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Mercredi 26 octobre 2005
HDRI pour les nuls

Photographes professionnels, virtuoses de Photoshop CS et autres experts dans ces domaines, passez votre chemin, ce topo n'est pas pour vous. Et ne venez pas dire après que vous saviez déjà tout ce que qui va être écrit, je vous ai prévenu. D'ailleurs, ce n'est pas vraiment un test au sens que lui donne François, pas une analyse exhaustive de toutes les possibilités, juste une information, une piste pour les amateurs qui ont les mêmes préoccupations que moi.

Posons d'abord le décor. Après plus de 50 ans de labo noir et blanc (je m'y suis mis très tôt) et une bonne dizaine de milliers de Kodachrome, les EOS 10 et 50 ont été remisés au placard pour faire place au petit dernier (pardon, avant-dernier) de Canon, le 350D. L'appareil est arrivé juste deux jours avant un voyage d'agrément au Danemark. Chic, me suis-je dit, je vais pouvoir essayer cela in vivo. Bien sûr, je ne connaissais pas grand chose à cette technique, mais la photo reste la photo et un Canon, un Canon. Et la présence de l'écran et des menus ne dérangeait pas vraiment ayant de temps en temps mis la main sur l'Ixus 400 de ma femme (pas trop souvent, on a des principes quand même, ça fait pas sérieux ce petit machin tout automatique).

Une semaine plus tard, je rentre plein de bons souvenirs concrétisés par quelques 250 photos. Je sais, en numérique, c'est peu, mais les réflexes, ça ne se perd pas facilement : une photo, ça se compose comme un tableau et en diapos, on ne mitraille pas en rafales pour sélectionner ensuite : le porte-monnaie en prendrait un méchant coup. Mon premier geste fut bien sûr de transférer tout cela sur le Mac et de constater que si je n'avais pas tort, je n'avais pas raison non plus. Si une photo reste une photo qu'elle soit argentique ou numérique, cette technologie demande une attention supplémentaires, génère de nouveaux problèmes et surtout, ne résoud pas forcément ceux que vous rencontriez avec les diapositives. Et le plus important reste, bien sûr, le comportement face à des sujets très contrastés : les beaux ciels bleus avec mignons petits nuages blancs habillant le sombre manoir, la rosace de la cathédrale où on ne peut utiliser ni flash ni trépied, vous connaissez tous cela. Mais l'informatique, dit-on, permet des miracles, n'est-ce pas ?

Je reprends donc les choses par où j'aurais dû commencer : mitraillage à tout va de toute sorte de sujets, dans toute sorte de conditions, en raw et jpeg et promenade sur les milliers de pages du Web pour être un peu moins idiot sur le sujet. Bien sûr l'article de François sur DxO n'a pas échappé à mon attention, mais mes vieux 28-80 et 80-200 pourtant série L sont retirés depuis au moins deux lustres du catalogue Canon et ont peu, mais alors très peu, de chance de figurer un jour dans la liste des objectifs supportés. Certes le travail en raw avec DPP de Canon ou le Camera Raw de Photoshop aide pas mal, mais ne résoud pas tout.

C'est au cours de ces pérégrinations que je tombe sur une info de MacDigit, sobrement intitulée HDR, faisant référence à un papier de Gilbert Volkert, photographe. J'avais déjà rencontré ces initiales à propos du sujet qui me préoccupait et je suis donc allé voir. Inutile d'en faire de même, l'article, malheureusement, a disparu du site de Volkert et c'est bien dommage, car il m'aurait évité de vous écrire tout ce qui va suivre. Mais vous pouvez toujours, et je vous le conseille vivement, consulter l'autre article mentionné Luminous Landscape, mais entièrement dans la langue de Shakespeare. Et le site de Volkert vaut largement le détour, selon la terminologie Michelin. Je vais donc essayer de vous donner un résumé des informations recueillies là et ailleurs en commençant par un peu de théorie.

HDRI est le sigle pour High Dynamic Range Image que je traduirais par Image à Dynamique Large (les pros francophones ont peut-être une meilleure traduction). Pour rappel, et d'une manière très simplifiée, disons que la dynamique d'une scène éclairée est le rapport entre les quantités de lumière émise par les parties les plus éclairées et les parties les plus sombres. Ainsi, une pièce très sombre uniquement éclairée par une fenêtre tournée vers le soleil a une dynamique de l'ordre de 100'000:1, alors que l'oeil humain arrive à discerner tous les détails d'une image d'une dynamique de 10'000:1.

