Comprendre et bien utiliser la plage dynamique


Les appareils photo numériques récents intègrent des capteurs dont la dynamique est de plus en plus élevée. Pour le photographe débutant, cette donnée demeure totalement abstraite. C’est sans doute pourquoi les fabricants rivalisent d’ingéniosité pour nous proposer des capteurs de plus en plus performants disposant d’une dynamique étendue.

La dynamique constitue l’une des valeurs primordiales de la photo numérique. Elle est bien plus importante que la définition du capteur ou que d’autres données.

Vous ignorez ce que veut dire plage dynamique d’une photo ? Pour simplifier à l’extrême, je dirai qu’il s’agit de l’échelle des valeurs séparant les parties les plus claires des parties les plus foncées d’une image.

En quoi est-ce important en photographie ? Dans un environnement naturel il existe de très grandes amplitudes lumineuses entre les différents éléments d’une scène. Un bon capteur saura enregistrer de l’information (comprenez des détails)  dans toutes les zones de l’image, sombres ou claires. Un capteur disposant d’une plage dynamique moindre  n’enregistrera aucune information dans les zones trop sombres et/ou trop claires.

Mais rassurez-vous, si votre appareil photo n’appartient pas à l’élite (comprenez aux boîtiers vendus plusieurs milliers d’euros), il existe des solutions pour réussir vos photos en contournant, tant que faire ce peut, les faiblesses de votre capteur. Vous fournir ces solutions, c’est ce que se propose de faire cet article !

Plage dynamique exprimée en DB, EV,…

Les industriels expriment souvent la dynamique de leurs capteurs en db, en photographie on parle plus couramment en EV, stops, ouvertures ou diaphragmes. Si vous trouvez une valeur en db, sachez qu’il est très simple de la convertir en stops (EV), on divise la valeur en db par 6. Une dynamique de 66 db devient alors 11 EV, 11 stops ou encore 11 diaph.

Un exemple pour mieux comprendre la dynamique

Dans l’exemple ci-dessous, on voit bien que le capteur éprouve des difficultés pour restituer de l’information à la fois dans les zones sombres et dans les zones claires car la dynamique est trop importante.

dynamique-capteur-1-1.jpg

Dans l’image ci-dessus, j’ai exposé pour le ciel (mémorisation de l’exposition sur le ciel et mise au point au premier tiers de l’image à f/11 afin d’obtenir une profondeur de champ correcte). Les parties à l’ombre sont bouchées, mais le capteur a enregistré un grand nombre de détails dans les zones sombres.

dynamique-capteur-1-2.jpg

Après un léger traitement dans Lightroom, le ciel a conservé son exposition originale tandis que les parties sombres et bouchées ont retrouvées un éclairage plus conforme à la réalité. De nombreux détails sont réapparus.

Un premier enseignement à retenir : lorsqu’une scène présente une dynamique importante, il convient d’exposer correctement les parties les plus claires. Votre logiciel de post-traitement n’aura ensuite aucune difficulté à faire surgir la lumière et les détails des zones sombres (dans la limite de ce que peut supporter votre capteur, bien entendu).

Les capteurs pas tous égaux devant la dynamique !

Tous les capteurs numériques ne sont pas égaux devant la dynamique. Alors que la vision humaine possède une dynamique d’environ 24 EV (ou stops), les meilleurs capteurs actuels ne dépassent pas 14 EV, soit 10 diaphragmes de moins que l’oeil… C’est énorme !

En règle générale, plus les capteurs sont petits et plus leur dynamique est réduite. Mais attention les dernières générations de « petits capteurs » ne mettent plus l’accent sur la définition mais plutôt sur la dynamique. On trouve maintenant des capteurs 1 pouce offrant une dynamique de 13 stops.

Les facteurs influençant la dynamique

Plusieurs facteurs influent ou limitent la dynamique, le premier est la sensibilité ISO. Plus on monte en ISO et plus on réduit la dynamique. Voici donc un deuxième enseignement : lorsqu’une scène présente une dynamique importante, il importe de réduire les ISO au maximum afin de permettre à votre capteur d’enregistrer un maximum d’informations.

Le deuxième facteur est purement matériel. Il concerne les convertisseurs analogiques-numériques utilisés dans les boîtiers. Ils sont chargés de convertir la dynamique perçue par le capteur en données numériques enregistrées ensuite dans le fichier RAW de l’appareil. Selon les appareils les convertisseurs sont plus ou moins efficaces. Ils travaillent sur une précision de 8, 10, 12, 14 ou 16 bit. Cette précision est cruciale puisqu’elle est directement liée à la dynamique que le boîtier pourra restituer.

