- Introduction
- La base du numérique
- Les Raw, JPEG, Tiff
- La calibration
- L'histogramme
- La balance des blancs
- Profils, cibles, carte grise
- Le traitement numérique
- L'impression
- Panoramas

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L’histogramme - Le posemètre du 21e siècle
(expression : Michael Reichmann, luminous-landscape.com)

1. Prémisse et définitions
2. L'histogramme de luminosité
3. Les niveaux de luminosité
4. Il n’y a pas de mauvais histogramme
5. L'histogramme idéal
6. Pourquoi faut-il exposer pour les blancs ?
7. Les histogrammes de couleurs
8. Méthodologie pour utiliser l’histogramme
9. Méthodologie plus avancée
10. Avantages et désavantages du mode RAW
11. La configuration de l’environnement de travail
12. L’histogramme du développeur RAW de Photoshop
13. Conclusion
14. Pistes d'exploration
15. Bibliographie

1. PRÉMISSE ET DÉFINITIONS

Prémisse : L’objectif premier est d’enregistrer le plus d’information numérique possible lors de la prise photo et d’altérer le moins possible cette information lors du traitement. L’usage de l’histogramme est le premier pas vers un gage de réussite.

Votre caméra numérique est avant tout un ordinateur avec un objectif. Le capteur enregistre l'intensité des tonalités de gris respectivement des canaux rouge, vert et bleu. La caméra analyse, répartit et affiche ces lectures sous forme d'un histogramme. Il y a deux types d'histogrammes. L'histogramme pour les couleurs rouge, vert et bleu et l'histogramme de luminosité qui représente la compilation des données.

Celui-ci n’est pas calibré, la plage des couleurs est très limitée et les conditions ambiantes de la lumière (Soleil) lors de la visualisation de l’écran biaisent l’analyse de l’exposition. On peut donc conclure que l’écran n’est pas l’outil à utiliser pour évaluer l’exposition. Il est donc préférable d'utiliser l’histogramme.

2. L'HISTOGRAMME DE LUMINOSITÉ

L'histogramme de luminosité est la représentation graphique des tons contenus dans l'image allant du noir au blanc sur une étendue d'environ 5 à 6 crans (Fstops). Le chiffre 0 à gauche représente le noir absolu de l’image tandis que le chiffre 255 à droite représente le blanc absolu. L’axe horizontal indique la luminosité du pixel et l’axe vertical indique le nombre de pixels pour chaque valeur de luminosité.

On découvre rapidement que la photographie numérique est très similaire aux films positifs (Diapositives). Vous obtenez plus de flexibilité lors du traitement si l'exposition est quasi parfaite.

Ceci est particulièrement important si vous utilisez le mode JPEG. Le mode RAW contient les données intégrales de votre caméra ce qui n'est pas le cas en JPEG. Le mode RAW offre une plage de 65,356 couleurs (16 bits) versus 256 couleurs en mode JPEG. Cela se traduit par une plus grande latitude lors du traitement de l'image.

Le mode RAW ouvre la porte à des méthodes d'impression de qualité Beaux-Arts surpassant l'argentique ainsi que les méthodes commerciales traditionnelles. De plus, vous pouvez reprendre le développement autant de fois que vous le désirez ce qui n'est pas nécessairement le cas en JPEG.

Succinctement, vous jetez votre négatif en mode JPEG tandis que le mode RAW est le négatif et il soutire le maximum de votre équipement photographique.

3. LES NIVEAUX DE LUMINOSITÉ

Le JPEG offre 255 tonalités équivalent à 8 bits* tandis que cette étendue grimpe en RAW à 65,536 couleurs ou 12 bits*. Ce dernier utilise :

- 5 bits pour représenter le canal rouge
- 5 bits pour représenter le canal bleu
- 6 bits pour représenter 64 niveaux de vert car l'humain est plus sensible au vert.

Ceux-ci sont combinés pour produire un mixte de 65,536 couleurs (32 x 32 x 64 = 65,536).

