Des images de bonne qualité

Nous l’avons déjà évoqué : le Nikon D60 est un appareil très efficace. S’il est doté d’un système de mesure et de mise au point bien moins sophistiqué que celui des Nikon plus haut de gamme, il se tire très bien de l’affaire.

Les couleurs plutôt saturées ne sont pas aussi expressives, même en réglage Plus Saturée – ici, il a fallu jouer avec les outils Vibrance et Clarté de Lightroom

Photo prise avec le zoom de base, à 800 ISO et au format JPEG – le bruit du déclenchement était suffisamment discret pour ne pas réveiller ma fille (ce qui est un exploit…)

Les images JPEG sont conformes à ce que recherche un utilisateur « typique » de l’appareil : plutôt contrastées et saturées, bien exposées et assez peu bruitées. Avec son capteur CCD emprunté aux appareils Nikon D80 et Nikon D200 produit des images très propres jusqu’à 800 ISO, plus propres que celles que j’avais faites il y a quelque temps avec un Nikon D200.

A 3200 ISO, le grain est très marquée, mais présente une structure proche de celle d’une émulsion argentique sensible – ce qui est loin d‘être désagréable

Le moutonnement devient assez marqué à 1600 et plutôt gênant à 3200 ISO (Hi1), mais la sensibilité la plus élevée ne sert finalement qu’en dépannage pour réussir des photos autrement impossibles à obtenir. Les utilisateurs plus aguerris préfèreront travailler au format RAW, la qualité des résultats sera bien entendu tributaire de votre logiciel de développement RAW, avec Nikon Capture NX2 (qui n’est pas fourni avec l’appareil), les couleurs sont plus justes qu’avec Lightroom. Notez que là encore, le traitement du bruit diffère d’un logiciel à un autre – mais ne vous attendons pas à trouver là les performances des appareils Canon (450D et 40D), meilleurs aux sensibilités les plus élévées…

L’objectif 18-55 mm f/3.5-5.6 G VR AF-S DX Nikkor, tel son nom officiel, offre une qualité optique plus qu’honorable. Hormis une distorsion assez marquée aux focales les plus courtes, les performances sont toujours homogènes : netteté, contraste, vignetage et aberrations chromatiques se situent à un bon niveau, le dispositif à stabilisation intégré réduit le flou de bougé et contribue fortement à augmenter le taux des photos nettes.

Scène de nuit à 800 ISO – grâce au stabilisateur intégré à l’optique, la photo est parfaitement nette

A sa focale la plus courte, l’objectif autorise des compositions dynamiques et le dispositif anti-poussières du D60 réduit les poussières sur le capteur

La capture linéaire

La photographie numérique est différente de la photographie argentique en ce qui concerne sa réponse à la lumière. Imitant la perception de l’œil, un film photographique possède une courbe de réponse aplatie aux deux extrémités, dans les tons foncés et dans les hautes lumières. La vision humaine est de nature non linéaire (logarithmique) : si vous exposez l’œil au double de la quantité de lumière initiale, celui-ci ne perçoit pas cette quantité comme étant deux fois plus importante. L’œil intègre une compensation automatique nous préservant d’une stimulation excessive et qui nous permet une adaptation rapide aux conditions de lumière changeantes. Les capteurs numériques présentent, tout au long de leur latitude d’exposition exploitable, un mode de fonctionnement linéaire : ils recueillent et additionnent les photons sans appliquer de compensation. Cependant, les capteurs sont également confrontés aux effets de saturation, qui s’expriment souvent par des artefacts affectant les hautes lumières écrêtées. Le niveau de pixel est en effet proportionnel à l’illumination reçue ; il y a ainsi un très grand nombre d’informations dans les hautes lumières et très peu dans les tons foncés.

