Différences entre les versions de « Photographie/Appareils/Fonctions propres aux appareils numériques »

== Balance des couleurs, blanc de référence ==
 
=== PositionNature du problème ===
Avec les appareils argentiques, lorsque l'on voulait obtenir des diapositives bien équilibrées, il fallait choisir des films adaptés aux différentes sources d'éclairage utilisées (lumière du jour, éclairage tungstène, etc.) ou filtrer la lumière pour absorber les radiations en excès et transmettre préférentiellement celles qui présentent un déficit. Ces processus sont décrits dans le chapitre consacré aux [[Photographie/Filtres optiques/Filtres modifiant la température de couleur|filtres modifiant la température de couleur]]. Une mauvaise adaptation du film et de l'éclairage se traduisait par une dominante colorée affectant l'ensemble de l'image, qui prenait par exemple des tons orangés lorsque l'on utilisait un film de type « lumière du jour » pour photographier une scène éclairée par des lampes à incandescence. Il était pratiquement impossible d'obtenir une image de bonne qualité, quel que soit le type de film utilisé, avec l'éclairage des tubes fluorescents.
 
La notion de '''[[Photographie/Rayonnements électromagnétiques/Rayonnement lumineux thermique|température de couleur]]''' est par ailleurs définie dans le chapitre consacré au [[Photographie/Rayonnements électromagnétiques/Rayonnement lumineux thermique|rayonnement lumineux thermique]]. Grosso modo, elle caractérise, pour les rayonnements à peu près continus, les proportions relatives de rouge et de bleu. On{{T|[[Photographie/Rayonnements équilibreélectromagnétiques/Rayonnement ceslumineux proportionsthermique|rayonnement enlumineux jouant sur la '''balance des blancs''' (qu'il vaudrait mieux appeler '''balance des couleurs'''), expression qui suggère un déplacement vers le rouge ou vers le bleu, mais les appareils numériques récents permettent d'agir également sur la proportion de vert.thermique]]}}
 
Avec lesun appareilsappareil argentiquesargentique, lorsque l'on voulaitveut obtenir des diapositives bien équilibrées, il fallaitfaut choisir desun filmsfilm adaptésadapté auxà différentesla sourcessource d'éclairage utiliséesutilisée (lumière du jour, éclairage tungstène,à etcincandescence...) ou filtrer la lumière pour absorber les radiations en excès et transmettre préférentiellement celles qui présentent un déficit. Ces processus sont décrits dans le chapitre consacré aux [[Photographie/Filtres optiques/Filtres modifiant la température de couleur|filtres modifiant la température de couleur]]. Une mauvaise adaptation du film et de l'éclairage se traduisaittraduit par une dominante colorée affectant l'ensemble de l'image, qui prenaitprend par exemple des tons orangés lorsque l'on utilisaitutilise un film de type « lumière du jour » pour photographier une scène éclairée par des lampes à incandescence. Il étaitest pratiquement impossible d'obtenir une image de bonne qualité, quel que soit le type de film utilisé, avec l'éclairage des tubes fluorescents.
 
Avec un appareil numérique, on réalise cette adaptation en jouant sur la '''balance des blancs''' (qu'il vaudrait mieux appeler '''balance des couleurs'''), expression qui suggère un déplacement de la sensibilité maximale vers le rouge ou vers le bleu ; les appareils numériques récents permettent d'agir également sur la proportion de vert.
 
 
{{remarqueampoule|
Le réglage de la température de couleur n'a '''aucun effet sur les images enregistrées au format [[RAW]]''' puisque celui-ci contient les données brutes fournies par le capteur, et non les données traitées des formats [[TIFF]] ou [[JPEG]]. L'équilibrage des couleurs doit alors être fait « manuellement », en général avec l'assistance d'un logiciel adéquat ou « [[dérawtiseur]] ».}}
}}
 