Comme les capteurs numériques enregistrent l’information de façon linéaire, le point le plus brillant de l’exposition contiendra la moitié de ces valeurs soit 2048 par canal ce qui se traduit en 32,768 tonalités de gris. La majorité des caméras numériques sont plutôt à 12 Bits que 16 Bits d’où les 2048 niveaux de tonalités par canal en RAW sur une étendue de 6 crans (FStops).

Les valeurs entre 20-25 contiennent les tonalités les plus sombres ayant encore de la définition, sous ce point tout est noir. On distingue qu'on retient de la définition dans les blancs vers les valeurs 240-245. La ligne est très fine entre une exposition juste, une surexposition ou une sous exposition des blancs. Vous observerez que les valeurs diminuent de moitié tout comme les F/Stop. Les divisions verticales équivalent à environ un (1) cran (Fstop). On observe qu’on perd la moitié de l’information numérique lorsque qu’on rate d’un cran (FStop) notre photo.

La plage des 5 crans se déplace vers la gauche et vous perdez de l'information sur les noirs. Donc, l'objectif premier, d'exposer pour les blancs le plus près de la limite à droite afin de conserver de l'information sur les noirs.

Les mesures de votre capteur sont enregistrées sans modification dans un fichier RAW. Ce type de fichier n'est pas donc pas une image. Il contient que les données informatiques de celle-ci. Ces données seront converties en image par un développeur RAW (ex. Photoshop CS2 ou CS3, etc.).

La caméra doit donc convertir la photo en format JPEG en tenant compte selon les options que vous lui avez fixées. L’histogramme est donc une analyse de l’image en format JPEG et non en RAW. La méthode de conversion en JPEG est propriétaire du manufacturier. C'est-à-dire que nous ne savons pas comment il effectue cette conversion. Il est donc recommandé de comparer l'histogramme de la caméra avec l'histogramme du logiciel que vous utilisez pour le traitement de l'image.

Pour afficher la photo, la caméra doit donc convertir la photo en format JPEG selon les options que vous lui avez fixées. La méthode de conversion est la propriété du manufacturier. C'est-à-dire que nous ne savons pas comment il effectue cette conversion. Il est donc recommandé de comparer l'histogramme de la caméra avec l'histogramme du logiciel que vous utilisez pour le traitement de l'image.

Donc, l'affichage de l'histogramme sur votre écran de caméra en mode RAW sera biaisé car elle est basée sur le rendu JPEG de l'image. L'étendu dynamique de l'histogramme sera toujours moins large qu'il est en réalité dans le fichier RAW. La seule façon d'obtenir une évaluation juste sera dans un développeur RAW tel que Lightroom ou Photoshop. De plus, ceux-ci appliqeront l'étendu de couleurs (sRGB, Adobe RGB ou proPhoto) que lorsque vous enregisterez le fichier (JPEG, PSD, TIFF).

4. IL N'Y A PAS DE MAUVAIS HISTOGRAMMES

cependant …
On en déduit qu’il faut toujours prendre en considération l’étendu des tonalités et vos intentions. Pré visualisez, évaluez les zones et situez-les selon vos intentions.

5. L'HISTOGRAMME IDÉAL

La plupart de nos images contiennent une gamme de tonalités. Il faut donc préalablement évaluer les tonalités de la scène (Zone System). À titre d’exemple, voici comment l’histogramme peut vous aider à obtenir une exposition optimum.

On peut donc déduire qu’il faut exposer le plus à droite possible sans toucher au mur de droite s’il n’y a pas de blanc absolu afin d'obtenir le maximum de données informatiques.

6. POURQUOI FAUT-IL GÉNÉRALEMENT EXPOSER POUR LES BLANCS (La droite)

Prémisse : Vous perdez la moitié de l'information numérique de votre image lorsque vous ratez d'un cran (FStop). Ceci signifie que le premier cran (fstop) dévore la moitié (2,048 niveaux) en RAW. Les 2,048 niveaux résiduels seront répartis sur la plage entre 2 à 6 crans (fstops). Il ne restera que 64 niveaux en RAW et 25 niveaux en JPEG au 6e cran. D'ailleurs, tenter d'ouvrir ces noirs de façon significative en RAW provoquera l'apparition de bandes ou des effets de postérisation et révélera des artéfacts. Cette opération sera presque impossible en JPEG.