Distribution linéaire (gamma = 1) et logarithmique (gamma = 2,2) des valeurs de luminosité

Un appareil reflex numérique qui encode typiquement l’information couleur en 12 bits par couche (4096 niveaux), consacre en théorie la moitié des niveaux (2048) au diaphragme le plus lumineux, les diaphragmes suivants occupant respectivement 1024, 512, 256, 128, 64, 32 et 16 niveaux. Pour un appareil dont l’étendue dynamique comprend 9 diaphragmes, la zone la plus sombre ne représenterait finalement que 8 niveaux de luminosité. Si cette distribution inégale des niveaux sera compensée lors du développement du fichier brut par l’application manuelle ou automatique d’une courbe de transfert qui redistribue les niveaux dans les basses lumières, le procédé ne parvient pas à compenser une certaine fragilité dans les tons foncés qui se traduit le plus souvent par un niveau de bruit plus élevé. Etant donné la nature linéaire du capteur, il vaut mieux positionner un maximum de pixels sur le côté droit de l’histogramme (là ou il y a davantage de niveaux) pour réduire le bruit, qui est plus visible dans les parties sombres de l’image.

Photographier en mode RAW et JPEG

Il est virtuellement impossible de rendre justice à la fois au fichier JPEG et au fichier RAW. Si vous exposez à droite, vous risquez d’écrêter le peu d’informations disponibles dans les hautes lumières du fichier JPEG ; si vous exposez de manière correcte, vous n’exploitez qu’une partie de l’énorme potentiel que possède le fichier RAW – c’est un véritable casse-tête. La surexposition contrôlée souffre d’un autre inconvénient : les aperçus de vos fichiers RAW s’affichent tous avec une surexposition certaine sur l’écran LCD de votre appareil et dans votre explorateur de fichier ou logiciel de catalogage. En revanche, certains logiciels (Aperture, Camera Raw et Lightroom) permettent d’appliquer aux images, dès leur importation, un jeu de réglages spécifiques : vos images surexposées s’afficheront toujours comme si rien n’était !

La capture d’image en 14 bits – aubaine ou imposture ?

Ce papier écrit par Emil Martinec, physicien renommé et enseignant à l’université de Chicago s’attaque aux idées reçues : contrairement à ce qu’en affirment les fabricants, les derniers appareils dont les informations sont échantillonnées en 14 bits (Nikon D3, D300, Canon EOS 1D et 1Ds MK II, 40D et 450D), n’apportent que peu d’avantages réels par rapport aux capteurs traditionnels dont les informations sont échantillonnées en 12 bits. Malgré le grand nombre d’informations (16384 contre 4096 pour un capteur 12 bits), les derniers capteurs ne parviennent pas à restituer davantage de nuances, à cause du bruit, toujours aussi important. L’auteur examine dans son article, par ailleurs brillamment documenté, la relation entre la postérisation et le bruit photonique et arrive à la conclusion qu’aucun des appareils reflex numériques du marché ne mériterait l’enregistrement en 14 bits et que l’enregistrement en 12 bits serait largement suffisant pour capter toutes les informations sans perte visible. Cependant, il remarque que les Nikon D3 et D300 sont les seuls appareils qui permettent de choisir entre les deux modes et que, sur le Nikon D300, la méthode d’échantillonnage diffère suivant l’enregistrement en 12 ou 14 bits : lorsqu’on choisit la qualité supérieure, l’appareil ralentit (vitesse en rafale) et prend plus de temps pour analyser les données ce que selon lui contribuerait à augmenter la qualité. Mais là encore, il admet que le gain en qualité ne sera que rarement visible car il serait annihilé par le bruit.

Selon mes propres expériences, certes limitées, la qualité d’un capteur prime sur sa profondeur d’échantillonnage : un Mamiya ZD (dont les données en 14 bits par couche sont échantillonnées en interne en 12 bits) possède une étendue dynamique plus large qu’un Canon EOS 1Ds MK II (je n’ai pas encore pu tester la dernière génération de cet appareil professionnel…) ; et bien que mon Canon EOS 40D (capteur de taille APS, 14 bits) offre une très bonne restitution dans les hautes lumières, il n’a pas pour autant déclassé mon vénérable Canon EOS 1Ds Mk I (capteur full frame, 12 bits). Donc, du calme : pour pleinement bénéficier des niveaux supplémentaires, il faut que la qualité intrinsèque du capteur augmente, ce qui est plutôt difficile car la taille des photosites ne cesse de diminuer.

