Qu'est-ce que la plage dynamique ?
L'objectif de ce graphique est de montrer l'étendue de la plage dynamique que peut capturer un appareil photo. Plus cette plage dynamique est grande, plus des scènes à fort contrastes pourront être photographiées dans de bonnes conditions. De tels contrastes sont courants, comme par exemple une photographie d'un sujet à l'ombre (donc sombre) mais avec un arrière plan lumineux (comme le ciel). Les capteurs utilisés par Olympus ont la réputation d'avoir une plage dynamique plutôt faible. J'ai voulu le vérifier en réalisant mes propres tests.
Comment lire ce graphique ?
Ce graphique a été créé en photographiant une image blanche (fichiers RAW 12 bits par canal, convertis au format TIFF pour la lecture de la luminance), et en changeant uniquement l'exposition. On simule ainsi la photographie de zones d'ombres (sur la gauche de la courbe) et de hautes lumières (sur la droite). Une valeur standard (l'exposition que l'on obtient en laissant les réglages par défaut, et en photographiant une feuille blanche) correspond à "OEV". Se déplacer sur l'axe horizontal d'1 EV revient à capturer deux fois plus (ou moins) de lumière, par exemple en doublant (ou divisant) par deux la vitesse d'obturation — durée pendant laquelle on laisse pénétrer la lumière jusqu'au capteur.
L'axe vertical est gradué en % et est un indice de luminance. Elle est codée sur un nombre fini de données (ici 2^12=4096 pour chaque canal). Tout se passe comme si le capteur de l'apareil photo pouvait inscrire les données qu'il capte (les ombres comme les hautes lumières, en passant par des tons moyens) pour chaque canal à 4096 endroits. On peut remarquer plusieurs choses :
- Cette courbe atteint (quasiment), à chaque extrémité, 0% et 100%. Les valeurs de luminosité qui pourront être captées sont donc comprises entre environ -5EV et +3EV. On a donc une plage dynamique de 8EV.
- Sur cette plage dynamique, la courbe n'est pas linéaire. On remarque que les "gris clairs" entre +2 et +3EV seront codés sur 25% de l'échelle de luminosité, alors que les "gris foncés" entre -5 et -4EV ne disposeront que de quelques %. On en déduit facilement que, pour tirer le maximum d'informations d'une image, il est important d'exposer correctement l'image dès la prise de vue, et de ne pas penser qu'une photographie trop sombre pourra être éclaircie sans perte en post-traitement.
- La technique de l'exposition à droite, utilisée par certains, consiste à légèrement sur-exposer l'image lors de la prise de vue pour la "placer" sur la zone de la plage dynamique où la courbe a la plus forte pente, et de rétablir (diminuer la luminosité) en post-traitement.
Pourquoi y a-t-il trois courbes ? On peut effectivement voir trois courbes, très légèrement décalées. Une courbe rouge, une verte, et une bleue. C'est dû une propriété physique des capteurs : les informations de chaque pixel d'une image proviennent de 3 éléments chacun sensible à une de ces trois couleurs. La combinaison de ces trois informations (chacune codée sur 4096 valeurs dans notre cas) permet de reconstitué un espace colorimétrique "complet".
Pourquoi sont-elles décalées ?
L'appareil n'est pas parfait, et bien que l'image prise en photo soit (presque) en niveaux de gris, il y voit un peu de couleur ! Rien de grave ici : les trois canaux ont tous leurs limites haute et basse presque aux mêmes luminosité.
Plus de précisions sur la plage dynamique réellement utilisable!
On se rend compte qu'il est facile de définir la limite pour les hautes lumières (côté droit), mais que la chose est plus difficile pour les ombres, à gauche... L'axe horizontal semble être tangent à la courbe. Et pourtant :
- à partir d'un certain indice de luminance (ici vers -5EV), un des trois canaux atteint sa plus faible valeur. Même en capturant des images encore plus sombres (-5,5EV, -6EV...) on reste "bloqué" à cette valeur extrême.
- à partir d'un indice légèrement supérieur (-4EV), on observe que les informations de luminance sont codées sur un nombre de plus en plus limité de valeurs. On peut estimer ici qu'en dessous de -4,5EV la pente de la courbe est si faible que l'on ne peut pas coder d'informations supplémentaires.
(aussi appelés "stops" ou "valeurs de diaphragme") ce qui, finalement, n'est pas si mauvais...
