Bonjour à toutes et à tous,

Je m'appelle Sophie et je suis étudiante en art plastique depuis 3 ans. Je possède un Nikon D5000 depuis 2 ans.

Depuis quelques temps, je m'interroge sur les points de vocabulaire suivants concernant les problèmes d'éblouissement qui apparaissent sur mes photographies de scènes où des sources lumineuses sont présentes (voir photo en PJ récupérée sur le web) :

- Lorsqu'une zone d'une photo est cramée, cela signifie-t-il automatiquement que les pixels correspondant sont saturés ?

- Une zone peut-elle être cramée si elle est sur-exposée mais sans saturation des pixels dans cette zone ?

- Dans une zone cramée, les détails sombres ne sont plus visibles (voir photo en PJ). Cela provient-il du débordement des pixels qui reçoivent trop de lumière sur les pixels voisins ou un autre phénomène empêche les détails d'apparaître ? 

- Peut-on parler d'éblouissement plutôt que de zone cramée ?

- Quelle est la différence entre une zone cramée et une zone où l'on observe une bande lumineuse verticale (blooming) ou horizontale (smear) ?

Je vous remercie pour vos réponses !

Image supprimée. 

Je ne peux pas éditer mon post précéder pour rajouter une question. Voici donc une question supplémentaire :

- Les pertes de détails dans les zones très lumineuses d'une photo (photographie d'une source lumineuse par exemple avec un temps de pose long) sont-elles dues forcément à un problème de saturation des pixels correspondant ou une sur-exposition importante (sans saturation) peut-elle causer ces pertes de détail ? J'essaye en effet d'identifier causes de perte de détails à l'intérieur des zones lumineuses...

il y a 45 minutes, Truon a dit :

Lorsqu'une zone d'une photo est cramée, cela signifie-t-il automatiquement que les pixels correspondant sont saturés ?

En photographie numérique, le terme "cramé" signifie qu'il y a eu une perte de détail définitive en raison d'un écrêtage, c'est-à-dire une saturation de la charge électrique dans les photosites du capteur.
Chaque photon capté est censé se transformer en charge électrique dans un photosite. Quand un photosite a atteint sa charge maximale il ne peut plus accepter la charge électrique supplémentaire est cette dernière s'évacue alors dans les circuits alentours (on y reviendra plus loin au sujet du blooming).

Mais attention, entre la charge électrique contenu dans un photosite et le niveau de luminosité du pixel image correspondant il y a une conversion, eventuellement un traitement, et enfin une compression JPEG. Or, le format JPEG autorise beaucoup moins de niveaux de luminosité que ce que le capteur est capable de différencier.
Donc il est possible qu'une image JPEG soit cramée à des endroits alors que les photosites correspondants du capteur ne sont pas encore saturés. Le JPEG est alors cramé, mais le RAW ne l'est peut-être pas.

 

il y a 54 minutes, Truon a dit :

Une zone peut-elle être cramée si elle est sur-exposée mais sans saturation des pixels dans cette zone ?

Oui la zone peut être cramée une fois convertie en JPEG mais le RAW (donc le signal réel du capetru) ne l'est peut-être pas.
C'est d'ailleurs l'un des gros intérêt de photographier en RAW pour pouvoir récupérer des zones.

Le terme "surexposé" indique qu'une zone est trop claire par rapport à l'attendu, mais pas nécessairement cramée. Donc une zone surexposée devrait être "récupérable" en assombrissant la zone en post-traitement pour y retrouver du détail.

 

il y a une heure, Truon a dit :

Dans une zone cramée, les détails sombres ne sont plus visibles (voir photo en PJ). Cela provient-il du débordement des pixels qui reçoivent trop de lumière sur les pixels voisins ou un autre phénomène empêche les détails d'apparaître ? 

Les détails, tout court, ne sont plus visible. Tous les pixels sont bloqués à la valeur numérique maximale, ils sont tous blancs, ils ont tous la même valeur et les assombrir donnerait une zone uniforme grise, mais sans différence d'un pixel à l'autre.

