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Fusion d’expositions différentes

Certaines scènes présentent des contrastes qu’il est aujourd’hui encore impossible de capturer avec un appareil photo. « Dans le temps », les photographes argentistes utilisaient un filtre gris dégradé.

dgrad-gris-neutre

Inconvénients :
– le dégradé s’arrête au centre, ça complique la composition (chez Cokin, des filtres carrés glissés dans des porte-filtres réglaient ce problème)
– le dégradé est linéaire, ce qui n’est pas toujours le cas de l’horizon de la photo
– pour différentes luminosités du ciel, il fallait plusieurs filtres, d’opacités différentes.

Grâce aux logiciels de montage, c’est beaucoup plus simple. On va fusionner plusieurs photo prises à des expositions différentes.
Une technique assez connue, le HDR (High Dynamic Range), consiste à faire mixer ces photo par un logiciel qui va automatiquement aller chercher les zones exposées correctement dans chaque photo. Malheureusement, souvent utilisé sans subtilité, le HDR donne un rendu très artificiel, proche de la bande dessinée.

Nous allons ici évoquer une autre technique, un peu plus longue mais plus crédible en terme de résultat.
Le sujet est photographié 3 fois, avec des temps d’exposition différents. L’appareil photo est évidement posé sur un trépied car la vitesse d’obturation la plus lente atteint 30 secondes et parce qu’il faut des cadrages parfaitement identiques pour mélanger les photo.

Voici les photo qui ont été prises.

Données de prises de vue de la première : F/16 – 1/50 – ISO 200
C’est une exposition moyenne, qui ménage à peu près toutes les zones de la photo mais elle n’est pas satisfaisante car le soleil est surexposé et aussi parce qu’on souhaite avoir un effet brouillard sur l’eau.
On va cependant la conserver dans la photo finale. En effet, on ne retrouve pas d’aussi beaux reflets du soleil sur les rochers du premier plan sur les autres photo.

_DSC7215

La seconde photo est prise avec un filtre gris neutre ND16.
F/16 – 30 secondes – ISO 200
Exposition globalement correcte aussi mais soleil encore trop exposé.

_DSC7217

Finalement, on prend une troisième photo, fortement sous-exposée, uniquement pour le ciel.
F/16 – 30 secondes – ISO 100

_DSC7219

Ensuite, dans un logiciel de montage, Photoshop dans ce cas précis, on va sélectionner les parties des photo qui nous intéressent.

Les rochers :

_DSC7215mask

L’eau :

_DSC7217mask

Et le ciel :

_DSC7219mask

La fusion finale donne ce résultat, après nettoyage des mats dans le ciel à droite, des taches de flare sur l’eau et les rochers, et de la jetée :

San Leone

Cette fusion est réalisable assez rapidement en utilisant les masques de fusion.

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Catégories :Tutos

Les filtres gris neutre

janvier 21, 2012 5 commentaires

Il est grand temps d’aborder le sujet qui a donné son nom à ce blog : les filtres gris neutre.
Alors, à quoi ça sert ? De manière générale, à limiter la quantité de lumière qui entre dans l’appareil photo.

Voici quelques cas pratiques où l’on souhaite bloquer une certaine quantité de lumière :

  • lumière solaire trop abondante,  empêchant d’utiliser de grandes ouvertures (par exemple en sport pour détacher le sujet de l’arrière-plan)
  • lumière artificielle trop abondante, par exemple en studio avec des flashes très puissants. La finalité étant toujours la même : utiliser de grandes ouvertures
  • besoin de temps d’exposition très longs impossible à obtenir même diaphragme très fermé. On utilisera souvent des filtres en photo nocturne pour éviter de trop fermer le diaphragme.

Il existe des filtres de plusieurs densités différentes. La quantité de lumière filtrée est donc ajustable en choisissant le filtre adapté. Les plus connus sont les ND2, ND4 et ND8. Un peu moins connus, les ND400 ou ND1000.

Les lettres ND signifient « Neutral Density ». Quant à la valeur accolée, elle indique la multiplication à appliquer au temps d’exposition pour une exposition identique. Exemple : si votre appareil, en mode priorité vitesse, vous indique un temps d’exposition de 4 secondes sans filtre, il vous indiquera 8 secondes avec un filtre ND2. Donc 15s avec un ND4 et 30s avec un ND8 (ok, ça aurait dû faire 16 et 32 secondes mais ces réglages n’existent pas sur le boîtier).


Bon, 30s, c’est bien. Mais s’il faut partir d’un temps de base de 4s pour y arriver, ça ne va pas servir à grand chose en plein jour. Effectivement, on utilise ces filtres pour des atténuations faibles. S’il s’agit d’atteindre 30s avec une lumière très abondante, il faut passer à des modèles plus denses. C’est là qu’interviennent le ND400 ou le ND1000.

