Mais qu’est-ce que les ISO en fait ?

En photo quand on parle d’ISO, on parle de la sensibilité de la surface sensible. C’est la mesure officielle définie par la norme ISO 5800:1987.

Cette norme dit que plus le chiffre devant le terme ISO est petit, plus il faut de lumière pour obtenir une exposition correcte. Et au contraire, plus le chiffre est grand, moins on aura besoin de lumière.

Sous la forme argentique, c’est la chimie des films, le traitement, la façon de les fabriquer, qui donne la sensibilité et par là même le nombre d’ISO qui va avec.

Mais en numérique, comment change cette sensibilité ? Quelle est l’incidence sur les images que l’on prend ?

En réalité, il faut savoir qu’en numérique la surface sensible, autrement appelée capteur, à une sensibilité ISO native, qui reste TOUJOURS la même.

On connaît cette sensibilité, car c’est la plus petite valeur de base (en dehors des réglages poussés).

On peut alors légitimement se poser la question suivante : Si le capteur à une sensibilité de base qui reste toujours la même, comment ce fait-il que je peux l’augmenter ?

C’est là que toute la partie intéressante arrive. Car en réalité, quand sur votre boitier vous changez la sensibilité et que vous passez de 100ISO à 200ISO (par exemple) Vous n’avez pas changé la sensibilité de base du capteur de votre appareil !

En réalité, vous venez de demander à votre appareil photo d’amplifier le signal qu’il a reçu.
Mais pour bien comprendre cela, il faut comprendre comment fonctionne le capteur de votre appareil photo.

Extrait de mon article sur la taille des capteur:

Un capteur est composé d’une matrice de photosite (ce que tout le monde nomme par erreur pixel), qui sont des éléments photosensibles. Ces éléments sont basés sur un système photoélectrique. En simplifié, la lumière est composée de photons. Ces photons vont venir dans une sorte de puits (le photosite) en arrivant dans ce puits, un photon va arracher un électron. Cette information va alors être transformée en signal électrique analogique. Puis encodée de façon numérique.

Si je résume, pour chaque photon qui touche le capteur, celui-ci, grâce au procédé expliqué ci-dessus, donne au processeur (l’ordinateur de l’appareil) l’endroit exact où cela s’est passé, la quantité de lumière qui est arrivée.

Du coup, grâce à ces informations, l’image se forme.
Sauf que celle-ci se forme en Noir & Blanc !

Hé oui un capteur est daltonien

Naturellement, ces capteurs sont sensibles à l’ensemble du spectre de la lumière visible. Grâce à un filtre, dit de Bayer, constitué de cellules colorées des couleurs primaires, chaque photosite ou pixel du capteur ne voit qu’une seule couleur : rouge, vert ou bleu. Sur chaque groupe de 4 photosites on en trouve un pour le bleu, un pour le rouge et deux pour le vert ; cette répartition correspond à la sensibilité de notre vision.

C’est le logiciel de l’appareil photo qui va recréer les couleurs, en tenant compte des courbes de réponse spectrale pour un résultat final en trichromie.

Il faut aussi savoir que la taille des photosites est très importante. Car plus le photosite est grand et plus il y aura d’informations pour former l’image. Donc, moins de bruits numériques dans les ombres et une plus grande dynamique. Je vous épargne le chapitre sur la résolution spatiale, qui explique que plus le photosite est petit, plus l’objectif qui est placé devant devra être performant ( histoire de séparer la lumière très finement). C’est une mesure qui se compte en cycles/mm.

Si l’on reprend l’image ci-dessus on peut voir cela:
1. capteur FF 24*36mm Reflex Haut de gamme
2. capteur APS-H 19,1*28,7mm Relfex Haut de gamme
3. capteur APS-C 15,6*23,7mm Reflex expert et entrée de gamme
4. capteur 2/3″ 6,6*8,8mm Compact Bridge
5. capteur 1/1,8″ 5,32*7,18 Compact
6. capteur 1/2,7″ 3,96*5,27 compact

Comme on peut le constater, le capteur 24*36 est dix fois plus grand qu’un capteur 1/2,7″ (qui malheureusement équipe la grande majorité des compacts numériques).
Mais que va induire cette différence de taille ?