Exposer à gauche – un remède de cheval toujours d’actualité…

Aux antipodes de la méthode évoquée plus haut, mais finalement pas si éloignée, “exposer à gauche” fait en sorte que les valeurs de l’histogramme s’éloignent le plus possible du bord droit, afin d’éviter un écrêtage des hautes lumières. Certains appareils un peu anciens et/ou dotés d’un capteur de type CCD avaient un système de mesure qui tendait à sous-exposer toutes les images. Mais “exposer à gauche” n’a pas fini de hanter les appareils modernes, pourtant capables de restituer correctement les hautes lumières : Nikon (D-Lighting) et Canon (Priorité hautes lumières) emploient cette méthode dans leurs appareils actuels et la combinent à des algorithmes très performants (Nikon) ou à une simple courbe de compensation (Canon) pour éclaircir les tons moyens. Certes, cette stratégie ne s’applique qu’aux fichiers JPEG ; si vous travaillez au format RAW, seul les logiciels “maison” sauront interpréter les réglages correspondants, enregistrés parmi les métadonnées privées du fichier. Quelle que soit la méthode utilisée, “exposer à gauche” risque d’augmenter le bruit dans les parties les plus sombres de l’image. De manière générale, il vaut mieux “exposer à droite” et surveiller l’histogramme…

“Je suis né infirme : je n’ai que deux mains”

À gauche, l’antique 28mm, à droite le “cammionesque” 24PC

Il était parfaitement envisageable de travailler à main levée avec le 28pc vu qu’il n’existait qu’une seule commande de décentrement à vis, associée à une rotation de l’objectif sur 360 degrés. En gros, on pouvait cadrer en tenant classiquement l’appareil de la main droite, et en réglant la mise au point, le diaphragme et le décentrement de la main gauche. Pas très compliqué.

C’en est terminé avec le 24 : il faut au minimum trois mains. – une pour tenir le boîtier – une deuxième pour desserrer la vis de blocage du décentrement – une troisième pour régler ledit décentrement – et à nouveau la deuxième pour resserer la vis de blocage.

D’un autre coté, on peut régler l’ouverture avec la molette avant de l’appareil, utiliser n’importe quel mode d’expo et de mesure (pas toujours pour un résultat correct, d’ailleurs) et prendre la photo à pleine ouverture vu que le moteur diesel marine embarqué va se charger de fermer tout cela à la bonne valeur…

Conclusion
Point de salut sans un vrai gros pied, une excellente tête micrométrique, un niveau à bulle et un verre de visée quadrillé. En option, la petite lampe de poche pour les photos de nuit (pour voir la bulle du niveau), le déclencheur électrique et un assistant musclé pour porter tout cela. Personnellement, je promène tout cela en moto mais c’est une autre histoire…

Kit (presque) complet : pied carbone série 5 Gitzo, tête 405 Manfrotto, niveau à bulle Kaiser (avec 2 bulles pour les vues verticales et horizontales). On a vu plus discret.

Sauf que…

Une des fonctions primordiales (en ce qui me concerne) est encore déficiente sur cette version !!! J’utilise Nikon Capture depuis sa création, entre autres raisons, pour la fonction permettant de redresser les images issues du fisheye 10,5mm. en effet, le panoramique sphérique, dont je tente depuis quelques temps d’en faire ma spécialité, requiert bien souvent l’utilisation d’un fisheye pour la prise de vue, afin de réduire le nombre d’images nécessaire pour couvrir la globalité de la sphère entourant l’appareil. Nikon a été le seul à proposer un outil usine pour transformer les images fisheye en vues parfaitement orthoscopique. C’est ensuite un jeu d’enfant que d’assembler de telles images en raison de leur distorsion nulle.