Comme son nom l’indique, le ND1000 va atténuer d’un coefficient de 1000 la puissance de la lumière. Ce qui signifie que si on veut un temps de 30s avec ce filtre, on partira d’une vitesse de 1/320 sans filtre… à la louche bien-sûr car la différence d’expo à 5 secondes prêt quand on titille les 30 secondes, ce n’est pas hyper flagrant. Et puis il faut aussi prendre en compte que la fabrication de filtres aussi denses est approximative. L’atténuation n’est pas exactement de 1000x (de même que la neutralité du gris).
Que choisir comme filtre ?

Les 2 grandes marques sont Hoya et B&W. On a aussi Marumi mais la gamme est très limitée.
Les dénominations sont différentes chez B&W.Par exemple le 103, le 106 et le 110. En prenant les 2 derniers chiffres, on connaît le nombre de « diaph » d’atténuation. Avec le B&W 103, on a 3 diaph de moins. Sachant qu’1 diaph en moins divise la quantité de lumière par 2, avec 3 diaph on obtient 2x2x2=8 fois moins de lumière, soit 2 au cube. Avec le 110, on a 2^10 = 1024 fois moins de lumière. On arrondit à 1000 pour les calculs.

Pour y comprendre quelque chose :
Hoya ND2 =  B&W101
Hoya ND4 =  B&W102
Hoya ND8 =  B&W103

Ensuite, les gammes des 2 marques diffèrent un peu. Hoya propose un ND16 absent du catalogue de B&W qui lui-même propose un 106 (équivalent à un ND64) sans équivalent chez Hoya.
Pour les filtres les plus denses, Hoya propose un ND400 et B&W un 110. Le Hoya présente une légère dérive colorée magenta alors que le B&W tire sur le brun. Ce dernier est bien moins cher 😉


Il existe des filtres chez d’autres marques, à des prix inférieurs (moitié moins cher voire plus). La neutralité n’est pas DU TOUT au rendez-vous, avec une forte dérive bleue rendant le filtre quasi inutilisable en photo couleur.
Les atténuations de ces filtres sont souvent indiquées avec une autre échelle, exprimée en tiers de diaph. Je ne l’aborderai pas ici, inutile de rendre les choses plus confuses…

On peut aussi trouver des filtres dont l’atténuation est variable. Il s’agit en fait d’un assemblage de 2 filtres, comme un polarisant. Les photos que j’ai pu voir jusqu’à maintenant montrent une perte de qualité significative, en particulier en terme de « piqué ».
De manière générale, si possible, on évitera la superposition de filtres.

Dernier conseil, de bon sens, vous avez parfois des objectifs qui coûtent plusieurs centaines d’euros. C’est dommage d’affaiblir leur qualité en les affublant d’un filtre bas de gamme 😉

Exemple de pose longue réalisée avec un Hoya ND16 (30 secondes) :


Autre exemple avec un pose de 90 secondes :


Et enfin une pose de 30 secondes en plein jour avec B&W 110 :


Vous pourrez facilement trouver ce genre de filtres sur http://www.digit-photo.com, www.comptoir-espace-photo.com et bien sûr http://www.ebay.fr !

Catégories :Tutos

Qu’est-ce que le RAW et comment optimiser son utilisation ?

Les techniques qui seront décrites dans les futurs articles s’appuieront sur le format d’enregistrement RAW des photos. Donc, avant de se lancer dans la description de ces techniques, il semble assez indispensable d’expliquer ce qu’est le RAW et pourquoi quasiment 100% des photos que Nicolas et moi-même prenons sont enregistrés dans ce format.


Ce qui va suivre n’est pas un traité exhaustif sur le RAW. Il s’agit simplement d’une sensibilisation à une technologie qui rebute, à tort, certains photographes amateurs.
Cependant, comme tout outil destiné à donner plus de contrôle à l’utilisateur, des pré requis sont souhaités voire indispensables à la compréhension de la globalité de cet article.
Ne seront pas développées ici les notions d’encodage RVB, de balance des blancs, d’histogramme et de bruit numérique.

1.      Le RAW, qu’est-ce que c’est ?

C’est un format de fichier qui enregistre d’une part les données RVB brutes telles qu’acquises par le capteur et d’autre part les valeurs des paramètres d’optimisation du boîtier (balance des blancs, accentuation, saturation, etc.).
A l’inverse, des formats comme le JPEG ou le TIFF voient leurs données traitées dès la sortie du capteur. Les réglages du boîtier leur sont appliqués de manière destructive (gravés dans le pixel si vous préférez).