La lumière de référence est celle du rayonnement solaire en milieu de journée, ; c'est pour elle que sont équilibrées les émulsions photographiques dites « lumière du jour », convenantet auxla utilisationsréponse les« pluspar fréquentesdéfaut » des capteurs électroniques, etce qui est logique dans la réponsemesure de basela majorité des capteursphotographies électroniquessont réalisées à l'aide de la lumière naturelle. La lumière émise par les lampes à incandescence contient relativement beaucoup plus de rouge et de jaune et beaucoup moins de bleu que la lumière solaire et naturellement, les objets qu'elle éclaire renvoient plus de rouge et moins de bleu que s'ils étaient éclairés directement par le soleil. Si la surface sensible utilisée est équilibrée pour la lumière du jour, celaalors signifie qu'elle donnera alors des images entachées d'une forte dominante rouge-orangé plus ou moins forte. Inversement, si l'on utilise à la lumière du jour une émulsion prévue pour la photographie à l'aide de lampes à incandescence, la dominante sera bleutée. Le raisonnement est exactement le même pourdans lesle cas des capteurs, en fonction du réglage de l'appareil et de la source de lumière.
L'équilibrage des couleurs a toujours été de la plus haute importance pour les prises de vues cinématographiques. Si cet équilibre n'est pas atteint, les objets changent de couleur d'une scène à l'autre et cela produit évidemment un effet désastreux. Dans le cas des caméscopes le problème est le même, à ceci près que les amateurs qui les utilisent sont incapables de résoudre le problème eux-mêmes, car ils ne disposent ni du matériel, ni des compétences nécessaires. C'est pourquoi les constructeurs de caméscopes ont dès l'origine doté leurs appareils d'un équilibrage automatique. Le fonctionnement de l'équilibrage des couleurs sur les appareils photographiques numériques repose sur les mêmes principes.
 
L'équilibrage des couleurs a toujours été de la plus haute importance pour les prises de vues cinématographiques. Si cet équilibre n'est pas atteint, les objets changent de couleur d'une scène à l'autre et cela produit évidemment un effet désastreux sur les spectateurs. Dans le cas des caméscopes le problème est le même, à ceci près que les amateurs qui les utilisent sont incapables de résoudre le problème par eux-mêmes, car ils ne disposent ni du matériel, ni des compétences nécessaires. C'est pourquoi les constructeurs de caméscopes ont dès l'origine doté leurs appareils d'un équilibrage automatique. Le fonctionnement de l'équilibrage des couleurs sur les appareils photographiques numériques repose sur les mêmes principes.
 
=== Les symptômes d'un mauvais équilibrage des couleurs ===
 
Ces valeurs correspondent à la composition des rayonnements d'origine purement thermique. Dans ce cas, les dominantes sont jaunes ou bleues. Avec certaines sources modernes, comme les tubes fluorescents, les ampoules à basse consommation, les déséquilibres sont plus complexes et l'on peut avoir des dominantes « cyan » formées à la fois de vert et de bleu ou « magenta » (pourpre), formées de bleu et de rouge.
 
=== Les trois méthodes d'équilibrage des couleurs à la prise de vue ===
 
Avec les appareils numériques, trois méthodes de travail sont possibles :
* on laisse l'appareil procéder seul aux réglages en position automatique, avec les surprises désagréables que cela peut éventuellement comporter,
* on impose un des réglages présélectionnés du type lumière du jour, éclairage à incandescence, éclairage fluorescent, ... en choisissant évidemment le mieux adapté à la situation,
* on effectue une mesure sur une surface blanche ou gris neutre éclairée par la lumière sous laquelle on opère.
 
Nous allons les étudier ci-dessous.
 
=== Comment fonctionne la balance automatique des couleurs ? ===
 
Le principe du réglage automatique de la balance des couleurs (''Automatic White Balance'' ou AWB) est relativement simple : l'appareil recherche dans la scène photographiée une couleur de référence censée représenter le blanc parfait, puisque théoriquement un objet blanc doit être représenté par une image blanche.
 
Au laboratoire argentique, ilon ne fautdoit jamais déterminer les paramètres d'un tirage à partir d'éléments blancs, mais à partir d'éléments gris, car un blanc surexposé reste blanc quelle que soit la lumière qui a produit la surexposition. Il est souvent recommandé de photographier au début de la pellicule une plage grise de référence, par exemple une [[charte de gris]] [[Kodak]] ou autre, dans les mêmes conditions d'éclairage que celles qui doivent être utilisées pour la suite des prises de vues. Cette précaution est toujours de mise avec les appareils numériques, particulièrement pour les photographes qui utilisent le mode RAW.
 