Déjà, par un phénomène d’optique que je vais vous épargner, la profondeur de champ va être bien plus grande sur un petit capteur (pas loin de l’infini pour le 1/27″) que sur un grand capteur. En d’autres termes, très peu de possibilités d’avoir un arrière-plan flou.

Mais ce n’est pas le plus grand problème. Le bruit numérique dans les ombres et la dynamique vont être deux gros handicaps. Un réflex numérique de base a, le plus souvent, un capteur APS-C. Pour 10 millions de pixels, un tel capteur va avoir des photosites de 6,1 micromètres contre 1,8 micromètre pour un capteur 1/2,7″.

Comment cela va se manifester sur mon image?

Un appareil qui a une dynamique courte va avoir tendance à facilement “cramer ” les ciels (ciel trop clair, presque blanc, voire carrément blanc), alors qu’un appareil avec une dynamique plus large va lui restituer plus fidèlement la couleur bleu d’un ciel. Si l’on résume, toute haute lumière risque d’être “cramée”

Pour le bruit numérique, il se verra dans les ombres à haut iso. Un appareil avec de grands photosites ne va produire que très peu de ces “points de couleurs”.

Il faut savoir que ce bruit vient de parasite (chaleur, photon incident…etc) et que plus les photosites seront petits, plus il y aura de ces parasites (mais je crois que tout le monde l’aura compris)

Donc, maintenant que l’on sait ça, on comprend que lorsqu’on change la sensibilité sur notre appareil et que l’on force celui-ci à amplifier le signal, il amplifie du même coup tous les parasites, donc le bruit numérique qui va avec.
Pour pallier à ce problème, les constructeurs d’appareil photo vont faire intervenir des algorithmes très puissants pour lisser ces imperfections tout en essayant de préserver les détails.

S’il est aisé de lisser les imperfections à des sensibilités basses, il devient de plus en plus difficile de faire disparaitre le bruit en gardant les détails dans les hautes sensibilités.

Le résultat donnera selon ce que le constructeur à privilégié (à savoir les détails ou le bruit) soit un fichier bruité, mais avec des détails, soit un fichier plus propre, mais trop lisse (ce qui donne cette impression de flou, ce manque de piqué).

A l’heure actuelle les deux champions toutes catégories des hauts ISO sont le Canon EOS 1D MKIII et le Nikon D3.

Pourquoi ?

Pour une raison simple, au vu de la taille de leur capteur, ils ont une résolution qui leur permet d’avoir de large photosite.

Autrement dit, il produise que très peux de bruit numérique à l’origine. Du coup les algo très puissant des deux appareils peuvent sans presque aucun problème diminuer le bruit numérique tout en gardant les fins détails.

Pour l’exemple une photo prise à 6’400 ISO avec un Canon ESO 1D MKIII avec son crop 100%

En conclusion je dirais qu’il vaut mieux un grand capteur avec moins de pixels qu’un petit capteur avec beaucoup de pixels.

Encore une fois, c’est la preuve que le nombre de pixels n’est pas gage de bonne qualité !!!

Bon courage et bonne photo.

Je vais m’attaquer ici à un gros morceau de la photo!

Pour un amateur (expert ou pas), le fichier RAW est souvent le Graal. Lui demander dans quel format il vaut mieux prendre ses images, reviens à lui faire dire: En RAW, toujours en RAW, rien qu’en RAW.

Demandez la même chose à un débutant, c’est lui poser une question ou l’un des deux éléments est un vrai mystère, car la vraie question pour lui sera ”mais qu’est-ce que le RAW?”

Et c’est peut-être bien par là qu’il va falloir commencer, voir ce qu’il y a comme différence entre le RAW et le JPEG.