Les appareils que nous utilisons reproduisent les images en les codant en 8 bits par pixel, c'est-à-dire que chaque pixel peut avoir une intensité lumineuse variant entre 0 et 255, soit une dynamique maximum de 255:1. On est loin des 10'000:1 de l'oeil humain, vous en conviendrez. Les choses sont un peu meilleures avec les senseurs des appareils photos qui, en raw, codent en 12 ou 14 bits (pour les très hauts de gamme), le jpeg restant quant à lui limité aux 8 bits. Le format raw nous donne donc la possibilité d'obtenir des images avec des dynamiques de 4'095:1 ou 16'383:1. Du moins théoriquement, car d'autres facteurs viennent diminuer ces valeurs, notamment le bruit.

Tous ces chiffres vous donnent le vertige? Alors voyons cela avec l'oeil du photographe que vous êtes. Un capteur (film ou senseur) avec une dynamique de 255:1 correspond à 8 diaphragmes. C'est-à-dire que, en partant de l'ouverture idéale (celle par exemple que choisira votre appareil avec une mesure évaluative multizone), si vous fermez le diaphragme de 4 crans, vous ne pourrez absolument plus rien distinguer, la photo sera entièrement noire. Si vous l'ouvrez de 4 crans, ce sera la même chose, mais la photo sera entièrement blanche. Entre les deux, vous commencerez à voir des détails dans les basses lumières qui seront progressivement bouchées alors que les détails dans les hautes lumières apparaîtront progressivement. Pour mémoire, un film inversible a une dynamique d'environ 6 crans de diaphragme, un film négatif couleurs, 8 crans, alors que le noir et blanc peut monter jusqu'à 10 crans.

Cette petite digression vous a sans doute déjà donné une petite idée du comment on pourrait élargir la dynamique d'une image. Prenons un exemple : supposons que vous voulez immortaliser une scène ayant une dynamique de 1000:1, chose relativement courante dans la nature. Une dynamique de cet ordre correspond à 10 crans du diaphragme. Oublions les extrêmes et disons qu'on se contentera de 8 crans (les photos blanches ou noires ne nous apporteront pas grand chose). Donc, si vous prenez 8 photos en ouvrant à chaque fois votre diaphragme d'un cran à partir de la valeur maximum, vous enregistrez tous les détails de toutes les zones, mais sur 8 photos différentes. Il ne vous reste plus qu'à superposer ces huit photos en prenant garde de ne conserver pour chacune que les zones de luminosité adaptée au diaphragme et vous obtenez une HDRI. D'accord, j'ai beaucoup simplifié, mais les détails, à mon avis, n'intéressent que les pros et je les ai priés de sortir. Si vous voulez approfondir, une petite recherche Google avec "HDRI" vous en apprendra autant, sinon plus, que moi.

Et voilà pour la théorie, passons maintenant à la pratique. Enfin tout d'abord à l'application pratique de la théorie.

Du point de vue du photographe, d'abord, il faut se comporter en ayant dans l'idée qu'on va créer une image à dynamique large. Quelles sont les conditions et comportements idéaux :

1. installer l'appareil sur un trépied : pas question qu'il bouge entre deux prises de vue, on ne pourrait plus superposer les images.

2. fixer une ouverture appropriée à la profondeur de champ désirée et déterminer les temps de pose idéaux pour les zones des plus hautes et des plus basses lumières. La remarque concernant la profondeur de champ vous indique déjà qu'on ne devrait pas utiliser la fonction bracketing qui joue sur les ouvertures et donc modifie la profondeur de champ.

3. mettre votre appareil en mode manuel et prendre une série de photos en passant de la vitesse maximum à la vitesse minimum déterminées au point 2, en appliquant à chaque fois un facteur 2. Par exemple, si vous avez déterminé que la vitesse minimum (pour le maximum de détails dans les basses lumières) est de 1/10e de seconde et la vitesse maximum (pour le maximum de détails dans les hautes lumières) est de 1/250e, vous prendrez vos photos au 1/10e, 1/20e, 1/40e, 1/80e, 1/160e et finalement 1/320e. Bien sûr, ces chiffres sont théoriques et vous pouvez les ajuster selon les crans disponibles sur votre appareil. Grosso modo, vous aurez six ou sept photos. Evidemment, toutes vos photos seront prises au format raw qui, nativement, a la plus grande dynamique possible.

4. Vous passez le tout à l'informatique pour qu'elle se débrouille !

Et c'est au point 4 que l'amateur se trouve piégé. Parce que la fonction HDR est une fonction "pro" (même MacDigit l'appelle ainsi) et n'est donc disponible que dans Photoshop CS2. Amateur ou fauché qui vous contentez de Photoshop Elements 3, parce que le CS2 ne vous est pas offert par votre patron et vous coûtera le prix d'un objectif haut gamme, oubliez cela, ce n'est pas pour vous !