Avant…

…et après

Cette fonction existe depuis Capture 4 et a fonctionné parfaitement jusqu‘à la version 1.2 de Capture NX.
Voici les valeurs typiques de distorsion calculées après un assemblage d’une douzaine d’images avec Stitcher de Realviz : que du bonheur, on n’ose y croire !

Depuis Capture NX 1.3 et ses versions ultérieures : c’est la catastrophe !
(certains vont croire que j’exagère : qu’ils aillent voir plus bas…)

Voici en images à quoi correspond ces valeurs :

Ceci n’a l’air de rien mais a des conséquences non négligeables en matière de retouche et de production.

Voici des captures de jointures d’images sous Realviz Stitcher qui parlent d’elles même.
À gauche, développement avec NX1.2, à droite avec NX2.

Le milieu de l’image est correctement repéré dans les deux cas. Les coins ne coïncident pas sur la colonne de droite.

Nota bene : bien évidemment, la différence de couleurs n’a rien à voir avec le problème de distorsion.

Configuration et installation

Avant de pouvoir utiliser UFRaw, vous devez installer The Gimp, disponible sur le site de l’éditeur ou Gimpshop.
Linux. Notez que The Gimp et UFRaw sont intégrés par défaut à la plupart des distributions Linux, leur réinstallation ne sera requise que lorsque vous souhaitez avoir leurs dernières versions. Sur le site consacré à UFRaw vous trouvez des versions précompilées pour de nombreuses distributions (Debian, Ubuntu, Fedora, openSUSE, Mandriva, FreeBSD…), vous en trouverez d’autres (parfois plus récentes), au format RPM pour Mandriva, Fedora, openSUSE et ALTLinux, ici ou là. Les plus experts parmi vous peuvent même compiler leur propre version à partir des fichiers sources.
Mac OS X. Sous Mac OS X, vous devez installer au préalable l’environnement graphique X11 qui se trouve sur le disque d’installation/récupération de votre ordinateur. Installez UFRaw à partir des paquets Darwin Ports ou Mac ports ou directement à l’aide d’une version précompilée, un peu ancienne.
Windows. Si vous aimez le confort, vous pouvez installer une version binaire, après avoir installé The Gimp. Si, en revanche, vous faites partie des « geeks », vous pouvez compiler votre propre version à partir d’une compilation Linux, dans l’environnement Cygwin.

Il est également possible de n’utiliser que la version autonome d’UFRaw (pour le faire cohabiter avec un autre logiciel photo, comme Photoshop Elements…), dans ce cas il suffit d’installer Gimp GTK (Gimp Toolkit), disponible sur le site du Gimp.

Petite histoire du format DNG

La première version de Camera Raw, module de développement RAW intégré à Photoshop, Photoshop Elements et Lightroom, est arrivée en 2003. Ce module applique en fait un développement en deux étapes : d’abord une conversion au format RAW interne, puis une deuxième conversion au format Bitmap pouvant être lu par un grand nombre de logiciels (TIFF, JPEG, PSD..). En partant de ce format intermédiaire, Adobe a commencé dès 2003 le développement d’un format RAW « universel », baptisé DNG ( Digital Negative ) qui fut officiellement présenté à la Photokina en septembre 2004. Et, à la différence des autres formats RAW, le DNG est par définition un format « ouvert » dont les spécifications sont publiées et librement mises à disposition des autres éditeurs de logiciels. Depuis septembre 2004, les spécifications du format DNG continuent à évoluer, avec une deuxième, (DNG 1.1.0.0 en février 2005) puis une troisième version (DNG 1.2.0.0 en mai 2008) ; chaque nouvelle version ajoute de nouvelles balises (tags).

