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Exposer à droite (ETTR : Exposure To The Right)

I. La plage dynamique

La plage dynamique est l'étendue des tonalités (du plus sombre au plus clair) perceptibles par un capteur.

Traduction : la plage dynamique représente l'écart maximum entre la zone la plus claire et la plus sombre d'une photo. Évidemment, nous entendons que ces zones doivent contenir de la matière, qu'elles ne correspondent ni à du noir pur (0, 0, 0 en RVB) ni à du blanc pur, “cramé” (255, 255, 255 en RVB).

Sur Wikipedia (Eng)

En photographie numérique, l'exposition à droite (ETTR) est la technique qui consiste à régler l'exposition d'une image aussi haut que possible à l'ISO de base (sans provoquer de saturation indésirable) afin de recueillir le maximum de lumière et d'obtenir ainsi les performances optimales du capteur d'image numérique [1][2][3][4].

Le nom dérive de l'histogramme de l'image qui en résulte et qui, selon cette technique, doit être placé près de la droite de son affichage. Parmi les avantages, citons une plus grande gamme de tons dans les zones sombres, un meilleur rapport signal/bruit (SNR), [5] une utilisation plus complète de la gamme de couleurs et une plus grande latitude lors de la post-production.

La direction de l'ajustement relatif à l'indication du compteur de l'appareil photo dépend de la gamme dynamique (ou du rapport de contraste) de la scène [douteux - à discuter]. Cependant, en dernière analyse, le compteur de l'appareil photo n'est pas pertinent pour l'ETTR puisque l'exposition de l'ETTR est établie, non pas par un compteur, mais par les indicateurs d'exposition de l'appareil photo, l'histogramme et/ou les indicateurs d'écrêtage de la lumière (clignotants/zèbres).

Les images ETTR nécessitant une exposition accrue peuvent sembler surexposées (trop lumineuses) au moment de la prise de vue et doivent être correctement traitées (normalisées) pour produire une photographie telle que prévue. Il faut veiller à éviter l'écrêtage de tout canal de couleur, à l'exception des zones acceptables telles que les reflets spéculaires.

Ce principe est également appliqué en photographie argentique afin de maximiser la latitude et la densité du négatif et d'obtenir des noirs plus riches lorsque l'image est tirée légèrement vers le bas.

Grâce aux progrès des capteurs d'images numériques, la même technique ETTR peut s'appliquer à des scènes présentant une gamme dynamique relativement élevée (HDR) (contraste élevé entre les hautes lumières et les ombres dans les scènes fortement éclairées), ce qui était auparavant du ressort des techniques HDR impliquant des expositions multiples. Depuis 2015, les meilleurs capteurs d'imagerie photographique récents du format 35 mm “plein cadre” peuvent prendre en charge jusqu'à environ 14 arrêts de plage dynamique (DR) d'ingénierie ou 11,5 arrêts de DR photographique utile en mode de prise de vue brut[6][7][8].

L'utilisation de l'ETTR avec une DR plus élevée est compliquée par le fait que la grande majorité des appareils photographiques ne peuvent afficher qu'un histogramme produit par leur moteur de traitement JPG. Les moteurs JPG de l'appareil photo ont tendance à avoir un DR plus étroit que le capteur et ne représentent pas fidèlement les données brutes sous-jacentes. De plus, l'histogramme de l'image JPG produite par l'appareil photo dépend fortement des réglages de l'appareil et constitue donc une indication plutôt inexacte de l'exposition des données brutes de l'image ; le bord droit de l'histogramme brut n'est pas affiché. Plusieurs approches peuvent être utilisées pour pratiquer l'ETTR dans cette situation.

Un logiciel spécifique, par exemple RawDigger, FastRawViewer, Histogrammar ou l'ancien Photobola Rawnalyze, peut être utilisé pour calculer l'histogramme brut. Si un ordinateur n'est pas disponible pour l'analyse lors de la prise de vue, il peut être utilisé pour choisir la meilleure exposition à partir d'une séquence d'images avec bracketing d'exposition.

Une approximation de l'histogramme brut est fournie par quelques appareils photo, tels que les Leica M8 et M9, et par Magic Lantern, le “hack” non officiel du firmware pour les appareils photo reflex numériques Canon (qui comprend également une option ETTR automatique).

Certains appareils photo récents proposent des réglages pour le moteur de traitement JPG avec un DR plus élevé qui est un peu plus proche du DR du capteur (par exemple, le gamma S-Log2 [9] [10] de Sony, le Flat picture control [11] de Nikon).

