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L'image formée par l'objectif est projetée sur le capteur de l'appareil, dont le rôle est de transformer l'intensité lumineuse en signal électrique, converti ensuite en image numérique par le processeur.

Le capteur est constitué par un alignement de photosites, véritables « puits à lumière » qui emmagasinent l'énergie lumineuse sous forme de photons qui sont convertis en électrons lors de l'exposition. Les photosites recevant le plus de lumière (parties blanches de l'image) sont donc remplis d'électrons, tandis que ceux qui n'en reçoivent pas (parties noires de l'image) sont théoriquement vides (voir schéma ci-après) . Mais certains électrons ne provenant pas de l'exposition sont formés ici de manière aléatoire, et viennent se confondre avec les « bons » électrons au sein du signal créé par l'appareil. Ce phénomène se manifeste même lorsque le capteur n'est pas exposé, c'est pour cela qu'on le nomme « courant d'obscurité » . Son niveau moyen ne dépend pas de l'intensité du signal : lors de l'exposition, il reste constant. Il est donc plus visible sur les zones sombres, où le rapport signal/bruit est à son minimum. Sur l'image, cela se traduit par des pixels colorés ou non, mais dans l'ensemble plus clairs, ce qui augmente au final la luminosité de l'image.

Cette première composante du bruit est due à l'agitation thermique naturelle des électrons, qui « sautent » d'un puits à l'autre. On peut donc limiter cet effet en refroidissant le système : c'est la solution retenue sur les appareils de studio professionnels, maintenus à température ambiante par un ventilateur. Certains équipements d'astronomie sont même refroidis à -60 °c grâce à de l'azote liquide. Sur les appareils photo grand public, un système plus simple permet de limiter sensiblement ce bruit « de fond » : tout d'abord, un filtre placé sur le capteur empêche les rayons lumineux infrarouges d'atteindre celui-ci et de créer des électrons parasites. De plus, les bords du capteur sont composés de pixels de calibrage qui ne sont jamais exposés à la lumière. Ceux-ci permettent de mesurer le niveau moyen du courant d'obscurité, que le processeur soustrait ensuite à l'image pour lui ôter ce voile de « fausse lumière » et retrouver des noirs plus purs. Mais les irrégularités aléatoires de ce phénomène empêcheront toujours une correction parfaite.