du Canon EOS-1D X pourrait être dotée d’un obturateur de type « Global Shutter ». Ce type d’acquisition d’image offre plusieurs avantages, dont l’absence de distorsions lors de la prise de vue d’objets se déplaçant rapidement contrairement au « Rolling Shutter ». Concrètement voici les différences entre ces deux types d’obturateurs.

Avant de débuter, Il faut savoir que dans le fonctionnement d’un capteur il y a deux étapes : l’acquisition et le le transfert des données. Pour les obturateurs globales l’acquisition est stoppée et les données sont transférées en un seul bloc, alors que pour les obturateurs roulants le transfert se fait ligne par ligne.

Le « Rolling Shutter »

Un obturateur « Rolling shutter » est une méthode d’acquisition d’images où le capteur ne prend pas un cliché instantané d’une scène, mais plutôt procède à un balayage rapide, verticalement ou horizontalement. Le principale défaut de ce mode d’acquisition vient du fait que lors de la prise de vue, si l’objet se déplace rapidement, vous aurez au final un mixe de « plusieurs instants » durant lesquels l’objet aura changé de position, ce qui produira une distorsion temporelle traduite en distorsion visuelle.


Un exemple de distorsion visuelle

Cette méthode d’acquisition de l’image a été développée lors de la création des capteur CMOS qui sont moins sensibles que les capteurs CCD, toutefois cela est de moins en moins vrai depuis que Sony a créé son fameux capteur IMX214 plus sensible que les capteurs CMOS traditionnels.

Le « Global Shutter »

La méthode d’acquisition « Global Shutter » permet à la lumière entrante d’atteindre tous les photosites simultanément. Ce mode d’acquisition offre comme avantage de « saisir » un objet instantanément en une seul étape. Vous obtenez au final une image sans distorsion. L’image ci-dessous nous permet de voir la différence entre ces deux type d’obturateurs et l’avantage offert par l’obturateur global. La première image a été prise avec un obturateur défilant, la seconde avec un obturateur global.

La vitesse de déplacement des éléments qui constituent cette image ne peut pas être correctement reproduite par l’obturateur à rideau, alors que l’obturateur global réussit à saisir l’image sans qu’il y ait ce mélange ou cette distorsion caractéristique des « rolling Shutter ».

La différence est encore plus évidente en vidéo :

Un défi pour les ingénieurs de Canon

Si la caméra EOS-1D X sera réellement dotée d’un obturateur global, les ingénieurs feront face à un problème de sensibilité du CMOS. Canon devra donc développer une nouvelle génération de capteurs plus sensibles ou réduire les performance de son boîtier, ce qui ne serait certainement pas une bonne solution. Une autre solution consisterait à équiper la prochaine version du 1D X d’un processeur d’imagerie très performant afin que les étapes d’acquisition et de transfère se fassent plus rapidement, mais cette astuce à des limites, le capteur demeure le même et n’offrira pas les performances permettant d’intégrer facilement un obturateur global. Les ingénieurs de heurteront aux limites de la technologie des CMOS.

Ce sera intéressant de suivre l’évolution de toute cette histoire dans les prochains mois afin de savoir comment les ingénieurs procèderont pour offrir à la fois un type d’obturateur plus à même de produire des images « parfaites » et des prestations techniques dignes d’un appareil de la trempe du 1D X qui associe vitesse et qualité d’image.