Sur la photo d'exemple il y a 2 phénomènes qu'il faut bien séparer car leur cause est totalement différente :

1) Tout d'abord il y a ce que tu appelles le "blooming". Si seuls les pixels du soleil étaient cramés on devrait voir un rond blanc parfaitement défini su un fond de ciel bleu... Pourtant on voit une tâche blanche dont il est difficile de localiser le contour, comme si le soleil avait "bavé" sur les pixels voisins.
Et c'est exactement cela le blooming : lorsqu'un photosite est arrivé à sa charge électrique maximale, la charge électrique supplémentaire produite par l'arrivée d'un autre photon va s'évacuer dans les circuits électrique voisins, donc en partie vers les photosites proches.

2) Il y a un effet de diffraction qui crée des rayons lumineux qui semble partir de la tâche. Ce n'est plus du blooming. Ces "rayons" sont liés au phénomène de diffraction créé par les lamelle du diaphragme. Chaque lamelle génère un étalement des photons arrivants dans le sens perpendiculaire à la lamelle.
Dans ton exemple je compte, si je ne me trompe pas, 10 rayons lumineux ce qui voudrait dire qu'on a utilisé un objectif doté d'un diaphragme à 5 lamelles.

 

il y a une heure, Truon a dit :

Peut-on parler d'éblouissement plutôt que de zone cramée ?

Oui je pense que s'agissant du blooming on peut parler d'éblouissement, d'autant que le blooming n'est pas nécessairement cramé.

 

il y a une heure, Truon a dit :

Quelle est la différence entre une zone cramée et une zone où l'on observe une bande lumineuse verticale (blooming) ou horizontale (smear) ?

Le blooming n'est pas directionnel, en tout cas pas en photo numérique. On pourrait imaginer que la structure électronique de certains capteurs spécifique privilégie une diffusion des charges électriques dans une direction particulière, pourquoi pas, mais je ne connais aucun capteur photo qui fasse apparaitre un phénomène directionnel du blooming.
Si on constate une phénomène directionnel dans ces éblouissements il faut, à mon humble avis, chercher une autre raison physique, peut-être par exemple avec les rideaux de l'obturateur...

 

il y a 57 minutes, Truon a dit :

Les pertes de détails dans les zones très lumineuses d'une photo (photographie d'une source lumineuse par exemple avec un temps de pose long) sont-elles dues forcément à un problème de saturation des pixels correspondant ou une sur-exposition importante (sans saturation) peut-elle causer ces pertes de détail ?

On parle de perte de détail lorsqu'il y a eu écrêtage des valeurs nuémriques. Mais encore une fois, il y a l'image que l'on voit, issue nécessairement d'une conversion JPEG finale, et l'image captée par l'appareil photo et qui elle est initialement stockée dans un format RAW.

Pour faire simple, si l'on ignore les informations de couleurs et qu'on ne parle que de noir et blanc, le JPEG code les niveaux de luminosité sur 8 bits, donc des valeurs entières allant de 0 (noir absolu) à 255 (blanc absolu).
Le RAW, lui, code les niveaux de luminosité sur 14 bits (12 bits au minimum pour certains appareils), donc des valeurs entières allant de 0 (noir absolu) à 16384 (Blanc absolu). Une image vue sur écran ou imprimée a nécessairement été convertie en JPEG, donc on a forcément dû "compresser" les niveaux de luminosité.
Ainsi, 2 valeurs RAW proches du blanc mais néanmoins distinctes, par exemple 16380 et 18370, vont être compressées vers la même valeur 8 bits de 255, c'est-à-dire en blanc absolu.
On avait 2 valeur non cramées, distinctes, donc contenant du détail (l'une était plus sombre que l'autre) et elles ont été converties en une seul valeur 8 bits égale à la valeur du blanc absolu. Le JPEG est donc cramé alors que le RAW ne l'était pas, et il y a eu perte de détail puisque les 2 valeurs distinctes ont été converties en une même valeur.

Ah oui, j'oubliais, sur la photo d'exemple, il y a aussi un ajout d'arc-en-ciel en post-traitement....

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Bonjour pacibphoto

Merci pour toutes ces explications ! C'est très clair !!

Il y a 1 heure, PaciBPhoto a dit :

Une image vue sur écran ou imprimée a nécessairement été convertie en JPEG, donc on a forcément dû "compresser" les niveaux de luminosité.

Heu… Es-tu sûr ?