2.      Quels sont les intérêts du RAW ?

2.1.  On change tout

De ce qui vient d’être dit découle une évidence : si les paramètres sont enregistrés à part dans le fichier, c’est donc qu’on peut les modifier après la prise de vue.
Bien qu’il soit tout à fait possible d’intervenir sur un JPEG ou un TIFF, les modifications seront toujours plus destructrices sur des données déjà traitées que sur un signal brut.
Il suffit d’imaginer que l’on doive appliquer un flou à une photo prise avec une accentuation trop forte. Que resterait-il du subtil piqué de notre objectif favori ?

C’est encore plus vrai avec le paramètre de balance des blancs.
La balance des blancs impacte de façon profonde toutes les couleurs de la photo. Essayer de la corriger à partir d’un JPEG nécessiterait l’application de filtre de neutralisation (typiquement un bleu sur une image trop jaune à cause de l’éclairage incandescent). Cette neutralisation engendre une chute dramatique de la luminosité. Pour la compenser, il faut alors remonter les niveaux et inévitablement le bruit.

Toujours pas convaincu de l’utilité du RAW ? Le meilleur reste à venir !


2.2.  Exposition et dynamique

Attention, ce paragraphe va être un tantinet technique. On parle moins photo qu’informatique.
En JPEG, les données sont codées à l’aide de 8 bits par couches. Qu’est-ce qu’un bit ? Une variable qui peut prendre les valeurs 0 ou 1 uniquement. Donc, avec 1 bit, j’ai la possibilité d’enregistrer 2 valeurs différentes au maximum (et une seule à la fois bien sûr).
Avec 2 bits, on passe à 4. Ah bon ? Et oui : 00, 01, 10 et 11.
Rassurez-vous, on ne va pas aller jusqu’à 8 bits…

On est en système binaire. Pour « facilement » calculer le nombre de valeurs codables avec une série de bits, on élève le chiffre 2 (binaire) à la puissance du nombre de bits.
Nous disions donc qu’en JPEG, on code sur 8 bits. 2 puissance 8 (qu’on notera 2^8) = 256. Voilà, on sait maintenant que chaque pixel de la photo dispose de 256 valeurs pour exprimer sa luminosité dans chacune des 3 couches (RVB).
Le RAW code en 12, 14 voire 16 bits. Arrêtons-nous à 12, la valeur la plus répandue.
2^12 = 4096. Super ! Mais quel intérêt ? C’est principalement au niveau des tons extrêmes que les bénéfices sont les plus flagrants. Pour comprendre cela, il faut savoir comment l’appareil photo utilise les bits à sa disposition pour enregistrer l’information.

Pour commencer, il faut prendre en compte que chaque capteur possède une dynamique, qu’elle s’exprime en « diaph » et que chaque diaph est codé sur un bit.

Le schéma ci-dessous montre que tous les tons ne sont pas égaux devant les bits.

Premier enseignement : la moitié des valeurs disponibles est utilisée par le premier diaph pour les hautes lumières ! (Voir chapitre 3.1 comment exploiter cette information).
Ensuite, il saute aux yeux que l’histogramme n’est pas linéaire puisque on accorde la même largeur d’affichage à 16 et à 2048 valeurs !

En ce qui concerne la comparaison entre le RAW et le JPEG, c’est tout vu !
Examinons ce qu’il se passerait à haute sensibilité au niveau du 7e diaph. Le bruit numérique, sorte de parasitage du signal capturé, modifie les couleurs et la luminosité des valeurs enregistrées. Imaginons une modification minime de 2 valeurs. Sur un total de 32 possibilités, un écart de 2 n’est pas catastrophique. Mais sur un maximum de 4 valeurs, la fidélité du signal en prend un sacré coup…

Dernier point à préciser pour les plus perspicaces d’entre vous : j’ai 8 diaph pour 12 bits. Y sont où les 4 bits qui restent ? Certainement pas sur l’écran de votre boîtier préféré puisque l’histogramme qu’il présente est une interprétation JPEG du fichier RAW. Bref, que vous preniez la photo dans l’un ou l’autre format, l’histogramme est identique, donc faux en RAW !
Les 4 bits supplémentaires se répartissent alors au-dessus et en dessous des limites de l’histogramme. On ne peut les retrouver qu’avec un logiciel de traitement RAW.

