F. Comprendre
l’histogramme
F.1. La dynamique
du capteur
Chaque photosite
du capteur possède une plage de détection limitée
(également appelée dynamique) ; c’est-à-dire qu’il n’est capable
d’interpréter ni une lumière trop faible, ni une lumière trop intense:
- s’il reçoit une
lumière d’intensité inférieure à sa plage dynamique,
il ne détectera rien et renverra un signal nul, correspondant à
l’absence totale de lumière. Le pixel correspondant sera "absolument
noir"
- s’il reçoit une
lumière d’intensité supérieure à sa plage dynamique,
il sera saturé et renverra un signal maximum, correspondant au blanc
pur. Le pixel correspondant sera "absolument blanc"…
Techniquement,
l’un des enjeux en photographie numérique est donc
de faire en sorte qu’aucun photosite ne soit ni "ébloui", ni "aveuglé".
F.2. L’histogramme,
qu’est-ce que c’est ?
L’histogramme est
un élément majeur dans l’analyse technique d’une
photographie. Il représente, sous forme graphique, comment les pixels
se répartissent entre l’absence de lumière : le noir (à gauche : niveau
0 ou plutôt 00000000), et la saturation : le blanc (à droite : niveau
255 ou plutôt 11111111).
Dans cet exemple,
on observe qu’un nombre important de pixels affichent
une intensité autour de 75 % de l’intensité maximale.
Certains APN affichent les histogrammes correspondant à chacune des
trois composantes R, V et B ou une superposition des trois.
L’allure de l’histogramme va nous donner de précieuses informations sur
l’exposition, le contraste et les dominantes de couleurs.
F.3. Qu’est-ce
qu’un "bon" histogramme ?
En général,
l'histogramme idéal présente une information qui s'étale
parfaitement entre le noir absolu et le blanc pur. L'information est
présente sur tous les niveaux et sa répartition est homogène.
L'image
correspondant à cet histogramme présente donc de l'information
dans les zones les plus "foncées" (appelées "basses lumières" ou "tons
foncés"), mais aussi dans les zones les plus claires (appelées les
"hautes lumières" ou "tons clairs").
De plus, l'information entre le
noir et le blanc est régulière : l'exposition est idéale.
Attention :
toutes les photos n’ont pas forcément un histogramme idéal.
Certaines scènes ont une répartition de lumière atypique, que l’on
retrouvera naturellement sur l’histogramme.
F.4. Qu’est-ce qu’un "mauvais" histogramme ?
F.4.a. Cas d'une image sous-exposée
Sur
la photo : les ombres sont trop noires ; on dit qu’elles sont
"bouchées". On distingue peu de détail dans les parties éclairées.
Sur l’histogramme : la partie droite, qui correspond aux hautes
lumières, n’indique aucun signal. À gauche, de très nombreux pixels
affichent très peu ou pas de lumière. L’histogramme se prolonge en
réalité en deçà de la limite de l’intensité minimale, mais c’est une
information perdue. F.4.b. Cas d'une image surexposée
Sur
la photo : de grandes zones sont totalement blanches ; plus aucun
détail n’y est visible (nuages, chemin,…) ; on dit que ces zones sont
"brûlées".
Sur l’histogramme : la partie droite de l’histogramme indique que de
très nombreux pixels affichent une intensité trop grande (saturation).
L’histogramme se prolonge au-delà de la limite de l’intensité maximale,
mais c’est une information perdue. F.4.c. Cas d'une image manquant de contraste
Sur la photo : Les couleurs sont ternes, délavées, trop "douces". L’image manque de dynamique.
Sur l’histogramme : les signaux ne s’étalent pas du noir au blanc, mais seulement sur une partie de la plage dynamique de l’APN. F.4.d. Cas d'une image trop contrastée
Sur
la photo : l’image manque de nuances. La lumière est trop "dure".
Certaines zones sont "brûlées", d’autres sont "bouchées".
Sur l’histogramme : les signaux s’étalent sur toute la plage dynamique,
mais il apparaît un effet de "peigne", qui traduit une perte répartie
de l’information.