Compte tenu des données fournies par le capteur, le logiciel embarqué va chercher dans une base de données internesinterne des situations comparables, après quoi il effectue des corrections pour obtenir des fichiers TIFF ou plus communément JPEG censés être bien équilibrés. La qualité de cette base de données est évidemment essentielle pour laque qualitél'on despuisse enregistrementsobtenir ainsi un bon réglage mais dans certaines conditions, il arrive que cet automatisme tombe complètement en défaut ; ce cas se rencontre en particulier lorsque des photographes expérimentés tentent des prises de vues dans des conditions inhabituelles. Beaucoup d'appareils récents sont capables de reconnaître les visages et comme la teinte chair est avec le bleu du ciel et le vert de l'herbe l'une des trois teintes de référence présentes sur la quasi totalité des photographies, celle-ci sert de base pour un réglage optimum ou censéthéoriquement l'êtretel.
 
Il faut reconnaître que lecet réglage automatique (AWB)automatisme fonctionne assez bien, ou même très bien, dans la plupart des situations, en particulier lorsque les conditions atmosphériques rendent la lumière changeante. Les variations sont ainsi passablement atténuées. Cependant, il existe des situations où il faut impérativement débrayer cet automatisme :
* il existe une couleur fortement dominante dans la scène photographiée,
* la précision des couleurs est un impératif absolu (reproduction de documents, photographies naturalistes, etc.)
* la scène à photographier présente une lumière particulièrement froide ou chaude (coucher de soleil, lumière sous un orage, etc.)
* cas particuliers, comme la photographie en mode manuel de [[feux d'artifices]].
 
Dans ce mode de fonctionnement, l'appareil essaie de deviner la température de couleur de la lumière utilisée et choisit le réglage en fonction de ce qu'il aura trouvé. Il faut reconnaître que dans la plupart des cas les résultats sont bons et ne nécessitent que peu de modification des photographies avant leur mise sous forme définitive. Ce réglage convient donc pour donc les applications courantes mais lorsque le sujet présente naturellement une couleur dominante (et non une ''dominante colorée''), le résultat est souvent décevant. Un coucher de soleil, riche en nuances pourpres, jaunes, orangées ou carminées, provoque immanquablement une réaction de compensation de la part de l'appareil qui ramène les couleurs vers le vert ou le bleu-vert ; au lieu des teintes brillantes qui font toute la séduction d'une telle scène, on ne trouve plus alors qu'une image globalement grise et terne, avec des ombres verdâtres, bien difficile à récupérer par voie informatique.
 
En cas de doute, le réglage sur la position « lumière du jour » pourra limiter les dégâts.
=== Les préréglages ===
 
Les appareils numériques offrent en général diverses options permettant de prérégler la balance des blancs. Ces préréglages donnent de bons résultats lorsque la source lumineuse correspond au mieux à l'une des options ou lorsque la scène à photographier est largement dominée par une couleur inhabituelle.
{{en travaux}}
 
