La photographie numérique

Les mesures de lumière et les corrections d'exposition (VII)

Le mode de mesure matriciel du Nikon D200. Notez les 11 zones verrouillées (entre crochets) du mode d'exposition et le verrouillage de l'autofocus sur la zone centrale. Document T.Lombry.

Un sujet présente rarement une gamme de contraste et de couleurs régulières d'un point à l'autre de la scène. Le sujet est généralement contrasté et lumineux alors que le fond est plus sombre, c'est par exemple le cas d'un sujet isolé sur une scène. Parfois c'est l'inverse, le sujet est petit et sombre et se profile sur un arrière-plan très lumineux, c'est notamment le cas des clichés pris à contre-jour. Enfin, il arrive que la scène soit si peu contrastée que seul le photographe sait où se trouve le sujet !

Il s'agit de conditions de prise de vue difficiles parfois extrêmes que tous les appareils ne sont pas capables de gérer. Mais généralement, tous disposent de programmes permettant de privilégier certaines modes d'exposition. C'est dans ce but que le viseur affiche différentes zones de mesures. Nous avons vu à propos du miroir et de l'autofocus qu'elles sont exploitées par des capteurs situés au-dessus du pentaprisme et sur le plancher de la chambre noire qui interceptent une partie du faisceau lumineux réfléchi par le miroir réflex.

Les modes d'exposition

Un APN dispose généralement de 4 modes de mesure d'exposition. Le premier mode est la mesure "spot" qui consiste à effectuer une mesure sur le sujet principal (en pratique dans un cercle de 2-3 mm autour du centre). Elle s'utilise par exemple lorsque le sujet est isolé et bien éclairé (par ex. un personnage mis en valeur sur une scène plongée dans l'ombre ou un portrait sur fond clair). Le posemètre calculera un temps d'exposition correct pour cette zone sans s'occuper des zones extérieures qui seront vraisemblablement sous-exposées.

Le second mode est la mesure pondérée (centrale, normale ou étendue) où vous pouvez optionnellement favoriser certaines zones de l'image présélectionnées par le programme et mémoriser sa valeur avant de changer l'axe de visée.

Sur les APN récents, le diamètre de la zone de mesure spot et pondérée est ajustable.

Vient ensuite le mode matriciel. Il tient compte de la luminosité et des tonalités de plusieurs zones différentes de l'image. C'est le programme le plus sophistiqué qui donne des images correctement exposées dans 99% des conditions. En effet, il utilise d'innombrables algorithmes pour déterminer l'exposition exacte en différents points de l'image qui varient entre 5 et 35 zones en fonction de l'appareil.

 Sur les Nikon D2x, D50 et D700 par exemple (et plus tôt encore sur le F5), le posemètre qualifié de "3D couleur" est constitué d'un capteur RGB de 1005 pixels (ou zones de mesures) mesurant environ 1 cm2 dont la tâche consiste à évaluer la couleur et l'intensité lumineuse du sujet. Chaque image est évaluée en tenant compte de 7 paramètres comprenant la brillance, la couleur, le contraste, la zone de mise au point et la distance du sujet. Cette évaluation se réfère à une base de données intégrée qui reprend les paramètres de plus de 30000 images réelles ! Ainsi, si un crépuscule et un ciel couvert par exemple présentent la même luminosité, le capteur se basera sur la couleur et éventuellement la distance pour optimiser le temps d'exposition pour chaque situation.

Le capteur CCD "3D couleur" de 1005 pixels de Nikon utilisé pour les mesures d'exposition sur les modèles D2x, D50 et D200 notamment. Il mesure les couleurs et l'intensité lumineuse afin d'optimiser le temps d'exposition en fonction du sujet. Ses performances n'ont cessé d'évoluer depuis l'introduction du capteur sur le Nikon F5.

Ce mode matriciel est idéal pour photographier une scène présentant par exemple de forts contrastes (une rue ou un objet à moitié plongée dans l'ombre ou un contre-jour comme un coucher de Soleil).

Pour le pourcent de sujet critique, il vous reste un quatrième mode, passer en manuel et mémoriser plusieurs zones que vous jugez critique et faites-en la moyenne, quitte à jouer sur l'ouverture ou la vitesse pour accentuer telle ou telle zone. En effet, il ne faut pas tomber dans le piège de faire une simple moyenne sur un gris neutre à 18% au risque d'avoir des images grises et sans profondeur. Enfin, en dernier recours, il vous reste le "bracketing" que nous verrons dans un instant.