Les plus perspicaces des plus perspicaces cités plus haut se posent une nouvelle question : si je fignole mon exposition pour que mes tons les plus sombres et mes tons les plus clairs flirtent avec les limites basse et haute de l’histogramme, est-ce que j’utilise la totalité de la dynamique mise à ma disposition ? Réponse au chapitre suivant…


3.      Tirer profit des avantages du RAW

3.1.   ETTR et plus si affinités

On comprend rapidement que pour bénéficier d’un maximum de valeurs de codage (et donc minimiser les ravages du bruit), il faut « coller » l’histogramme le plus à droite possible. Le risque est bien évidement une surexposition des photos, que l’on corrigera dans un logiciel de retouche.
Cette technique est appelée « Expose to the right » ou « ETTR » (prononcez i-ti-ti-are pour briller en société). En Français, on parle d’exposition pour les hautes lumières. Voici un exemple d’histogramme « ETTRisé » :

Rappelons que cette technique est utile pour amener les zones sombres où le bruit est très visible dans des plages de codage où il l’est moins. Il n’est pas indispensable de l’appliquer sur toutes les photos à ISO 100.
Elle est très pertinente en JPEG, éventuellement en RAW avec des capteurs à faible dynamique. Toutefois, en RAW avec des boîtiers plus récents, on se prive des précieux bits supplémentaires disponibles, en particulier ceux dédiés aux hautes lumières qui codent un grand nombre de valeurs. Il existe aussi des cas de scènes très contrastées où l’ETTR donnerait des photos beaucoup trop sous-exposées :

Pour accéder aux bits « cachés », il faut donc délibérément cramer ses hautes lumières ! On les récupérera avec un logiciel de traitement RAW en sous-exposant (repoussant ainsi le bruit des zones sombres dans des valeurs non discernables par l’œil) ou en utilisant un algorithme spécifique de récupération des hautes lumières si les tons moyens sont correctement exposés.
Il faut cependant modérer un peu l’enthousiasme qui vous étreint à la lecture de ses lignes : comme on ne voit pas sur l’histogramme quelle quantité d’information bonus on a enregistré, la technique peut s’avérer périlleuse. En effet, la dynamique n’est pas infinie. Il arrive un moment où les hautes lumières sont véritablement cramées. On joue donc avec le feu… Il ne faut pas perdre de vue que l’histogramme n’est pas linéaire et que plus on va vers la droite, plus il y a de valeurs représentées dans un espace restreint.

Il existe néanmoins un moyen de s’assurer que l’on pourra récupérer les blancs surex : il suffit d’afficher non plus l’unique histogramme blanc mais plutôt tous les histogrammes des composantes RVB. Si les hautes lumières sont brûlées sur les 3 histogrammes, on est sûr de rien. Par contre, s’il en subsiste un sous la limite, d’une part on peut penser que les valeurs des 2 autres ne sont pas allées bien loin et d’autre part le logiciel de traitement RAW pourra reconstruire l’information.

Voilà, maintenant que vous connaissez ce qu’il faut de théorie pour exploiter au mieux l’exposition de votre boîtier, il ne reste plus qu’à passer à la pratique.

3.2. Le double « développement » RAW

Dans la très grande majorité des cas, le traitement du RAW en vue d’une conversion JPEG se passe très bien et on exulte chaque fois que l’on sauve les hautes lumières grâce au curseur de récupération. Mais d’autres fois, la dynamique est tellement énorme que l’on ne parvient pas à récupérer du détail dans les hautes lumières sans enterrer totalement les ombres ou inversement.

La solution ressemble fort à ce que l’on aurait fait à l’aide du bracketing et un trépied. On va utiliser la formidable dynamique du RAW pour « développer » deux versions du même fichier. La première sera claire, pour ressortir les détails des ombres alors que l’autre sera plus sombre pour ménager les détails des hautes lumières.
L’avantage du RAW c’est que le cadrage de vos deux photos est le même au pixel près, que vous ne stockez qu’une seule photo sur la carte mémoire et bien entendu que vous ne vous trimbalez pas un trépied !

Voici en image ce que l’on peut faire :

La photo de gauche est ce que l’on obtiendrait de ce contre-jour si on exposait façon ETTR. Inexploitable.
La photo centrale est telle qu’elle a été prise, avec une sévère surexposition. La photo de droite est la résultante du mélange des deux, moyennant un petit réglage de densité du bleu du ciel pour essayer de conserver un aspect naturel. Personnellement, je trouve cette technique nettement plus convaincante que le HDR.


Conclusion

Voilà, la torture est terminée. A vous de faire vos essais.

Ne pas utiliser le RAW, c’est tout simplement brider son appareil photo et annuler ses chances de sauver une photo ratée pour cause de balance des blancs fausse ou d’exposition mal gérée.

Bien sûr, il n’y a pas que des avantages. La taille des fichiers, le fait qu’ils ne puissent être lisibles avant dématriçage et le temps qu’il faut pour les traiter (et donc les rendre lisibles) sont autant de freins à son adoption. Mais rien n’oblige à prendre toutes ses photos en RAW. On pourra le réserver aux photos les plus intéressantes ou à celles à la dynamique délicate par exemple.
A n’en pas douter, chacun y trouvera finalement son compte !

Catégories :Tutos