En pratique : utiliser la dynamique au développement

Exploiter la dynamique en post-traitement n’est pas très compliqué. Si le capteur dispose d’une plage assez étendue et que les conditions de prise de vue sont correctes, on arrive à priori, à équilibrer facilement une image en récupérant du détail dans les zones sous-exposées. À priori… car si on est vraiment sur ou sous-exposé, il n’y aura plus d’information à récupérer…

Les logiciels de post-traitement proposent de régler l’exposition, mais également les hautes lumières et les ombres. On pourra ainsi jouer sur les curseurs pour équilibrer une photographie. Ici ceux de Adobe Lightroom Classic CC.

Capture d’écran 2017-11-18 à 09.13.06.png

Sachez qu’il est parfois préférable d’utiliser le pinceau de retouche localisée car les curseurs influent sur toute l’image, même sur les parties que l’on souhaite préserver. La retouche localisée permet de ne traiter que les zones sous ou surexposées.

Comment optimiser la dynamique de votre capteur à la prise de vue ?

Dans l’optique de préserver autant de dynamique que possible, voici les réglages que je vous conseille :

  • Travaillez en RAW plutôt qu’en JPEG. Le JPEG est un format compressé limité à 8 bits tandis que le raw est brut et peut coder les informations sur 14 ou 16 bits. Un fichier raw disposera donc de bien plus d’informations qu’un fichier jpeg. Pour vous en convaincre, il suffit de comparer le poids d’une image dans les deux formats.
  • Réglez la sensibilité ISO au minimum afin de limiter la montée du bruit qui induit automatiquement une perte d’informations.
  • Si vous souhaitez conserver une bonne profondeur de champ et un piqué acceptable il conviendra de fermer le diaphragme à f/8 ou f/11. Cela va augmenter le temps de pose. Pensez alors à utiliser un trépied afin d’éviter le flou de bougé.

Que faire si la dynamique de la scène est trop importante pour votre capteur ?

La dynamique de la scène qui s’offre à vous est bien trop importante et dépasse les capacités de votre capteur. Pas de panique, il existe là aussi une solution simple qui vous permettra d’obtenir une image finale de très belle facture.

Dès les années 1850, Gustave le Gray fut le premier photographe à concevoir une image composée avec plusieurs valeurs d’expositions différentes. Cette technique lui permit de contourner les limites des pellicules de l’époque pour réaliser une photographie de paysage marin avec à la fois la mer et le ciel.

Aujourd’hui cette technique peut être sollicitée directement grâce aux réglages de votre boîtier. On appelle cela le bracketing d’exposition. Le bracketing consiste à prendre la même photo plusieurs fois avec plusieurs réglages différents.

La méthode expliquée :

L’utilisation de la fonction bracketing d’exposition est différente selon la marque et le type de votre boîtier. Aussi, pour cet exemple, je vais m’affranchir des prédispositions des boîtiers et vous fournir une méthode simple à comprendre.

Vous vous trouvez devant une scène dont la dynamique dépasse les capacités de votre capteur. Voici comment réaliser votre image :

  • Placez votre boîtier sur un trépied bien stable.
  • Réglez votre appareil pour enregistrer au format RAW, non compressé, 16 bit ou 14 bit si votre boîtier ne permet pas d’aller jusqu’à 16.
  • Baissez la sensibilité ISO au maximum pour éviter la montée du bruit.
  • Réglez votre boîtier en priorité à l’ouverture et choisissez f/8 pour offrir à votre image le meilleur piqué possible.
  • Mesurez la lumière sur la partie la plus claire de la scène.
  • Utilisez le retardateur ou une télécommande, faites la mise au point  et déclenchez.
  • Relevez la vitesse d’obturation utilisée par le boîtier. Pour notre exemple disons que le boitier a pris la photo au 1/500 s. Vous allez maintenant réaliser quatre autres photos en ajoutant 1 puis 2 stops et en retranchant 1 puis deux autres stops à la vitesse mentionnée ci-dessus. Ce qui nous donne : une photo au 1/1000 s, une photo au 1/2000 s, une photo au 1/250 s et une dernière photo au 1/125 s.

Vous disposez maintenant de 5 photographies exposées comme suit : -2 stops, -1 stop, 0, +1 stop, +2 stops. Nous allons maintenant « empiler » ses images pour n’en faire qu’une seule parfaitement exposée.

Voici la méthode de travail sous Lightroom :

  • Importez les 5 photos dans votre catalogue.
  • Choisissez le mode « grille » de la bibliothèque et sélectionnez les 5 images.
  • Dans le menu photo, sélectionnez Fusion de photos -> HDR.

Capture d’écran 2017-11-18 à 10.54.58.png

Le logiciel se met immédiatement au travail afin de déterminer une exposition correcte.