Lorsque vous sous exposez d’un cran, vous perdez la moitié de l’information numérique de votre image. TOUTE la plage des 5 crans se déplace vers la gauche entraînant aussi la perte d’information sur les noirs.

On se souvient que les valeurs de 20-25 contiennent les tonalités les plus sombres ayant encore de la définition, sous ce point tout est noir. Les valeurs 240-245 contiennent les tonalités les plus blanches, au-delà tout est blanc. Il faut donc d’exposer pour les blancs afin de conserver de l’information sur les noirs.

En Raw, il va rester de l’information même si le traitement jette des milliers de couleurs.

Il est à noter que le développeur Raw CS3 et Lightroom représentent ces tonalités en pourcentage.

Afin de transposer et de préserver l'information numérique du RAW certains gestes s'imposent afin de créer votre fichier maître duquel tous les autres formats d'images découleront (JPEG, PSD, TIF, etc.)
a) Développeur RAW * Pro Photo RGB * 16 Bits * Taille de la photo (Préférable de modifier dans Photoshop) Les paramètres ci hauts du développeur RAW vous permettront de conserver l'information de votre fichier RAW pour créer votre fichier maître d'où tous les autres types de fichiers découleront. N'oubliez pas de sélectionner le bouton «More Options» afin d'obtenir la liste compète des espaces. Il est donc recommandé de configurer le développeur RAW de Photoshop à l'environnement couleur RGB au mode ProPhoto RGB qui englobe toutes les couleurs de vos photographies. En fait, on jase de 16bits (65,536 niveaux) Photoshop travaille en 15bits ( 32,768 niveaux) et la plupart des caméras en RAW en 12bits ( 2048 niveaux) qui est tout de même mieux que les 256 niveaux du 8bits du mode JPEG.
b) Il est à noter qu'il est préférable de travailler vos JPEG en Adobe RGB car convertir un fichier de 8bits en 16 bits. Étendre un tel fichier dans le mode 16bits risque de créer du «banding, mauvaise transitions de couleurs).

La résolution idéale dépend des paramètres fixés à la création du profil de votre imprimante. Le manufacturier devrait le mentionner dans le livre de l'utilisateur. Un truc serait d'utiliser Picassa. Celui-ci vous indiquera cette information. En quoi cela dérangera-t-il si ce n'est pas le bon chiffre ? Le profil de l'imprimante le convertira, le résultat final risque de ne pas vous plaire.

7. LES HISTOGRAMMES DES CANAUX DE COULEURS

Certaines caméras affichent à la fois l’histogramme de luminosité et les histogrammes pour chacun des canaux de couleurs ce qui permet une analyse plus poussée de leur plage respective. Cependant, nous n’avons pas le contrôle sur les canaux de couleurs. En cas de doute, l'histogramme de luminosité l’emporte.

Cette option peut être très utile pour vérifier votre balance des blancs particulièrement si vous l'avez ajustée manuellement. Ex. les levés et les couchés de soleil.

8. MÉTHODOLOGIE DE BASE POUR UTILISER L'HISTOGRAMME DE LUMINOSITÉ

• Évaluez la scène (Lumières hautes – gris moyens et basses (Zone System)), déterminez vos intentions et essayez d’imaginer l’histogramme avant de prendre votre photo.
• Prenez votre photo.
• Analysez l'histogramme de luminosité. Les pixels sont-ils blottis contre le mur de droite, la scène est-elle équilibrée ?
• Si oui, réduisez soit la vitesse ou l'ouverture du diaphragme.
• Pour plus de finesse utilisez le bouton de compensation.
• La compensation demeurera juste et constante même si vous modifiez l'ouverture en mode « Aperture » ou la vitesse en mode « Speed ».
• LE POINT LE PLUS IMPORTANT est d’exposer afin d’obtenir le plus d’information numérique sans toucher à la limite des blancs à droite. Au-delà, c'est un blanc sans définition.
• Analysez votre composition.
• Prenez vos photos.
• Reprenez du début si les conditions changent.
  