Il a fallu quelques mois avant de voir le premier appareil photo numérique adopter ce nouveau format. Le dos numérique Leica DMR était le premier à ouvrir la danse (juin 2005), d’autres lui emboitèrent le pas : Leica (Leica M8), Hasselblad/Imacon (Ixpress, H2D), Pentax/Samsung (K10D, 20D, 200D, GX 10, 20 et Pro 815), Ricoh (GR-D, DII et GX-100) et Seitz (6×17 Digital et Roundshot D3) adoptent le format DNG en tant que format d’enregistrement. Toutefois, il ne faut pas se voiler la face : les plus influents parmi les fabricants (Canon, Nikon, Olympus et Sony) ne se sont pas encore prononcé sur le choix du format DNG pour leurs appareils photo. Ayant lourdement investi dans le développement de leurs propres formats RAW et peu soucieux de divulguer leur «petits secrets» parfois essentiels pour optimiser la qualité des capteurs, ils continuent à introduire un format “fermé” pour chaque nouvel appareil…

Le Ricoh GR-D II enregistre ses fichiers bruts directement au format DNG

Côté logiciels, le format DNG s’impose plus rapidement. Voici une liste, hélas non-exhaustive : ACDSee, Aperture, Autopano Pro, Capture One 4.1, Cumulus, DCRAW, Extensis Portfolio, Fotostation Pro, F-Spot, GraphicConverter, Gimp (via plugin UFRaw et DCRAW), iView Media Pro /Expression Media, IMatch, iPhoto, LightZone, SilverFast DC VLT et DCPro, Raw Developer, Rawstudio, RawTherapee, Raw PhotoDesk, SilkyPix, StudioLine Photo, UFRaw et VueScan sont capables de lire ce format, ACDSee, Capture One 4.1, DxO Optics Pro, iView Media Pro /Expression Media, PhotoMechanic, VueScan le proposent même en tant que format d’enregistrement.

Utilisation avec un téléconvertisseur TC-14E

Ce n’est pas mal non plus. Le TC14b multiplie la distance focale par 1,4 et transforme le caillou en un 560mm ouvert à f/4,5 qui conserve bien évidemment la distance minimale de mise au point.

Nikon D3, 1/1500e de sec. f/8 ISO800

Agrandissement à 100% de l’image précédente

Aucun problème d’utilisation sur un D3, donc. Le convertisseur TC14b a été spécialement conçu pour être utilisé avec des téléobjectifs (le groupe optique saillant en empêche de toute façon le montage sur la plupart des autres optiques) et ne fait perdre qu’une seule valeur de diaphragme.

Nikon D3, 1/3000e de sec. f/5,6 ISO800

Agrandissement à 100% de l’image précédente

Pas donné non plus à l‘époque, il constituait toutefois un excellent investissement au regard de sa qualité de rendu sans compromission.

Installer DCRAW

Alors que Dave Coffin ne fournit que le code source de son application, vous trouverez sur les pages de Francisco J.Montilla des versions compilées pour Windows et Mac OS X, Benjamin Lebsanft en fournit d’autres, qui sont optimisées pour plusieurs types de processeurs (Pentium, Athlon et AMD 64 bits). Notez que l’application est intégrée d’office à la plupart des distributions Linux. Puisque DCRAW possède déjà une certaine complexité, nous nous sommes évertuée à vous le présenter sous Windows XP, en occurrence la version 8.86 compilée par Francisco J.Montilla.

L’installation de DCRAW est on ne peut plus simple : copiez le fichier « dcraw.exe » dans le répertoire c:Windows pour qu’il soit accessible à partir de tous les dossiers à partir lesquels vous exécutez l’éditeur de ligne de commande.
Ouvrez ensuite l’éditeur de lignes de commande de Windows, via Démarrer>Exécuter et tapez « cmd ».

L’éditeur affiche ensuite une fenêtre à fond noir. Tapez “dcraw” pour qu’elle affiche à son tour les options disponibles.