Avec d'autres caméras, une approche de contournement connue sous le nom de “UniWB” [12][13][14] peut être utilisée. Il faut être prudent lorsqu'on utilise des approximations d'histogrammes dans l'appareil photo, en particulier avec les histogrammes en direct, car ils peuvent ne pas afficher les petites zones de hautes lumières.

Dans les cas où le DR de la scène est compris dans le DR du capteur mais beaucoup plus large que le DR du moteur JPG, l'ETTR fait que l'image de l'aperçu JPG est exposée pour les hautes lumières et apparaît sombre, parce que la gamme des tons moyens de la scène est enregistrée dans la gamme des ombres de l'aperçu JPG, et que la gamme des ombres de la scène n'est pas enregistrée dans l'aperçu JPG. Un logiciel externe de traitement des données brutes compatible avec le mode Wide-DR est nécessaire (par exemple, Adobe Camera Raw / Adobe Photoshop Lightroom, DxO OpticsPro, Capture One, Raw Therapee).

Face à des scènes à haute résolution, la mesure de la plupart des appareils photo a tendance à viser les tons moyens, coupant souvent les hautes lumières et les ombres extrêmes de l'image de prévisualisation JPG (visibles sous forme de pics aux bords droit et gauche de l'histogramme JPG, respectivement). On pourrait s'attendre à ce que cela conduise automatiquement à un histogramme brut dans lequel la plage de droite (hautes lumières) est proprement occupée comme avec ETTR. Malheureusement, les algorithmes de mesure des différents appareils photo peuvent produire des résultats très différents dans de telles conditions. Il n'est pas rare que, lors de la prise de vue d'une scène avec un DR compris dans le DR du capteur, la mesure par défaut de l'appareil photo produise une image brute avec des hautes lumières soufflées et beaucoup d'espace vide du côté gauche de l'histogramme. Dans ce cas, le principe ETTR, qui consiste à maximiser l'exposition jusqu'au point où l'histogramme brut est aligné sur son bord droit, nécessite une compensation d'exposition négative apparemment contre-intuitive. Cela peut s'expliquer par le principe ETTR : pour utiliser au mieux le DR supplémentaire, disponible avec les capteurs à large DR, le DR supplémentaire est utilisé pour étendre l'extrémité des ombres de la plage d'enregistrement, sans augmenter la marge de manœuvre des hautes lumières brutes.

Si les ombres résultantes ne peuvent pas être traitées avec un bruit ou une gamme de tons acceptables, on a simplement rencontré une situation qui ne peut pas être prise en une seule fois, et on peut envisager des techniques HDR (High Dynamic Range) nécessitant plusieurs expositions. Si cette dernière solution est irréalisable en raison du mouvement de la scène ou de l'appareil photo, on peut revenir à la technique d'exposition des hautes lumières importantes (abréviation ETTIH), qui n'est en fait qu'une légère généralisation de l'ETTR. Avec l'ETTR, l'exposition est maximisée jusqu'à la contrainte de préserver toutes les hautes lumières au bord droit de l'histogramme (une contrainte impliquée par la saturation dure du capteur numérique). Avec ETTIH, l'exposition est maximisée un peu plus loin ; la contrainte est relâchée de sorte que seules les hautes lumières jugées importantes sont préservées avant le bord droit de l'histogramme, et les hautes lumières jugées non importantes peuvent tomber dans la zone de saturation du capteur. Parmi les exemples typiques de hautes lumières non importantes, citons le soleil, d'autres sources de lumière très brillantes et les hautes lumières spéculaires à bords nets, comme les pare-chocs chromés des voitures au soleil. Cependant, il faut éviter de souffler les zones présentant des gradients de luminosité lisses, par exemple le ciel autour du soleil, car elles risquent de provoquer des artefacts de saturation du capteur (banding). De nombreux appareils photo sont dotés de “clins d'œil” de surexposition, qui indiquent l'emplacement des hautes lumières soufflées, ce qui n'est pas évident sur l'histogramme. Certains appareils photo ont également des “clins d'œil” de sous-exposition comme aide à l'exposition. Les appareils sans miroir ont souvent des “zébrures de prévisualisation”, qui sont une autre aide pour prendre conscience de la surexposition et la corriger.