{| border="1" cellspacing="0" cellpadding="5"
La lumière de référence est celle du rayonnement solaire en milieu de journée, c'est pour elle que sont équilibrées les émulsions photographiques dites « lumière du jour », convenant aux utilisations les plus fréquentes, et la réponse de base des capteurs électroniques. La lumière émise par les lampes à incandescence contient relativement beaucoup plus de rouge et de jaune et beaucoup moins de bleu que la lumière solaire et naturellement, les objets qu'elle éclaire renvoient plus de rouge et moins de bleu que s'ils étaient éclairés directement par le soleil. Si la surface sensible utilisée est équilibrée pour la lumière du jour, cela signifie qu'elle donnera alors des images entachées d'une forte dominante rouge. Inversement, si l'on utilise à la lumière du jour une émulsion prévue pour la photographie à l'aide de lampes à incandescence, la dominante sera bleutée. Le raisonnement est exactement le même pour les capteurs, en fonction du réglage de l'appareil et de la source de lumière.
|+ '''quelques préréglages courants :'''
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| Lumière du jour (Daylight)
| La température de couleur est réglée sur 5.200 K. Ce réglage convient à toutes les scènes éclairées directement par la lumière solaire avec un ciel d'un bleu pas trop intense ou par les flashes de studio.
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| Tungstène (Tungsten)
| C'est le nom du métal utilisé pour la fabrication des filaments des lampes à incandescence classiques. La température de couleur est réglée sur 3.000 K environ. Ce réglage est utilisable pour les scènes d'intérieur éclairées par ce type de lampes. On peut aussi utiliser ce réglage en plein jour, avec une sous-exposition de 1 ou 2 diaphragmes, pour simuler un effet de nuit.
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| Fluorescent
| La température de couleur est fixée aux environs de 4.200 K. Parfois diverses options complémentaires permettent de préciser de quel type de tube fluorescent il s'agit : lumière du jour, blanc chaud, etc., ce qui permet de corriger au mieux le rendu du vert. Ce réglage convient aux lieux éclairés par des tubes fluorescents ou des lampes fournissant une lumière de composition analogue : magasins, ateliers, stades, parkings, etc. Si l'appareil est réglé sur lumière du jour avec de tels éclairages, l'image présentera généralement une forte dominante pourpre.
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| Nuageux (Cloudy)
| La température de couleur est réglée sur 6.000 K, ce qui a pour effet de « réchauffer » les couleurs, ce qui permet d'améliorer les paysages et les portraits par rapport au réglage classique sur lumière du jour.
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| Ombre découverte (Shade)
| La température de couleur est calée sur 7.000 à 8.000 K car la scène est éclairée essentiellement par le ciel bleu. Outre le rééquilibrage des scènes situées à l'ombre, qui autrement donneraient des images bien trop orangées, on peut trouver d'autres usages à ce mode, par exemple l'utiliser en plein soleil pour donner un ton embré aux photos, et particulièrement à la peau des modèles.
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| Flash
| La température de couleur est réglée vers 5.400 K, mais cette valeur peut varier notablement selon les appareils.
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}|}
 
Avec les appareils numériques, trois méthodes de travail sont possibles :
* on laisse l'appareil procéder seul aux réglages en position automatique, avec les surprises désagréables que cela peut éventuellement comporter,
* on impose un des réglages présélectionnés du type lumière du jour, éclairage à incandescence, éclairage fluorescent, ... en choisissant évidemment le mieux adapté à la situation,
* on effectue une mesure sur une surface blanche éclairée par la lumière sous laquelle on opère. Il existe en particulier des diffuseurs blancs qui se montent à la place d'un filtre ou tout simplement du bouchon d'objectif. Chercher « '''White Balance Lens Cap''' » ou pour du matériel plus sérieux « '''ExpoDisc''' ».
 
IlsLes préréglages permettent de faire face rapidement à des situations d'éclairage relativement communes et très différentes de la lumière du jour de référence. Les corrections faites par l'appareil sont généralement très fortes et mieux appropriées que ce que donnerait la balance des couleurs automatique mais de petites corrections sont généralement souhaitables. On utilisera par exemple la position ''lumière du jour'' pour les paysages ensoleillés ou les couchers de soleil, la position ''nuageux'' pour les jours maussades, la position ''lumière tungstène'' pour les repas de famille en intérieur (sans flash), la position ''lumière fluorescente'' dans les magasins, etc.
=== Question fondamentale ===
 
Sur certains appareils, on trouve également un réglage direct de la température de couleur, en plus de ces diverses options. Faute de référence, ce réglage est difficile à utiliser, mais on peut penser que l'heureux propriétaire d'un [[colorimètre]] peut le mettre à profit pour donner une uniformité à des ensembles de photos, par exemple dans le cas de reproductions aussi fidèles que possible de documents en couleurs ou d'[[reproduction des œuvres d'art|œuvres d'art]].
Faut-il rechercher systématiquement, pour un sujet donné, le réglage qui permet d'en obtenir une image aussi proche que possible de celle que l'on aurait à la lumière du soleil ?
 
=== Le réglage manuel de la balance des blancs ==
La réponse dépend évidemment du rendu que nous chercherons à obtenir. S'il s'agit de reproduire une œuvre d'art, un tableau ou une aquarelle par exemple, la réponse est évidemment oui. S'il s'agit d'un paysage ou d'un monument éclairé par le lumière du soleil couchant, il faudra au contraire conserver la dominante « chaude », jaune, orangée ou rouge, qui fait tout le charme de la scène. Dans une large mesure, le post-traitement informatique des photographies permet de rectifier l'équilibre des couleurs, mais il est toujours préférable d'obtenir d'emblée, au moment de la prise de vue, une image conforme aux souhaits car il y a toujours moins de pertes en opérant ainsi.
 
