La montée en ISO et les croyances qui entourent le bruit numérique.


La plus grande préoccupation en photographie numérique, c'est la fameuse notion de bruit. On cherche tous à obtenir la photo la plus propre possible. Ce phénomène se retrouver dans les zones d'aplats de couleurs unie. C'est dans un ciel sans nuage, dans le bokeh tant recherché par le photographe de nature et dans les zones très sombre de votre image. Pourtant, la tolérance de nos capteurs est plus large que l’on ne le pense. Si la photo est bien exposée.


Photo de spectacle à 6400 ISO sur sony A77 avec un traitement sur Dfine 2.0

Commençons par le commencement !

Un capteur numérique est composé de photosites. Ces éléments photosensibles ont pour fonction d'analyser la lumière reçue. Il transforme ensuite ces précieuses informations en énergie électrique qui sera codé dans le fichier container Raw. Techniquement le capteur est conçu pour recevoir une quantité nominale de photon (norme ISO). Lorsque la quantité de photons est très faible. On doit amplifier alors la sensibilité pour l'interprétation de la nappe de lumière. Cette amplification, C'est la montée en ISO. Le bruit est un artefact qui résulte de l'augmentation de la sensibilité. On compare cela au souffle dans la capture du son. C'est d’ailleurs du domaine acoustique que découle cette appellation de bruit numérique.


Cette notion de bruit est directement liée à la taille du capteur et la taille des pixels.

Un pixel est une photodiaode surplombés de la matrice de bayer. C'est la proportion RVB de ces quatre informations qui détermine la teinte du pixel.

Si on concentre un nombre important de pixel pour la définition de l'image. La taille prédéfinie du pixel change. Il est logique que les photodiodes perdent dans la surface d'allocation sur le capteur de haute définition. Cette logique mathématique s'accompagne d'une perte de sensibilité nominal. Donnant une moins bonne tolérance à la montée en iso.

On peut dire alors qu'un capteur de smart phone de douze millions de pixels aura une moins bonne réaction en montée d'iso qu'un capteur 24/36 mm de vingt-quatre millions de pixels (full frame).

Il est à savoir que les photosites même à sa valeur nominale la plus définie génère un bruit parasite lors de la conversion en signale électrique. Lorsqu'on augmente la sensibilité Iso, les crêtes des artefacts s'amplifient de la même manière.


Comme le signal est plus faible. On peut dire que le rapport signal/bruit devient défavorable. C'est dans cette logique que l'on peut dire que les plus petits capteurs sont plus sensibles au bruit que leurs grands-frères. Pour définir encore un peu plus cette logique, un smartphone y sera plus sensible qu'un compact, un compact plus sensible qu'un bridge, un bridge qu'un APSC, et APSC qu'un full frame, etc…

Dans cette théorie, il faut noter également qu'à capteur égale, plus la définition est élevée, plus la montée en ISO sera délicate.

On peut identifier plusieurs types de bruits.

Le bruit de luminance.

On peut corriger en post production.

Le bruit chromatique.

On peut corriger en post production

Le bruit thermique.

Il peut être corrigé en post production. il vaut mieux ne pas le corrige à la prise de vue.

Le bruit poivre et sel.

Le Bruit de quantification.

Pour en savoir plus consulté l'article Wikipédia. ICI

L'addition de tous ces artefacts impacte sur la netteté de l'image. Cela dit, c'est une notion bien subjective. Nous n'avons pas tous les mêmes critères dans l'analyse de l'image. Et la photo numérique s'est détournée du support principal de lecture. Le bruit n'est pas perçu de la même manière sur le papier. Nous nous habituons à la lecture de nos images sur des écrans dédiés à la photo. Ils sont de plus en plus définis et trompe notre perception.

Alors, pour déterminer le taux acceptable du bruit sur une photo, j'ai pris des instantanés d'un même sujet avec la même optique. La première série avec un APSC Sony A77, Et la série 2 avec un full frame Sony A99. Ils sont d’une définition de vingt-quatre millions de pixels tous les deux. Et je vous propose d'analyser un détail à 100% de chaque prise de vue.



Je suis obligé de constater que le bruit devient gênant à partir de 3200 Iso sur l’APSC et 6400 Iso pour le full-frame. Nous pouvons dire qu’il est possible d’avoir un résultat avec un bruit acceptable jusqu’à huit fois la valeur nominale sur un APSC et seize fois sur un Full-Frame. Le bruit est donc dépendant d'une juste exposition de vos clichés. Il permet une latitude de travail très élevée. Oubliez les légendes à son sujet. Cela dit ne laisser pas le contrôle de la montée d’ISO à votre appareil photo ( en iso automatique) . Vous pouvez brider celle-ci dans votre menu. Choisissiez en fonction la valeur qui suivra le résulta de 8x (apsc) ou 16 (full-frame) la valeur nominal de votre boitier. Et si il n’y a pas possibilité, sélectionnez cette sensibilité vous-même lors de votre séance. Mais ne vous effrayez plus quand les conditions de lumière vous imposent une montée en ISO. C’est dans la logique de conception de nos boîtiers. Et le grain générer à sensibilité égale est bien plus fin qu’à l’époque de l’argentique.

Profitez de cette lecture pour faire l'analyse du bruit de votre boitier. Exposez en fixant votre repère sur le zéro de l'échelle d'exposition.

Il est à noter que le bruit est plus visible dans les tons sombres.

Il existe des solutions à la prise de vue.

1. On peut utiliser l'exposition à droite qui a pour avantage de décoller les pixels sombres vers une zone de l'histogramme plus favorable aux détails. On modifiera la surexposition en post production. Je détaillerai cette technique dans un prochaine article.


Photo de spectacle à 6400 ISO sur sony A77 avec un traitement sur Dfine 2.0

2. La solution consiste à apporter une lumière pour déboucher les noirs et aider ainsi le capteur à comprendre le détail. Vous ajusterez le contraste en post-production.


Photo de spectacle à 6400 ISO sur sony A77 avec un traitement sur Dfine 2.0

Cas particulier à la prise de vue.

Il faut savoir que le capteur est sensible à la chaleur. La haute température active les photosites. Donc pour éviter le bruit thermique, il faut prendre des précautions. Ne laissez pas votre appareil en plein soleil. Dans une activité de pause longue, laissez reposer le capteur. L'arrêt de l'exposition ne met pas fin à l'activité des photosites.

Conclusion.

il reste à parler des performances des logiciels de traitement d’image. La capture en Raw permet de gérer de manière optimum ses petit soucis de bruit numérique. Cela demande de la pratique pour éviter de lisser vos photos. Mais avec une bonne compréhension de vos outils, Le bruit est tout à fait gérable de nos jours.

Ne restez pas sur vos idées reçues, Ne vous empêchez plus de faire les photos sous prétexte que la lumière est faible. IL existe une multitude de solution pour s’éviter les fortes nuisances du bruit numérique. Analysez la tolérance de votre capteur. Expérimentez les solutions évoquées .

Article 2 : Le bruit numérique. Une conséquence direct de la mauvaise compréhension du format Raw.