Malgré ces différents modes tous très intelligents, si le contraste est très violent et atteint 8 ou 10 diaphragmes entre les zones les plus claires et les plus sombres, il n'y aura pas de miracle, une partie de l'image restera sur ou sous-exposée. On y reviendra à propos de la photographie du Soleil couchant.

En général, il est plus facile de récupérer par traitement d'image une zone légèrement surexposée qu'une zone sous-exposée car la première contient beaucoup plus d'information que la seconde. Une zone sous-exposée sera également peu colorée et toute accentuation fera rapidement apparaître le bruit électronique. Certains photographes préfèrent également surexposer certaines zones de l'image afin que les zones sombres présentent un peu de détail. Enfin, le format RAW présentant une dynamique supérieure au format JPEG, il donnera de meilleures résultats sur les sujets forts contrastés qu'une image JPEG.

Dans les APN d'entrée de gamme, la mesure matricielle utilise seulement trois zones de mesure distribuées dans la région centrale. Elles sont généralement exploitées par le programme le plus automatisé (mode "auto"). D'autres modèles divisent le champ en 5 segments (par ex. le Sony Alpha DSLR-A100). Le Canon EOS 5D est plus sophistiqué. Son viseur contient 35 points de mesure situés autour du centre qui rappellent le système de mesure du modèle 1D. Il peut également effectuer une mesure "spot" classique au centre de l'image ou corréler ses mesures avec les 15 points de mesure de l'autofocus.

Aperçu des menus du Sony Alpha DSLR-A100. A gauche, résumé des paramètres de prise de vue dont la valeur du "bracketing" (+1). A droite, la sélection des modes d'exposition. De gauche à droite le mode matriciel (sélectionné), pondéré et spot.

Enfin, rappelons que tous les APN proposent après la prise de vue un histogramme RGB et de la luminance de l'image. Il permet de vérifier la distribution des pixels et de déterminer si certaines zones sont sur ou sous-exposées et dans quelle proportion. Si le déséquilibre est trop important, vous avez ainsi l'opportunité de rephotographier le sujet en modifiant les paramètres de la prise de vue et pourquoi pas, le mode d'exposition..

La correction d'exposition

En plus des modes d'exposition, on peut recourir à la correction d'exposition, le "bracketing". Ce mode utilisé dans des conditions difficiles de prises de vues (par exemple en présence de trop peu de lumière ambiante ou trop de réverbération) permet d'entourer les valeurs nominales d'exposition par des valeurs légèrement décalées d'ouverture variant par tiers entre +2 (surexposition) et -2 (sous-exposition) EV (ou IL) par exemple. La durée d'exposition varie donc en conséquence : "+2" multiplie le temps par 4, "-1" le divise par 2. Dans le cas de scènes animées, c'est donc un mode à déconseiller, sauf si vous recherchez un effet spécial.

Notons que certains appareils proposent non seulement des corrections d'exposition mais également de l'intensité du flash et de la température de couleur (Nikon D300).

La balance des blancs

Cette fonction s'avère utile lorsque le sujet baigne dans une dominante orange, verte ou bleutée par exemple lorsqu'il est exposé à une lumière différente de celle du jour. L'effet est évident : toutes les couleurs sont affectées et leur tonalité se décale vers la dominante. C'est par exemple le cas pour toutes les photographies de natures mortes ou d'intérieur réalisées à la lumière artificielle.

La balance des blancs sur le Canon EOS 1D Mark II, un haut de gamme à 3800 €, ce qui explique les nombreuses options accessibles directement qui font pâlir les modèles d'entrée de gamme.

Mais l'effet peut être pervers lorsque la lumière ambiante est importante. Quand l'objet est de couleur complémentaire à celui de l'éclairage, il va devenir noir par synthèse soustractive. C'est notamment le cas des objets rouges-oranges exposés à la lumière verte des lampes au mercure à haute pression ou des objets bleus-verdâtres exposés aux lampes au sodium basse pression. A l'inverse, si l'objet et la dominante ont la même tonalité, l'objet va réfléchir sa propre couleur, il deviendra blanc et donc pratiquement invisible.

Auparavant les photographes n'avaient pas d'autres choix que d'utiliser des filtres compensateurs de couleur (Kodak Wratten et autre Cokin). Aujourd'hui, pour pallier à ce problème les APN proposent des fonctions numériquement équivalentes et même beaucoup plus complètes.

L'utilisateur a le choix parmi plusieurs méthodes. Il y a tout d'abord le mode automatique (AWB) où vous faites confiance à l'appareil. Malheureusement, quelques APN d'entrée de gamme et notamment le Nikon D40 éprouvent des difficultés pour établir automatiquement la balance des blancs sur l'éclairage incandescent (lampes à fil de tungestène), leur donnant généralement une couleur trop chaude.

