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L’histogramme mis à nu
. (Première partie)
Qu’est-ce qui différencie un photographe numérique d’un photographe argentique ? A cette
question sans intérêt, j’aurais tendance à répondre : l’histogramme. En photo numérique, ce
dernier est en effet présent dans toute la chaîne de production, de la prise de vue jusqu’au
post-traitement. Mais le bougre est rebutant et nombreux sont ceux qui ne s’en soucient que
lorsqu’il est trop tard : juste avant de passer la photo à la poubelle… pour les plus réalistes
d’entre eux !
Avant d’en arriver à cette extrémité, commençons par le début :
Que raconte l’histogramme ?
Vous n'ignorez pas qu'une photo est
constituée de multiples points (pixels) et
comme vous êtes observateurs, vous avez
remarqué que certains sont plus lumineux
que d’autres…
L’histogramme
donne
simplement
la
répartition des pixels selon leur luminosité.
Il les compte du noir au blanc, en passant
par tous les états intermédiaires du sombre
au clair, sur un total de 256 niveaux.
Chaque niveau dessine une barre verticale
dont la hauteur est d’autant plus importante
que le nombre de points est élevé.
Ces barres sont dessinées côte à côte, la plus à gauche représentant les pixels strictement
noirs, la plus à droite comptant les pixels strictement blancs. (NB : certains appareils ou
logiciels présentent également des histogrammes pour les canaux Rouge, Vert et Bleu, voire
même les couleurs complémentaires. Le principe reste le même, mais appliqué à la couleur
concernée, du sombre au clair)
S’il n’y a pas de pixels noirs, (comme sur l’exemple ci-dessus) il n’y a pas de barre à gauche.
S’il n’y a pas de pixels blancs, il n’y a pas de barre à droite. Ce constat ne pointe pas
obligatoirement un problème : photographiez un ciel d’été ; si vous avez des pixels noirs,
c’est que vous avez simultanément shooté un vol de canards…
Voici quelques exemples bien caricaturaux pour expliquer la théorie :
Photo de nuit
: l’histogramme est totalement décalé à gauche. Le grand pic correspond aux
zones très sombres de la colline. Il reste néanmoins un petit pic dans la partie droite de
l’histogramme. Il représente les zones les plus éclairées des arches de la cathédrale. Certes,
vous n’aviez pas besoin d’un histogramme pour vous apercevoir que la photo est sombre,
mais c’est le premier pas vers la détection d’une photo sous exposée :
Photo sous exposée
: l’histogramme est encore totalement décalé à gauche, mais cette fois, le
sujet traité (clair) n’explique pas ce décalage. La partie droite de l’histogramme est vide, alors
que l’on pourrait légitiment attendre quelques pics correspondant aux bords éclairés des
pétales du Crocus, et une densité plus importante de points dans le dernier tiers de
l’histogramme, dessinant le modelé des ombres sur la corolle de la fleur blanche.
Photo correctement exposée
: nous reviendrons plus en détail sur cette notion car il n’existe
pas d’histogramme type permettant de dire que la photo est correctement exposée : l’analyse
de l’histogramme ne peut être dissociée du sujet et de son éclairage. Il est en particulier faux
de penser qu’un histogramme en cloche (courbe de Gauss) est un bon histogramme. Il traduit
simplement le fait que la photo contient beaucoup de pixels de luminosité moyenne, ce qui
peut être tout aussi bien légitime que correspondre à un défaut de la prise de vue ou du post
traitement. Le tout petit pic sur les blancs représente ici les fleurs les plus claires, mais sa
faible amplitude garantit que l’on a gardé des détails dans les pétales vus à la taille réelle des
pixels. Le dégradé des gris du ciel ne contient aucune zone surexposée. La faible amplitude du
pic des noirs indique que les détails sont également conservés dans les zones les plus sombres
(coeur des coquelicots)
Photo de neige
: l’histogramme ci contre montre sans ambigüité que la neige est blanche, en
témoigne le pic à droite de celui-ci, qui représente la partie la plus claire de l’image, au fond
de l’allée. Les branches plus sombres correspondent au pic de même amplitude, à gauche de
l’histogramme. La bosse dans le tiers droit de l’histogramme indique que l’on a une bonne
proportion de gris clairs, contenant le modelé du relief sur la neige. Mais attention, il n’y a
qu’un pas pour tomber dans l’excès : la photo surexposée.
Photo surexposée
: la barre des blancs purs est exagérément haute. Attention, on la distingue
à peine car elle ne fait qu’un pixel de large, mais c’est elle qui impose la hauteur du
graphique. Les informations dans les hautes lumières ont disparu. Aucune manipulation
génétique ne saura faire revenir les poils dans la zone blanche. C’est d’autant plus dommage
que l’on voit qu’il reste de la place à gauche de l’histogramme. Il aurait pu être décalé pour
conserver les détails dans les hautes lumières. Le problème pouvait donc être réglé à la prise
de vue, objet du paragraphe suivant.
L’histogramme à la prise de vue
A chaque prise de vue, contrôlez l’histogramme ! Ce geste doit devenir un réflexe : Vous
mettrez ainsi toutes les chances de votre côté pour réussir à moindre frais une photo d’une
qualité technique irréprochable. (au sens du capteur bien évidemment, car il vous reste à
régler les problèmes de netteté, piqué, dynamique, etc…) Il faut bien se l’avouer, les
tentatives de rattrapage en post traitement d’un histogramme mal calibré ne sont que des pis-
aller, qui laissent toujours des scories plus ou moins discrètes (bruit, artefacts) d’autant plus
visibles que le format de tirage sera grand. Autant s’épargner ces désillusions en étant plus
consciencieux dès la prise de vue. (NB : nous ne le répèterons jamais assez, si votre boitier le
permet, photographiez toujours en mode RAW : vous limiterez les inconvénients du post
traitement…)
L’affichage de l’histogramme en direct live serait le nec plus ultra de l’aide à la prise de vue,
mais il faut reconnaître que pour beaucoup d’entre nous, (boitiers reflex moyenne gamme)
c’est encore du domaine du rêve. Nous allons donc nous contenter de ce que nous avons : le
contrôle a posteriori de l’histogramme.