Je vais commencer par vous donner les informations brutes, et je reviendrais ensuite dessus pour certaines spécificités. Je vais aussi essayer de rester dans un niveau technique accessible à tous. Histoire que je ne perde personne en chemin.

Donc, lisez attentivement cet article, que vous soyez expert convaincu, ou simple débutant. Je suis certain que vous pourrez en retirer quelque chose!

Dans l’histoire d’une image, la première chose qui se passe, est la prise de vue. Autrement dit, ce moment ou la lumière vient chatouiller la surface photosensible de votre capteur. Celui-ci dans tous les cas, va transformer cette lumière en un signal numérique composé de 0 et de 1.

L’appareil va tout de suite enregistrer l’image. Stocker cette série de 1 et 0 qui forme votre photo sur la carte mémoire. Et c’est là que tout change.

En RAW (qui en anglais veut dire brute), l’appareil va enregistrer l’image sans lui ajouter le moindre traitement. Brute de capteur.

Cela veut bien sûr dire qu’il garde toutes les informations de l’image sans aucune perte et en 12, 14 ou 16 bits par couche. (Ce qui représente les nuances pour chaque couleur de base du capteur. Rouge, bleu et vert. On y reviendra après)

Le RAW va donc permettre de contrôler toutes ces valeurs et de les modifier après coup. Depuis votre ordinateur vous pourrez choisir la balance des blancs, modifier l’expo. (Dans certaines limites. Des hautes lumières cramées, le resteront quoi qu’on fasse, idem pour des ombres bouchées), la saturation ainsi que l’accentuation…etc

En JPEG l’appareil va enregistrer l’image avec les traitements qu’aura choisis par avance l’utilisateur. Par exemple, la balance des blancs, l’accentuation, la saturation…etc. Et le tout en 8 bits par couche. Et on ne pourra plus revenir dessus.

Voilà basiquement la différence.

Avant d’aller plus loin, je pense qu’il est bon d’expliquer,ou de rappeler, ce que veut dire enregistré une image en 8, 12, 14 ou 16 bits.

Pour les experts cette piqure de rappel aura du bon. En effet, on prône si facilement les biens faits d’un encodage 16bits.

On sait que la lumière est transformée en signal numérique une fois touchée la surface sensible de votre appareil (CCD ou CMOS).

Imaginons maintenant que notre appareil n’est capable de produire que du noir et blanc de la façon la plus basique. Soit noir, soit blanc, donc un encodage sur 1bit.

Avec 1bit l’info sera traduite ainsi. Comme la valeur est soit 0, soit 1, dans notre cas de figure, 0=noir 1= blanc.

Pour fabriquer une image, il nous faut pourtant un peu plus de nuances. Essayons avec un encodage sur 2bits.

Avec 2bits, on associe les valeurs par deux. Ce qui fait que l’on a 00, 01, 10, 11. Les quatre associations possibles avec 00 on aura le noir, avec 11 le blanc, et entre, deux valeurs de gris différentes.

On n’arrive toujours pas à former une image, passons alors à un encodage sur 3bits.

Avec 3bits, on associe les valeurs par trois. Ce qui va donner 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. Entre le noir et le blanc, on obtiendra 6 niveaux de gris différents. On peut commencer à très légèrement distinguer une image.

Je ne vais pas vous refaire le coup pour chaque palier. Je pense que vous avez compris le principe. Je continue donc:

• 4bits=16valeurs.
• 5bits=32valeurs.
• 6bits=64valeurs.
• 7bits=128valeurs.
• 8bits=256valeurs.
• 9bits=512valeurs.
• 10bits=1024valeurs.
• 11bits=2048valeurs.
• 12bits=4096valeurs.
• 13bits=8192valeurs.
• 14bits=16384valeurs.
• 15bits=32768valeurs.
• 16bits=65536valeurs.

Maintenant que l’on a bien compris, il faut imaginer que ce nombre de nuances est là par couche de couleurs. Soit pour un encodage 8bits:

• 256 nuances de rouge
• 256 nuances de bleu
• 256 nuances de vert.