Dans ce cas, vous pouvez choisir des valeurs présélectionnées de balance des blancs qui jouent en fait sur la température de couleur de sources standards. Il s'agit des réglages de lumière classées parmi une liste prédéterminée qui peut comporter jusqu'à 9 présélections manuelles sur le Canon EOS 5D : Lumière du jour, Ombre, Nuages/Crépuscule/Coucher de Soleil, Tungstène, Blanc, Fluorescent, Flash, Custom et Température de Couleur. Ils conviennent pour la plupart des prises de vues. Comme on pouvait l'espérer, dans ce mode même le Nikon D40 dont les performances générales sont limitées donne de bons résultats.

Vous pouvez également effectuer un réglage manuel de la balance des blancs. Il suffit en pratique d'activer cette option dans le menu ou via une commande directe au dos de l'APN, de viser une surface claire jugée neutre et de mémoriser l'information. Dorénavant le système considérera le "blanc" que vous avez choisi comme le blanc de référence, peu importe sa température de couleur réelle. C'est une option très utile pour les photos d'intérieur.

Méthode utilisée sur le Canon EOS 20D pour encadrer la balance des blancs (19 incréments).

 Sur certains APN il est possible d'encadrer ou de s'écarter de la balance des blancs vers une ou plusieurs couleurs (selon 2 axes par exemple sur le Canon EOS 20D et des valeurs comprises entre -9 et +9 EV en 19 incréments comme le montre l'animation présentée à droite).

Maintenant si vous avez un mélange de lampes à haute et basse pression et des néons comme cela peut être le cas dans les lieux publics, il n'y aura pas de miracles. Soit vous remplacez ou éteignez les lampes dont la température de couleur est trop démarquée de la lumière ambiante soit vous corrigez la lumière dominante. Vous obtiendrez des images sur lesquelles les principales sources lumineuses seront blanches avec ci et là des sources verdâtres ou orangées selon les raies spectrales en émission que présentent ces lumières et que la balance des blancs n'a évidemment pas été capable de neutraliser.

Enfin, dans la plupart des APN il existe également un réglage manuel du blanc qui permet de choisir la température de couleur entre 2800 et 10000 K par incrément de 100 K. Sur les modèles haut de gamme, en mode RAW on peut également entourer la balance des blancs par +/- 3 incréments. C'est notamment le cas sur le Canon EOS 5D qui utilise le même algorithme de balance automatique des blancs que le Canon 1Ds Mark II.

Sauvegarde et rappel des paramètres

Mentionnons pour les amateurs intéressés par les automatismes que certains APN sophistiqués tel le Nikon D200 par exemple permettent de sauvegarder les derniers réglages de l'appareil et de les rappeler à la demande. Le but est de permettre au photographe de simplifier ses prises de vues en lui évitant de revérifier à chaque séance de photo les paramètres qu'il utilise fréquemment concernant le mode d'exposition, le mode de mise au point, la réduction de bruit, le format d'image, etc.

L'un des multiples sous-menus du Nikon D200. Notez que certains amateurs avertis utilisent les codes (b1, b2, etc), faisant ressembler certaines discussions à une partie de jeu d'échec !

Cette option se trouve dans le menu "Config / Réglages récents" qui permet de mémoriser une liste de 14 réglages essentiels dans les 4 principaux menus. Généralement la liste comprend les réglages suivants : optimisation d'image, espace de couleur, réduction du bruit, sensibilité, compensation d'exposition, type de mesure pondérée, mode d'exposition, mesure d'exposition, mode d'autofocus, zone d'autofocus, cadence, délai de prise de vue, synchronisation du flash, mode de mise au point, qualité d'image, format d'image et éventuellement la correction d'exposition, la prise de vue (dont le nom du fichier) et le réglage personnel (nous aurions aussi pu dire de choisir les sous-menus b1, b2, b5, etc, comme le font certains amateur par référence aux indications reprises dans les menus).

Ces paramètres peuvent être associés à l'une des quatre préselections du mode automatique (A, B, C, D) et il devient ainsi très facile de réaliser des images dans les mêmes conditions instrumentales (même si certains puristes vous diront qu'ils vérifient toujours les 250 paramètres de leur APN avant une nouvelle séance de prises de vues).

A l'ère de l'informatique et de la programmation, c'est une fonction qui est trop rarement implémentée et qui méritait d'être rappelée au bon souvenir des constructeurs car une fois qu'on y a goûté on ne peut plus s'en passer; il n'y pas de raison que seuls les informaticiens soient paresseux !

Prochain chapitre

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