CeLes modeappareils reposeles surplus leperfectionnés principeautorisent deune restitutionmesure desdirecte couleurssur qu'auraitune unteinte objet sous l'éclairage solaireneutre de référence., Laqui qualitépeut deêtre la lumière se mesure à l'aide d'une surface blanche (un morceau de bristol, par exemple) ou grise placée autant que possible au niveau du sujet. L'appareil modifiera alors ses paramètres de façon que cette surface blanchede couleur neutre fournisse une image blancheégalement neutre et non bleutée, jaunâtre, rougeâtre ou verdâtre ...
L'équilibrage tient parfois de la mission impossible. Par exemple, imaginons que nous photographiions simultanément, par une belle journée, le côté ensoleillé et le côté à l'ombre d'une rue. Le premier reçoit une lumière à peu près conforme au rayonnement solaire de base, le second est en revanche éclairé par le ciel qui lui envoie beaucoup de bleu et peu de rouge. Si le côté éclairé est rendu correctement, le côté à l'ombre paraît alors bleuté et inversement, si nous corrigeons cette dominante bleue naturelle, c'est le côté ensoleillé qui paraît rougeâtre. Nous pouvons dans l'un et l'autre cas, par un post traitement approprié, équilibrer les deux côtés pour leur donner une certaine neutralité chromatique, mais l'image qui en résultera nous semblera manquer de naturel, pour des raisons que nous analyserons plus loin.
 
*Une on[[charte effectuede unegris]] mesurenormalisée sur'''en unebon surfaceétat''' blanche(les éclairéecouleurs par« lapassent lumière» sousau laquellefil ondu opèretemps) donne des résultats encore plus précis. Il existe en particulieraussi des diffuseurs blancs qui se montent à la place d'un filtre ou tout simplementmême du bouchon d'objectif. Chercher « '''White Balance Lens Cap''' » ou pour du matériel plus sérieux « '''ExpoDisc''' ».
En photographiant le même objet en différents points d'une rue, nous obtiendrons d'ailleurs autant d'équilibres de couleurs que de photographies, car à chaque fois cet objet sera éclairé par une lumière différente provenant du soleil, du ciel, ou d'objets voisins comme la façade d'un immeuble ou la tendue d'un commerçant. Pour obtenir la photographie correspondant au mieux à la conception que nous avons de cet objet ou à l'image mentale qui en constitue le souvenir dans notre cerveau, un rééquilibrage des couleurs est presque toujours nécessaire. La base de ce rééquilibrage peut être objective, lorsque nous essayons de retrouver les nuances observables sous la lumière solaire de référence, ou subjective si, faisant fi des éléments photométriques de base, nous cherchons simplement à obtenir l'image la plus agréable ou la plus spectaculaire possible.
 
C'est bien évidemment le mode opératoire qu'il faut utiliser pour obtenir des couleurs aussi réalistes que possible, par exemple lors de la reproduction d'une œuvre d'art ou d'un document. Ceci dit, même si le procédé est plus contraignant que l'automatisme intégral, il mérite sans aucun doute d'être utilisé plus souvent en raison de qualité des images qu'il permet d'obtenir.
=== Quel réglage choisir ? ===
 
=== Question fondamentale ===
==== Faire confiance à l'automatisme ====
Dans ce mode de fonctionnement, l'appareil essaie de deviner la température de couleur de la lumière utilisée et choisit le réglage en fonction de ce qu'il aura trouvé. Il faut reconnaître que dans la plupart des cas les résultats sont bons et ne nécessitent que peu de modification des photographies avant leur mise sous forme définitive. Ce réglage convient pour donc les applications courantes mais lorsque le sujet présente naturellement une couleur dominante (et non une ''dominante colorée''), le résultat est souvent décevant. Un coucher de soleil, riche en nuances pourpres, jaunes, orangées ou carminées, provoque immanquablement une réaction de compensation de la part de l'appareil qui ramène les couleurs vers le vert ou le bleu-vert ; au lieu des teintes brillantes qui font toute la séduction d'une telle scène, on ne trouve plus alors qu'une image globalement grise et terne.
 