Eh bien, si ! Et je vais vous le prouver !

Ne disposant pas d'une rosace et sa cathédrale sous la main, j'ai donc pris un coin de mon chez moi, le soir avec la lumière ambiante. Appareil monté sur trépied, 400 ISO et f5.6 pour avoir un peu de profondeur de champ, focale 28x1.6=45 mm. Première photo prise en raw en mesure évaluative multizone, corrections par Camera Raw (celui-là au moins marche également avec PS Elements - le raw n'est pas réservé aux pros) et voici ce que cela donne :

913raw.jpg



Oui, bon, c'est pas trop mal, mais pour les détails, on repassera. Voyons ce que nous donnera la technique HDRI (comment je n'ai pas CS2. Non mais! Attendez...)

La mesure des hautes lumières avec ce diaphragme 5.6 me demande une vitesse d'obturation de 1/50e de seconde; les basses lumières, elles, seraient satisfaites avec 1,5 secondes. Je choisis donc 8 crans : 2", 1", 0.5", 1/4", 1/8", 1/15", 1/30" et 1/50*. Passage en manuel et voici ce que j'obtiens :

906v.jpg  907v.jpg  908v.jpg  909v.jpg


910v.jpg  /911v.jpg  912v.jpg  913v.jpg

 
Vous pouvez évidemment agrandir ces images en cliquant dessus.

On passe maintenant aux choses sérieuses : la création de l'image à dynamique large (non. non, je n'ai toujours pas PS CS2!). Ah, encore une petite précision : ne pas oublier que nos périphériques (écrans, imprimantes) travaillent en 8 bits et peuvent parfois mal interpréter les informations contenues dans une HDRI. La création de l'image HDR doit donc être suivie d'un ajustement des tons (tone mapping) afin que chaque pixel reçoive une information 8 bits qu'il puisse interpréter correctement. Et c'est à cette étape que le photographe peut jouer de sa créativité, de sa sensibilité : augmenter les contrastes, ajuster les blancs et les noirs, jouer sur la saturation des couleurs, etc.

Et voici ce que donne le petit coin de chez moi, ajusté à ma sensibilité photographique :

913hdr.jpg


Caramba! Piégé! Vous avez tout compris. En effet, j'ai utilisé un logiciel dénommé Photomatix, en version d'essai. Je vais vous en dire quelques mots plus loin, mais si vous m'avez suivi jusqu'ici, c'est que vous vous intéressez à la photographie et je n'ai donc pas besoin de vous souligner les avantages de cette photo au niveau du rendu des détails et de l'atmosphère, par rapport à la précédente, la meilleure que le raw pouvait me donner.

Parlons un peu de Photomatix maintenant. Ce logiciel a été développé par une petite équipe française installée à Monpellier sous le nom de MultimediaPhoto. Paradoxalement, ce logiciel n'existe qu'en version anglaise. Raison invoquée par ses concepteurs : le logiciel n'intéresse guère les francophones et est surtout diffusé à l'étranger (1% des ventes en France - nul n'est prophète en son pays). Son prix : 99$ - 85€ ou 132 CHF + TVA, ce qui vous met PS Elements 3 et le HDRI à CHF 250.-, soit bien moins que PS CS2 et vous avez ainsi le droit à devenir un pro.

La version 2.1 actuellement disponible sur leur site est parfaitement compatible avec Panther, mais présente encore, sous Tiger, quelques bugs en cours d'élimination. Une version 2.1.1. existe déjà en béta et comme je suis avec le Tigre depuis belle lurette, c'est cette version que Photomatix a bien voulu me mettre à disposition. C'est elle que j'utiliserai pour poursuivre avec vous l'exploration des possibilités des images HDR et vous avez compris que l'usage de la version démo pour l'image précédente était délibéré afin d'amener le nom du logiciel. Cette version démo n'est d'ailleurs aucunement bridée et vous pouvez l'essayer aussi longtemps que vous voudrez : seul le filigrane indiquera que vous ne l'avez pas encore achetée. Ce qui ne saurait tarder, sans doute. Un test complet du logiciel est prévu pour un peu plus tard.

Ce que je vous ai montré ou ce que vous pouvez voir sur les sites consacrés aux images HDR, a été pris et traité dans les conditions optima définies par la théorie. Mais il y a loin de la théorie à la pratique, malheureusement. Par exemple, une des premières objections que l'on peut faire (et François n'y a pas manqué lorsque je lui ai parlé de cette technique) est qu'elle ne serait applicable qu'à des sujets pratiquement statiques (pour permettre l'exacte superposition des prises de vue).

Mais nous verrons tout cela dans la 2e partie, pour autant que cela vous intéresse.

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