Ce qui donne en tout 16,7 millions de couleurs différentes !

Un encodage sur 12, 14 ou 16bits par couche, donnera lui des chiffres proprement astronomiques !

Quand on sait qu’un RAW enregistre au minimum en 12bits par couche là où un JPEG se contente de 8, on se dit qu’il ne faut pas hésiter! Pourquoi se contenter de seulement 16 millions de couleurs, quand on peut en avoir des centaines de millards?…Ne jugez pas trop vite!

Maintenant que vous avez bien compris à quoi correspondent les valeurs d’enregistrement en bit, vous vous dites: ”le RAW est vraiment plein davantage ”.

Il est plus souple, car il permet de revenir sur les réglages après coup et en plus il offre une palette de couleurs bien plus étendue.

Pourtant, c’est loin d’être aussi génial que ça. Dans cette vision idyllique des choses, il y a quelques points noirs

Première déception, le nombre de couleurs. En effet, un fichier RAW possède des milliards d’informations couleur. Il n’y a que trois petits soucis. Le premier, votre écran est bien incapable de reproduire une image qui dépasse 8bites de valeur par couche. Un écran ne peut pas afficher plus de 16,7 millions de couleurs. Pas plus d’ailleurs que la feuille sur laquelle vous allez imprimer vos images. (Qui se retrouve encore plus restreinte que votre écran) Il n’y a que votre oeil qui s’en sort un poil mieux, mais c’est si court qu’un encodage sur 9bites est déjà trop nuancé pour vos pauvres yeux!

Tout de suite on relativise l’intérêt d’avoir des milliards de couleurs qu’on ne peut tout simplement pas voir.

Deuxième point noir, on peut effectivement corriger tous les réglages après coup. (Balance des blancs, saturation, accentuation, expo…) Mais en réalité, ce n’est pas qu’on peut le faire. Ce n’est pas un choix, on doit le faire. Car une image en RAW est totalement inexploitable si on ne la développe pas. Pas moyen de l’imprimer, de la montrer sur votre site internet…etc.

Chaque image doit passer par la case développement. Vous devez pour chaque photo vous occuper de vos réglages, passer du temps devant votre écran à tirer le meilleur de vos RAW!

Pour ne rien gâcher à la fête, il n’y a pas de RAW universel. Autrement dit, chaque marque enregistre ses RAW sous un format qui lui est spécifique, mais pire encore, qui est aussi spécifique à chaque boitier! Ce qui peut laisser comme un doute sur la pérennité des fichiers non développés ! Autant dire que si on veut être certain de pouvoir récupérer toutes ses photos dans quelques années, on est obligé de les convertir dans un format tel que le TIFF!

Vous vous demandez alors pourquoi le RAW est tellement conseillé?!

Tout simplement par ce qu’il n’y a pas très longtemps de ça, les reflex n’étaient pas capables de sortir des JPEG de bonne qualité. Le seul moyen que l’on avait pour faire ressortir tout le meilleur de ses images était d’utiliser les fichiers RAW, car le JPEG direct du boitier était une horreur, une chose totalement lamentable!

C’est d’ailleurs en grande partie de là que vient cette idée qu’il n’y a que le RAW de vrai, et que tout expert qui se respecte ne devrait faire que du RAW!

Depuis les choses ont bien changé. Les boitiers de l’année 2008 sont pour la plupart capables de sortir de très bons fichiers JPEG qui ne se distinguent pas de leur homologue en RAW pour le rendu.

Il faut aussi noter que le JPEG n’est pas aussi rigide que l’on veut bien le laisser imaginer. Il permet tout de même certaines libertés, même s’il faut reconnaitre qu’il est beaucoup moins souple que le RAW.