ART mon logiciel de dérawtisation travail en 16 bits donc il ne compresse rien, le JPEG n’est pas utilisé dans un logiciel de dérawtisation (il peut être utilisé lors de l’exportation, mais il n’est pas obligatoire d’utiliser un format d’image qui ne supporte que le 8 bits lors de ce processus final). Je peux sortir toutes mes photos en TIFF 16 ou 32 bits et en PNG 16 bits si j’ai envie. Reste la compression liée aux capacités du système d’exploitation de la carte graphique et de l’écran. En général, les systèmes d’exploitation et les cartes graphiques supportent majoritairement au minimum 24 bits. En infographie, il n’est pas rare d’utiliser des écrans supportant 10, 12 et 16 bits. En utilisant un écran supportant le 16 bits, il n’y a aucune compression.

Ignace.

Modifié 20 juin 20224 a par ignace72

il y a 10 minutes, ignace72 a dit :

Heu… Es-tu sûr ?

Oui. L'image affichée par le boitier est affichée en JPEG 8 bits, l'immense majorité des écrans n'affichent que du 8 bits, les logiciels de traitement affichent les zones cramées ou bouchées en anticipant la conversion JPEG finale, toutes les images postées sur le Web sont en 8 bits, et pour l'impression les imprimeurs demandent du JPEG...

Après tu peux apporter des précisions sur les exceptions si tu veux, moi j'en ai déjà assez écrit ici.

Donc il faut être d’accord avec toi sinon tu refuses toutes discussions. Belle mentalité.

OK, salut.

Un peu de lecture : lien supprimé

Ignace.

Modération : Pas la peine de monter sur ses grands chevaux, merci !

Ce post n'est pas un endroit où débattre...

il y a 10 minutes, ignace72 a dit :

Donc il faut être d’accord avec toi sinon tu refuses toutes discussions

Donne les précisions que tu souhaite ici, tu peux même corriger mes propos si ça répond mieux à la question posée.

Bonjour à tous,

Suite à quelques recherches personnelles sur le web, j'ai compris que les capteurs CCD et CMOS ne fonctionnent pas tout à fait de la même façon. J'ai bien saisis l'origine du blooming dans le cas de photosites saturés pour un capteur CCD. Certains sites indiques que pour un capteur CMOS, il n'y a nu blooming ni smearing...

Que se passe t-il alors lorsque les photosites d'un capteur CMOS sont saturés ? Observe t-on un effet d'éblouissement ? Les détails dans les zones surexposées disparaissent-ils ?  

Dans le cas d'un capteur CMOS, comment expliquer la perte de petits détails sombres (sur les RAW) dans les zones où les photosites sont saturés ? Je ne sais pas si l'explication donnée pour les capteurs CCD est encore valable...

Merci pour vos réponses !

il y a 15 minutes, Truon a dit :

Certains sites indiques que pour un capteur CMOS, il n'y a nu blooming ni smearing

Ok alors c'est un probablement un problème de jargon...

Il y a "éblouissement" sur les capteurs CMOS dans le sens où des électrons peuvent passer d'un photosite au photosite voisin lorsque la charge maximale est atteinte. Sur une image cela se traduit par un effet de halo clair autour de la source lumineuse.
Avec les capteurs CCD, ce "débordement" est probablement facilité par la structure du circuit de lecture qui relie les pixels par rangée (la lecture d'une ligne de capteur CCD s'effectue par décalage successifs des charges d'un photosite au suivant étant donnée qu'il n'y a qu'un circuit de conversion en bout de chaque ligne). La présence de ce circuit reliant les photosites d'une même rangée explique probablement le caractère très directionnel de cet "éblouissement".

Mais aujourd'hui, à ma connaissance, tous les appareils photo numériques de moins de 15 ans utilisent des capteurs CMOS. Le CCD a été la technologie de départ, car peu soumise au bruit numérique contrairement au CMOS de l'époque. Mais le CCD consomme beaucoup plus, nécessite un temps de lecture beaucoup plus long et est plus compliqué à fabriquer, donc au fur et à mesure que le CMOS s'améliorait les capteurs CCD ont été relégués à des besoins très spécifiques : Capteurs de caméras basse lumière pour l'astrophoto, capteurs d'appareils moyen format moins contraints par la consommation plus élevés  et la lecture moins rapide, ...

Je pense qu'aujourd'hui, pour trouver un capteur CCD, il faut vraiment le chercher.

 

il y a 36 minutes, Truon a dit :

Que se passe t-il alors lorsque les photosites d'un capteur CMOS sont saturés ?