Capture d’écran 2017-11-18 à 10.55.45.png

Voici les 5 images de base :

hdr-5.jpg
Exposition – 2 stops
hdr-4.jpg
Exposition -1 stop
hdr-1.jpg
Exposition initiale : la partie basse est fortement sous exposée.
hdr-2.jpg
Exposition + 1 stop
hdr-3.jpg
Exposition + 2 stops

Voici maintenant l’image HDR finale une fois traitée avec Lightroom. La partie correctement exposée n’a pratiquement pas changée, tandis que la partie sous-exposée de l’image a retrouvé du détail.

hdr-6.jpg

Conclusion

J’espère avoir été clair, et pas trop technique, pour vous permettre maintenant d’affronter les pires conditions de lumière, et ce, quel que soit votre boîtier.

Je vous remercie d’avoir pris le temps de lire cet article. N’hésitez pas à le partager sur votre page Google+ ou Facebook car la vocation première de ce blog est le partage gratuit des connaissances photographiques.

Bien amicalement

Jean-Michel

 

 

 

 

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9 commentaires sur « Comprendre et bien utiliser la plage dynamique »

  1. Très beaux conseils sur La Gestion de la Plage Dynamique, merci beaucoup. Cependant si j’ai une remarque à faire c’est concernant l’utilisation d’un trépied et d’une télécommande. Or ce n’est pas tout le temps qu’on se balade avec un trépied et une télécommande et on peut être confronté à cette situation n’importe où, n’importe quand. Dans ce cas, que faudrait-il faire en dehors de l’utilisation du bracketing d’exposition qui lui, peut très bien gérer la situation telle qu’elle est décrite tout en laissant le choix de priorité à l’ouverture et la réduction de la sensibilité iso. Merci pour vos conseils.

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    1. Bonjour Khelil, j’ai parlé du trépied pour les cas où il serait nécessaire de l’utiliser. Mais en mémorisant l’exposition sur les hautes lumières la vitesse d’obturation sera largement suffisante pour réaliser les 5 photos sans trépied. Votre remarque est toutefois pertinente. Elle montre en tout cas que vous ne faîtes pas que lire les articles mais que vous les analysez en profondeur pour bien les comprendre. Soyez en remercié car c’est pour les gens comme vous que je passe de nombreuses heures à écrire sur ce blog.

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  2. Bonjour jean Michel, je pratique peu le hdr et je l’exécute avec uniquement 3 photos avec une méthode bricolée a ma façon (inspiré du zone système) , dis moi ce que tu en penses stp? je fixe f8 et je mesure la vitesse sur les hautes et sur les basses lumières ( exemple 500 f8 sur les htes et 60 f8 sur les basses) donc environ 3 diaphs de différences, ce qui me donne 1.5 diaph +, 1.5 diaph -, que j’indique sur le réglage HDR , et si la scène présente une grande surface d’ombre ou claire plus importante que le reste de la scène , je mémorise la lumière AEL sur une zone moyenne et indique sur le correcteur expo +/-. Ceci afin de ne pas trop obscurcir ou éclairer des zones qui sont déjà dans la scene trop ,sur ou sous exposées. Merci a toi …Amitiés
    (es tu passé au salon sur Paris ? )
    Pierre

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  3. Bonjour Pierre, Ta méthode de calcul de la plage dynamique est bonne, c’est également celle que j’utilise pour calculer le nombre d’EV entre les basses et les hautes lumières (mesure approximative mais assez proche de la réalité). Par contre, dans l’exemple que tu donnes la dynamique n’est que de 3 diaph. Dans ce cas, même si ta méthode n’était pas bonne, un logiciel comme Lightroom arriverait à traiter correctement l’image. Où ça se complique c’est lorsque l’on s’approche des limites de ce que peut accepter le capteur. Voici une autre méthode qui fonctionne à coup sûr :
    – Faire une première photo en exposant pour les hautes lumières (les noirs seront complètement bouchés et des détails seront perdus en raison des 12 ou 14 EV de dynamique).
    – Faire une seconde photo en exposant pour les parties sombres de l’image. Cette fois-ci les détails seront perdus dans les zones cramées.
    – Sous Lightroom ou Photoshop prendre la première image et l’enregistrer une première fois à -1 EV puis une seconde fois à -2 EV. Faire de même avec la seconde photo mais cette fois à +1 EV et +2 EV.
    – Créer maintenant l’image finale en HDR à l’aide des 5 photos disponibles. En retravaillant légèrement l’image ainsi obtenue, tu obtiendras une image parfaite.
    En résumé, ta méthode est bonne lorsque la dynamique n’est pas trop importante, dans le cas contraire, ma méthode sera moins approximative car elle permettra de conserver l’ensemble des détails de la scène.

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  4. très bon article .Merci Jean Michel. Je fais aussi avec trois photos et quelquefois j’utilise aussi la solution de facilité qui existe sur mon boitier (comme sur beaucoup d’autres je pense) qui est le D lighting, c’est pas mal quand on est pressé mais ce n’est pas l’idéal car je trouve que ça enlève du contraste à l’image. Merci encore bonne journée

    Aimé par 1 personne

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