Pour prouvez mes dire, l’image d’illustration a été enregistrée en simultané en RAW et en JPEG. Je vous mets ici un crop 100% de l’image. D’un côté tirée à partir du RAW, de l’autre le JPEG du boitier. C’est une photo faite dans une situation très difficile pour le boitier (lumière balance des blancs) et à 3’200iso pour ne pas lui faciliter la vie. Je vous laisse chercher les différences !

Doit-on en conclure qu’il n’est pas utile de faire du RAW?

La réponse est plus nuancée que ça. Le RAW n’est pas inutile. Il est utile dans certains cas:

• Si vous avez une lumière difficile (problème avec l’expo)
• Si vous avez une balance des blancs difficiles (par exemple grosse dominante de couleur)
• Si vous cherchez un rendu bien particulier.
• Si…etc

Honnêtement, le choix vous appartient. Je sais que pour beaucoup le JPEG est un peu le canard boiteux de la photo. Beaucoup aiment à dire qu’ils ne font que du RAW, ce qui leur donne presque une l’impression d’être classé parmi les experts justes avec cette affirmation. Celui qui avoue faire du JPEG direct est vite considéré comme un débutant (comme si c’était une tare) ou un amateur sans connaissance.

Si je fais une moyenne de ma production personnelle, le RAW n’est pas majoritaire. Il représente un peu moins de 50% de mes fichiers. De plus, quand je fais du RAW, je fais un double enregistrement RAW+JPEG. Et il faut avouer que dans 95% des cas je finis par utiliser le fichier JPEG.

Soyons honnêtes, les reflex sont maintenant capables de sortir,  dans plus de 90% des cas, des photos exposées de façon parfaite avec une balance des blancs tout aussi parfaite. Le peu de fois où votre appareil pourrait être prit à défaut, le RAW  sera alors effectivement très utile. Et comme je l’ai dit plus haut, il sera aussi très utile si vous cherchez un rendu particulier…etc.

Je sais que pour beaucoup la messe est dite, et que pas mal de gens qui vont lire ces lignes vont me prendre pour un fou. Les journaux spécialisés n’aident en rien à sortir de cette croyance, puisque c’est les premiers à expliquer à quel point il est important de faire du RAW.

C’est quelque part presque drôle!

Si quelqu’un veut me contre argumenter, les commentaires sont ouverts, et je me ferais un plaisir de lui répondre.

Il n’empêche que tout le temps que je ne passe pas devant mon écran à développer mes RAW (pour le peut qu’ils m’apportent en plus), je peu le passer à prendre des photos!!!

Bon courage, bon développement de RAW, bonne photo…et surtout, JOYEUX NOËL!

Ce soir, pas de photo car je vais vous parler du coeur de vos appareils, le capteur.

Sans entrer trop dans les détails techniques (qui vous ennuierait un maximum), je vais vous expliquer ce qui se cache dans les entrailles de votre boitier.

L’image d’illustration que j’ai mise représente les différentes tailles de capteur.

Suivez le guide

Comme tout le monde le sait, un appareil photo numérique est composé d’un capteur.

Un capteur est composé d’une matrice de photosite (ce que tout le monde nomme par erreur pixel), qui sont des éléments photosensibles. Ces éléments sont basés sur un système photoélectrique. En simplifié, la lumière est composée de photons. Ces photons vont venir dans une sorte de puits (le photosite) en arrivant dans ce puits, un photon va arracher un électron. Cette information va alors être transformée en signal électrique analogique. Puis encodée de façon numérique.

Si je résume, pour chaque photon qui touche le capteur, celui-ci, grâce au procédé expliqué ci-dessus, donne au processeur (l’ordinateur de l’appareil) l’endroit exact où cela s’est passé, la quantité de lumière qui est arrivée.

Du coup, grâce à ces informations, l’image se forme.

Sauf que celle-ci se forme en Noir & Blanc !