Les logiciels de traitement des données brutes peuvent être dotés d'algorithmes de “ reconstruction des hautes lumières ” [15] (actuellement non disponibles dans l'appareil photo) qui sont capables d'atténuer partiellement l'impact visuel négatif de la saturation numérique des trois canaux de couleur, ce qui permet d'étendre légèrement la gamme des hautes lumières sans importance [16] [17].

En général, qu'il s'agisse d'une scène à haute ou à basse résolution, le processus et le but de l'ETTR sont les mêmes : l'exposition est ajustée (en oubliant le compteur) jusqu'à ce que seules les hautes lumières inutiles soient coupées, ce qui permet d'obtenir une image avec le meilleur rapport signal/bruit (et donc la meilleure qualité d'image). Dans les deux cas, la pratique de l'ETTR n'utilise pas ou ne dépend pas du compteur de l'appareil photo. Elle utilise plutôt et dépend des indicateurs d'exposition, soit les histogrammes et/ou les indicateurs de hautes lumières (blinkies/zebras), qui, idéalement, ont été réglés pour refléter aussi bien que possible les valeurs maximales des données brutes sous-jacentes.

Contexte

L'ETTR a été initialement adoptée en 2003 par Michael Reichmann sur son site Web, après une prétendue discussion avec l'ingénieur logiciel Thomas Knoll, l'auteur original d'Adobe Photoshop et le développeur du plug-in Camera Raw. Leur raisonnement était basé sur la linéarité des capteurs CCD et CMOS, selon laquelle la charge électrique accumulée par chaque sous-pixel est proportionnelle à la quantité de lumière à laquelle il est exposé (plus le bruit électronique). Bien qu'un appareil photo puisse avoir une plage dynamique de 5 arrêts ou plus, lorsque les données de l'image sont enregistrées numériquement, l'arrêt le plus élevé (le plus lumineux) utilise la moitié des valeurs tonales discrètes.

En effet, une différence d'un diaphragme représente un doublement ou une réduction de moitié de l'exposition. Le diaphragme le plus élevé suivant utilise la moitié des valeurs restantes, le suivant la moitié de ce qui reste et ainsi de suite, de sorte que le diaphragme le plus bas n'utilise qu'une petite fraction des valeurs tonales disponibles[18][19], ce qui peut entraîner une perte de détails tonaux dans les zones sombres d'une photographie et une post-production. En exposant délibérément à droite et en réduisant ensuite l'exposition (pendant le traitement), on conserve le maximum d'informations.

Limites

L'exposition ETTR est, par sa nature même, établie avec un réglage ISO de l'appareil photo qui permet aux indicateurs d'exposition (bord droit de l'histogramme ou clins d'œil/zèbres) d'indiquer quand le capteur est à saturation ou proche de la saturation pour les hautes lumières souhaitées. Pour la plupart des gens, il s'agit du réglage ISO de base de l'appareil photo (le plus bas, pas le faux). Cependant, la profondeur de champ peut exiger un rapport f tellement élevé, et les problèmes de flou de mouvement et de bougé de l'appareil peuvent exiger une vitesse d'obturation tellement rapide, que l'ETTR n'est pas possible à ce réglage ISO. Dans ce cas, on conserve l'esprit de l'ETTR (maximiser le rapport signal/bruit) en faisant l'exposition la plus élevée possible en fonction des conditions de prise de vue. On peut alors augmenter l'ISO pour amener l'image à la luminosité souhaitée. Mais, comme l'augmentation de la sensibilité ISO n'augmente pas réellement l'exposition du capteur (au contraire, le gain du signal du capteur est augmenté), elle ne doit être appliquée qu'après que l'exposition réelle (définie par le rapport f et la vitesse d'obturation) ait été rendue aussi élevée que possible en fonction des contraintes de prise de vue.

Les histogrammes en direct et les indicateurs d'écrêtage des hautes lumières, qui sont presque toujours basés sur le JPEG traité plutôt que sur les données brutes, peuvent indiquer que les hautes lumières sont soufflées alors qu'en fait elles ne le sont pas et pourraient être récupérées à partir d'un fichier brut. Par conséquent, il peut être difficile d'exposer correctement à droite sans risquer que les hautes lumières soient soufflées par inadvertance[19]. Ce problème peut souvent être atténué en utilisant les réglages de tonalité de l'appareil photo qui permettent aux histogrammes JPEG et aux indicateurs d'écrêtage des hautes lumières de refléter au mieux les données brutes sous-jacentes.

prisedevue/exposer-a-droite.txt · Dernière modification: 2022/04/24 15:29 de virgilek