Faut-il rechercher systématiquement, pour un sujet donné, le réglage qui permet d'en obtenir une image aussi proche que possible de celle que l'on aurait de ce sujet soumis à la lumière du soleil ?
==== Les réglages présélectionnés ====
Ils permettent de faire face rapidement à des situations d'éclairage relativement communes et très différentes de la lumière du jour de référence. Les corrections faites par l'appareil sont généralement très fortes et mieux appropriées que ce que donnerait la balance des couleurs automatique mais de petites corrections sont généralement souhaitables. On utilisera par exemple la position ''lumière du jour'' pour les paysages ensoleillés ou les couchers de soleil, la position ''nuageux'' pour les jours maussades, la position ''lumière tungstène'' pour les repas de famille (sans flash), la position ''lumière fluorescente'' dans les magasins, etc.
 
La réponse dépend évidemment du résultat et du rendu que nous chercheronscherchons à obtenir. S'il s'agit de reproduire une œuvre d'art, un tableau ou une aquarelle par exemple, la réponse est évidemment oui. S'il s'agit d'un paysage ou d'un monument éclairé par le lumière du soleil couchant, il faudra au contraire conserver la dominante « chaude », jaune, orangée, ouvoire rougerougeâtre, qui fait tout le charme de la scène. Dans une large mesure, le post-traitement informatique des photographies permet de rectifier l'équilibre des couleurs, mais il est toujours préférable d'obtenir d'emblée, au moment de la prise de vue, une image conforme aux souhaits car iltoute yretouche ades toujoursimages entraîne fatalement une perte plus ou moins deimportante pertesdes eninformations opérantcontenues dans le fichier de ainsidépart.
==== Le blanc mesuré ====
Ce mode repose sur le principe de restitution des couleurs qu'aurait un objet sous l'éclairage solaire de référence. La qualité de la lumière se mesure à l'aide d'une surface blanche (un morceau de bristol, par exemple) placée autant que possible au niveau du sujet. L'appareil modifiera alors ses paramètres de façon que cette surface blanche fournisse une image blanche et non bleutée, jaunâtre, rougeâtre ou verdâtre ...
 
L'équilibrage tient parfois de la mission impossible. Par exemple, imaginons que nous photographiions simultanément, par une belle journée, le côté ensoleillé et le côté à l'ombre d'une rue. Le premier reçoit une lumière à peu près conforme au rayonnement solaire de base, le second est en revanche éclairé par le ciel qui lui envoie beaucoup de bleu et peu de rouge. Si le côté éclairé est rendu correctement, le côté à l'ombre paraît alors bleuté et inversement, si nous corrigeons cette dominante bleue naturelle, c'est le côté ensoleillé qui paraît rougeâtre. Nous pouvons dans l'un et l'autre cas, par un post traitement approprié, équilibrer séparément les deux côtés pour leur donner une certaine neutralité chromatique globale, mais l'image qui en résulterarésulte nous semblerasemble alors à juste titre manquer de naturel, pour des raisons que nous analyserons plus loin.
Une charte de gris normalisée '''en bon état''' (les couleurs « passent » au fil du temps) donnera des résultats encore plus précis.
 
En photographiant le même objet en différents points d'une rue, nous obtiendrons d'ailleurs autant d'équilibres de couleurs que de photographies, car à chaque fois cet objet sera éclairé par une lumière différente provenant du soleil, du ciel, ou d'objets voisins comme la façade d'un immeuble ou la tendue d'un commerçant. Pour obtenir la photographie correspondant au mieux à la conception que nous avons de cet objet ou à l'image mentale qui en constitue le souvenir dans notre cerveau, un rééquilibrage des couleurs est presque toujours nécessaire. La base de ce rééquilibrage peut être objective, lorsque nous essayons de retrouver les nuances observables sous la lumière solaire de référence, ou subjective silorsque, faisant fi des éléments photométriques de base, nous cherchons simplement à obtenir l'image la plus agréable ou la plus spectaculaire possible.
C'est bien évidemment le mode opératoire qu'il faut utiliser pour obtenir des couleurs aussi réalistes que possible, par exemple lors de la reproduction d'une œuvre d'art ou d'un document. Ceci dit, même si le procédé est plus contraignant que l'automatisme intégral, il mérite sans aucun doute d'être utilisé plus souvent en raison de qualité des images qu'il permet d'obtenir.
 
== Modes « scènes » ==