Hé oui un capteur est daltonien

Naturellement, ces capteurs sont sensibles à l’ensemble du spectre de la lumière visible. Grâce à un filtre, dit de Bayer, constitué de cellules colorées des couleurs primaires, chaque photosite ou pixel du capteur ne voit qu’une seule couleur : rouge, vert ou bleu. Sur chaque groupe de 4 photosites on en trouve un pour le bleu, un pour le rouge et deux pour le vert ; cette répartition correspond à la sensibilité de notre vision.

C’est le logiciel de l’appareil photo qui va recréer les couleurs, en tenant compte des courbes de réponse spectrale pour un résultat final en trichromie.

Il faut aussi savoir que la taille des photosites est très importante. Car plus le photosite est grand et plus il y aura d’informations pour former l’image. Donc, moins de bruits numériques dans les ombres et une plus grande dynamique. Je vous épargne le chapitre sur la résolution spatiale, qui explique que plus le photosite est petit, plus l’objectif qui est placé devant devra être performant ( histoire de séparer la lumière très finement). C’est une mesure qui se compte en cycles/mm.

Si l’on reprend l’image du jour on peut voir cela:

1. capteur FF 24*36mm Reflex Haut de gamme
2. capteur APS-H 19,1*28,7mm Relfex Haut de gamme
3. capteur APS-C 15,6*23,7mm Reflex expert et entrée de gamme
4. capteur 2/3″ 6,6*8,8mm Compact Bridge
5. capteur 1/1,8″ 5,32*7,18 Compact
6. capteur 1/2,7″ 3,96*5,27 compact

Comme on peut le constater, le capteur 24*36 est dix fois plus grand qu’un capteur 1/2,7″ (qui malheureusement équipe la grande majorité des compacts numériques).

Mais que va induire cette différence de taille ?

Déjà, par un phénomène d’optique que je vais vous épargner, la profondeur de champ va être bien plus grande sur un petit capteur (pas loin de l’infini pour le 1/27″) que sur un grand capteur. En d’autres termes, très peu de possibilités d’avoir un arrière-plan flou.

Mais ce n’est pas le plus grand problème. Le bruit numérique dans les ombres et la dynamique vont être deux gros handicaps. Un réflex numérique de base a, le plus souvent, un capteur APS-C. Pour 10 millions de pixels, un tel capteur va avoir des photosites de 6,1 micromètres contre 1,8 micromètre pour un capteur 1/2,7″.

Comment cela va se manifester sur mon image?

Un appareil qui a une dynamique courte va avoir tendance à facilement ”cramer ” les ciels (ciel trop clair, presque blanc, voire carrément blanc), alors qu’un appareil avec une dynamique plus large va lui restituer plus fidèlement la couleur bleu d’un ciel. Si l’on résume, toute haute lumière risque d’être ”cramée”

Pour le bruit numérique, il se verra dans les ombres à haut iso. Un appareil avec de grands photosites ne va produire que très peu de ces ”points de couleurs”.

Mais où est-ce que je veux en venir?

Je veux simplement montrer qu’il vaut mieux un appareil photo avec un peu moins de pixels, mais de bons pixels, qu’un appareil avec trop de mauvais pixels.

En plus des problèmes de dynamique et de bruit, on va se retrouver devant un problème d’optique. Si on dépasse les 12 millions de pixels sur un capteur 1/2,7″ les photosites seront si petit que la résolution spatiale va dépasser les 270 cycles/mm et, à l’heure actuelle, on ne sait pas fabriquer des optiques avec un pouvoir séparateur aussi élevé.

Autant dire que, si l’on compare une image d’un compact 10 millions de pixels à celle d’un compact de 13 millions de pixels, avec tous les deux un capteur de 1/2,7″ , malgré le plus grand nombre de pixels du deuxième, il n’y aura pas plus de détails sur l’image.

Alors un bon conseil, ne jetez pas l’argent pas les fenêtres et, si vous achetez un compact, ne dépassez pas les 10 millions de pixels ; je vous conseille même de viser 8 millions de pixels (ce qui vous permet d’imprimer en A3+ sans le moindre souci).

Avec le reste de l’argent, offrez-vous un cadre numérique !