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La capture linéaire

10/11/2008 | Volker Gilbert

La photographie numérique est différente de la photographie argentique en ce qui concerne sa réponse à la lumière. Imitant la perception de l’œil, un film photographique possède une courbe de réponse aplatie aux deux extrémités, dans les tons foncés et dans les hautes lumières. La vision humaine est de nature non linéaire (logarithmique) : si vous exposez l’œil au double de la quantité de lumière initiale, celui-ci ne perçoit pas cette quantité comme étant deux fois plus importante. L’œil intègre une compensation automatique nous préservant d’une stimulation excessive et qui nous permet une adaptation rapide aux conditions de lumière changeantes. Les capteurs numériques présentent, tout au long de leur latitude d’exposition exploitable, un mode de fonctionnement linéaire : ils recueillent et additionnent les photons sans appliquer de compensation. Cependant, les capteurs sont également confrontés aux effets de saturation, qui s’expriment souvent par des artefacts affectant les hautes lumières écrêtées. Le niveau de pixel est en effet proportionnel à l’illumination reçue ; il y a ainsi un très grand nombre d’informations dans les hautes lumières et très peu dans les tons foncés.

Distribution linéaire (gamma = 1) et logarithmique (gamma = 2,2) des valeurs de luminosité

Un appareil reflex numérique qui encode typiquement l’information couleur en 12 bits par couche (4096 niveaux), consacre en théorie la moitié des niveaux (2048) à l’IL (indice de lumination) le plus élevé (plus lumineux), les ILsuivants occupant respectivement 1 024, 512, 256, 128, 64, 32 et 16 niveaux. Pour un appareil dont l’étendue dynamique s’étale sur 9 IL, la zone la plus sombre n’offrirait finalement que huit gradations. Si cette distribution inégale des niveaux sera compensée lors du développement du fichier brut, par l’application manuelle ou automatique d’une courbe de transfert qui redistribue les niveaux dans les basses lumières, le procédé ne parvient pas à compenser une certaine fragilité dans les tons foncés qui se traduit le plus souvent par un niveau de bruit plus élevé. Étant donné la nature linéaire du capteur, il vaut mieux positionner un maximum de pixels sur le côté droit de l’histogramme (là ou il y a davantage de niveaux) pour réduire le bruit, qui est plus visible dans les parties sombres de l’image.

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