9. MÉTHODOLOGIE PLUS AVANCÉE

• Évaluez la scène (Lumières hautes – gris moyens et basses (Zone System)), déterminez vos intentions et essayez d’imaginer l’histogramme avant de prendre votre photo.
• Prenez votre photo.
• Mesurez l'exposition de la région recevant le plus de lumière avec la méthode de lecture « Spot » de votre posemètre.
• Ajoutez 2 crans (Fstops) afin d'obtenir un histogramme de départ.
• Évaluez l'histogramme, la scène est-elle équilibrée ?.
• Compensez selon les blancs, s'il n'y a pas de blancs centrez la zone grise en évaluant les tonalités de votre image.
• Dans le cas d’une plage de luminosité excédant les capacités de la caméra plus de 5 crans (Fstops). Prenez des photos des lumières hautes, des gris moyens ainsi que les basses en ajustant l'histogramme pour chacune des zones à l’aide d’un trépied, l'autofocus manuel, variez la vitesse et non l’ouverture. Cela vous permettra d'utiliser l'option HDR 32 bits de Photoshop CS2 ou CS3. J'attire votre attention sur Photo Acute qui permet de doubler la résolution.

Note : Le marché offre des aides pour centrer votre histogramme pour une condition normalisée ce qui est rarement le cas sur le terrain.

10. LES AVANTAGES ET LES DÉSAVANTAGES DU MODE RAW

Prémisse : L’objectif premier est d’enregistrer le plus d’information numérique possible lors de la prise photo et d’altérer le moins possible cette information lors du traitement. La qualité exige le mode RAW et l'usage de l’histogramme est le premier pas vers un gage de réussite.

Avantages
1.  Le fichier RAW contient les données intégrales de votre caméra ce qui vous permet de choisir l’environnement de travail (Pro Photo RGB) dans Photoshop, le 16 Bits, le développement entier dans les développeurs RAW (CS3 et Lightroom). Ceux-ci vous offrent de contrôler le gamma (la mesure du contraste d'une image dans les niveaux de gris moyens), les tonalités via les courbes, d’optimiser les couleurs, de transformer vos images en noir et blanc plus efficacement qu'en mode JPEG et bien plus encore...  
2.  Il offre une plage de 65,356 tonalités versus 256 tonalités en JPEG.
3. Il ouvre la porte à des méthodes d'impression de qualité Beaux-Arts surpassant l'argentique et les méthodes commerciales traditionnelles.
4.  Nous pouvons développer le fichier RAW autant de fois que l’on désire ce qui n’est pas le cas du format JPEG qui perd de la qualité chaque fois qu’il est modifié.
5. Il ouvre la porte à l’option HDR 32 bits* (16,777,216 couleurs) de Photoshop CS2-CS3 et Photo Acute.

Désavantages
1. Vous devez développer vos photographies pour les utiliser.
2. La taille des fichiers est plus grande et la vitesse d'enregistrement est plus longue.
3. L’entreposage et la gestion des fichiers. (Lightroom)
4. Il exige l'apprentissage de nouvelles habiletés, cela demande l'apprentissage de nouvelles habiletés pour le traitement de l’image.

Qui aurait prédit les nouvelles options des développeurs RAW (CS3 – Lightroom) Vous pouvez maintenant revisiter vos anciens fichiers RAW et explorer leurs nouvelles possibilités…

Considérations
Le traitement numérique altère l’information numérique. Il suffit d’observer l’histogramme. Mettez les chances de votre côté étant donné qu’un fichier contient beaucoup plus de données et de couleurs (65,356) versus le traitement en format JPEG ayant 256 couleurs.