L'électron ne peut pas disparaitre, donc il doit aller ailleurs... Et c'est une histoire de probabilité : Il a un certain nombre de chances de partir dans le substrat et d'être évacué vers la "masse" du circuit, et un autre nombre de chances d'aller se perdre dans un photosite voisin.

 

il y a 38 minutes, Truon a dit :

Observe t-on un effet d'éblouissement ?

Il suffit de regarder une photo fortement surexposée d'une source lumineuse pour voir une tâche aux contours indéterminés, un halo, autour de la source lumineuse, et cette tâche grossi de plus en plus si on expose plus longtemps... Donc oui il y a bien éblouissement.

 

il y a 40 minutes, Truon a dit :

Les détails dans les zones surexposées disparaissent-ils ? 

A partir du moment où tu atteints la charge maximale admissible par un photosite, tout photon supplémentaire sera perdu, transformer en un électron qui ira se perdre ailleurs que dans le photosite où il aurait dû atterrir. On parle alors d'ecrêtage.
Si 2 points voisins de la scène ont des valeurs de luminosité différentes, disons l'un est gris clair et l'autre gris moyen, et que tu surexpose trop ta prise de vue les 2 photosites correspondants aux 2 points de la scène finiront par atteindre la charge maximale. Bien entendu le photosite correspondant au point gris clair arrivera à la charge maximale avant le photosite correspondant au point gris moyen, mais si la durée d'exposition est suffisamment longue le photosite du point gris moyen finira lui aussi par atteindre la charge maximale.
Donc les 2 photosites auront la même valeur en lecture, celle du blanc absolu, alors que dans la scène ils ont une luminosité différente (l'une est gris clair, l'autre gris moyen). C'est la définition même d'une perte de détail.

 

il y a 46 minutes, Truon a dit :

Dans le cas d'un capteur CMOS, comment expliquer la perte de petits détails sombres (sur les RAW) dans les zones où les photosites sont saturés ?

Quand bien même le détail est plus sombre que les points alentours, il n'en émet pas moins quelques photons. Si tu expose trop longtemps, ce nombre de photons finira par saturer le photosite correspondant qui atteindra alors sa charge maximale, comme ses voisins.
De plus, il y a éblouissement, il y a diffusion des charges électriques sont capturées dans les circuits voisins, donc dans les photosites voisins. Donc, si tu as un détail, même très sombre, au milieu de points clairs et que tu exposes trop longtemps les photosites correspondants aux points clairs arriveront à saturation, les charges électriques surnuméraires non captées seront pour partie capturées par le photosite voisin correspondant au détail très sombre et ce photosite se remplira malgré tout.

 

il y a 56 minutes, Truon a dit :

Je ne sais pas si l'explication donnée pour les capteurs CCD est encore valable

Les capteurs CCD ont un circuit de lecture particulier, comme une sorte de tuyau qui relie chaque photosite d'une ligne au photosite voisin de la même ligne.
Le circuit de lecture se trouve au bout de la rangée de photosite. Il ne peut lire que la valeur électrique du photosite en bout de ligne. Pour lire les valeurs des photosites d'une ligne complète il faut donc lire la valeur du photosite en bout de ligne, décaler toutes les charges électriques des photosites de la ligne d'un cran (la charge électrique d'un photosite est transférée dans le photosite voisin qui lui-même transfère sa charge électrique au voisin, etc... En gros on décale les charges d'un cran vers le circuit de lecture en bout de ligne.
Pour faire cela il faut un circuit électrique (un tuyau) qui relie les photosites, avec un transistor (un robinet) qui empêche les charges électriques de se déplacer lorsqu'on n'est pas en mode lecture. Mais rien n'est parfait et surtout pas lorsqu'un parle de circuits à cette échelle là... le transistor (robinet) ne peut pas être complètement étanche, et la présence du tuyau offre une direction privilégiée, plus probable, aux électrons d'un photosite pour passer chez les voisins.
C'est donc très probablement la présence de ce circuit de lecture qui relie tous les photosites d'une rangée qui entraine une plus grande probabilité de diffusion des charges électriques dans cette direction et qui crée donc cet éblouissement directionnel.

 

Bonjour PaciBPhoto

Merci pour votre réponse encore très claire ! Ça fait plaisir d'avoir des réponses aussi claires et complètes !

Sophie