Un petit rappel du b-a ba du photographe : si l’histogramme est trop à gauche (ou trop à
droite), photo sous exposée (ou surexposée), il vous faudra laisser entrer plus (ou moins) de
lumière que prévu. En mode A ou V (priorité diaphragme ou priorité vitesse) la meilleure
solution est d’utiliser la correction (ou compensation) d’exposition. Un petit coup d’oeil sur le
manuel de votre APN ? Cette interaction avec l’automatisme de l’appareil est un peu délicate
à intégrer, mais si vous ne faîtes pas l’effort de vous y intéresser, vous passerez à côté de
beaucoup des possibilités de votre boitier.
Vous avez également le choix du mode manuel,
sans conteste le moyen le plus souple de gérer le couple vitesse/diaphragme, mais pas
forcément le plus intuitif… Nous avions bien parlé d’effort ! Pensez également à ne pas
systématiquement rester en mesure multi zones, mais à exploiter toutes les options de mesure
de la lumière permises par votre boitier (pondérée au centre, mesure spot)
Notre sujet n’est pas d’apprendre à exposer correctement, mais seulement de détecter les
problèmes à travers l’histogramme. 2 cas particuliers méritent que l’on s’y attarde :
l’histogramme déborde à droite et à gauche ou l’histogramme ne déborde ni à droite ni à
gauche…
Histogramme trop large
: la photo d’architecture au coeur d’une église illustre ce cas. Entre
les zones d’ombres du choeur et les hautes lumières des vitraux, notre pauvre capteur est bien
à la peine. Sa plage dynamique (dynamic range pour introduire la suite) c'est-à-dire
l’amplitude maximale d’exposition qu’il peut restituer en conservant les détails dans les
ombres et dans les lumières est par exemple de l’ordre de 8 diaphragmes à 100 iso et
seulement 6 diaphragmes à 3200 iso pour un Nikon D80 (source dpreview)
Les capteurs bas de gamme ont une plage
dynamique de seulement 5 diaphragmes.
Une seule solution pour passer cette limite
technique : prendre de multiples expositions
(sur pied !) de la même scène en faisant
varier la vitesse de la prise de vue, et
recombiner les prises en utilisant des calques
ou la technique dite HDR (high dynamic
range) pour laquelle existent de nombreux
outils et tutoriels.
Pour
ma
part,
je
préfère
travailler
directement avec des masques de fusion…
Il n’existe aucun réglage permettant de pallier les problèmes liés à un histogramme trop large,
et surtout pas le filtre gis neutre qui abaisse la luminosité globale de l’image, mais pas son
contraste. Dans le cas particulier d’un paysage avec un horizon relativement horizontal, on
peut toutefois utiliser un filtre gris neutre dégradé qui absorbera de la lumière sur le ciel sans
altérer la luminosité du paysage.
Histogramme étroit
: lorsque la scène photographiée présente peu de contraste, le choix du
couple vitesse/diaphragme permet de positionner l’histogramme plus ou moins à droite ou à
gauche sans perte d’information. L’instinct pousse le photographe à le positionner à gauche
pour éviter de brûler les hautes lumières. C’est une erreur. Tant que l’histogramme ne déborde
pas à droite, il n’y a aucun risque de perdre du détail dans les blancs, mais ce n’est pas la
meilleure raison… et voici pourquoi :
Nous avons vu précédemment que la plage dynamique du capteur était couramment de 5 à 8
diaphragmes. Chaque fois que l’on ouvre d’un diaphragme, la lumière est multipliée par 2.
L’oeil humain ne perçoit pas cette sensation de proportionnalité car il compense afin d’éviter
l’aveuglement. Le capteur est plus stupide. Si on lui donne 2 fois plus de lumière, il enregistre
2 fois plus de lumière, et encore 2 fois plus au diaphragme suivant, et encore… mais il est
limité par son format de stockage. 12 bits pour chaque canal (Rouge, Vert et Bleu) autorisent
au maximum
4096 (2 puissance 12) niveaux par couleur. Cette possibilité maximale est bien
évidemment utilisée pour les plus hautes lumières… et divisée par 2 à chaque niveau.
Sur une plage dynamique de 6 diaphragmes, on observe la répartition suivante :
Basses
lumières
-4 diaphs
-3 diaphs
-2 diaphs
-1 diaph
Hautes
lumières
128 niveaux
256
512
1024
2048
4096
Afin de profiter au mieux de cette dissymétrie, il est donc logique de pousser au maximum
l’histogramme sur la droite (toujours dans déborder)
Mais souvenons nous que la principale raison de cette étroitesse relative de l’histogramme est
le
manque de contraste
de la scène photographiée, l’occasion pour les plus courageux de
modifier temporairement le réglage du contraste sur le boîtier (pour les amateurs de jpg) ou
sur leur logiciel préféré (pour les amateurs de RAW) L’histogramme sera alors étendu de
manière beaucoup moins destructive qu’en jouant ultérieurement sur les niveaux ou les
courbes dans Photoshop et autre Gimp, sujet de la suite de ce tutoriel.
(Publié avec l’autorisation du
club photo Lyon Imag’One
.)