Voici les options les plus importantes pour développer ses fichiers RAW :

-v permet d’afficher des informations au fur et à mesure du processus de développement (à choisir par défaut).
-e permet d’extraire la vignette au format JPEG générée automatiquement par votre appareil photo numérique lors de la prise de vue.
-w utilise les informations pour la balance des blancs enregistrées par l’appareil. Notez que cette option ne fonctionne pas toujours comme prévue, nombre de fabricants dissimulent les informations relatives à la balance des blancs…
*-a*utilise la balance des blancs automatique de DCRAW.
-r m1, m2, m3 ou m4 offre plusieurs réglages préenregistrés pour la balance des blancs. L’option -r 1 1 1 1, quant à elle, n’applique aucune balance des blancs et si vous n’appliquez aucune des options -w, -a et -r, DCRAW simule une balance des blancs correspondant à la lumière du jour (D65).
-H [0-9]. L’option H, suivie des options supplémentaires de 0 à 9, permet de contrôler l‘écretage des hautes lumières. Alors que l’option “0” écrête les hautes lumières surexposées (c’est à dire elle les transforme en blanc pur) en appliquant une courbe de correction, l’option “H 1” n’effectue aucune modification, l’option “H 2” les remplace par du gris neutre et les options “H 3” à “H 9” tentent de restaurer la tonalité et les couleurs des zones surexposées en utilisant des algorithmes différents, les petites valeurs favorisent les blancs, les valeurs importantes les couleurs. Face à des hautes lumières écrêtées (que vous souhaitez restaurer), l’option “H 5” représente un bon compromis.
-k n1 and -S n2 permet de choisir le seuil pour l‘écrêtage des tons foncés (point noir) ainsi que la saturation globale. De manière générale, vous pouvez faire confiance à DCRAW pour le calcul du point noir approprié, mais il peut être intéressant, avec certains appareils photo, de modifier la saturation par défaut.
-D permet de convertir le fichier brut sans lui appliquer la moindre correction (dématriçage ou correction de la tonalité). Cette option vous permettra d’analyser la qualité intrinsèque de votre appareil. L’image résultante est monochrome, sombre et on peut y distinguer le quadrillage de la matrice Bayer !
-o [0-5] offre le choix entre quatre espaces de couleur. L’option « o 0 » n’applique aucune gestion des couleurs, les options « o 1 » (sRVB), « o 2 » (Adobe RVB), « o 3 » (Wide Gamut RVB) « o 4 » (ProPhoto RVB) et « o 5 » (Espace XYZ) effectuent une conversion des données entre le profil natif de l’appareil et l’espace de travail correspondant. Sélectionnez l’option « -o 0 » pour ne pas modifier les pixels de votre fichier RAW.
-q [0-3] choisit l’algorithme de dématriçage. Plus l’algorithme utilisé est complexe, plus la qualité de conversion est élevée et la conversion lente. Vous pouvez choisir parmi les algorithmes Bilinéaire (q 0), VNG (q 1), PPG (q 2) et AHD (q 3), les algorithmes PPG et AHD procurent les meilleurs résultats et l’algorithme Bilinéaire est le plus rapide. Selon l’auteur de DCRAW, le logiciel choisit automatiquement l’algorithme approprié pour votre appareil. Alors que l’algorithme AHD semble produire les meilleurs résultats avec la plupart des appareils, l’option 2 est recommandée pour les appareils Fuji à capteur Super CCD.
-4 produit un fichier linéaire au format TIFF 16 bits au lieu d’un fichier TIFF 8 bits à gamma corrigé.
-T, quant à lui, privilégie le format TIFF au lieu du format PPM.

Pour mes propres fichiers, issus de différents appareils Canon, j’utilise par exemple les options suivantes :

C:windows dcraw –v –w – H 1 – o 4 -4 – q 3 – T,

c’est à dire je développe mes fichiers RAW (.crw, .TIF et .cr2) en affichant les informations (-v) et en appliquant à la fois la balance des blancs de l’appareil, aucune modification pour l’écrêtage des hautes lumières, le mode de dématriçage HAD et l’espace de travail ProPhoto RVB. Le fichier résultant est enregistré dans un fichier linéaire (à gamma 1.0), au format TIFF 16 bits/couche.

DCRAW en action…

Après la prise de vue, le transfert des photos de l’appareil (qui se trouvent soit dans la mémoire interne, soit sur une carte de stockage) à l’ordinateur est l‘étape préliminaire à tout traitement d’image. Si les deux principaux systèmes d’exploitation, Mac OS X et Windows et leurs logiciels n’ont aucun mal à afficher, puis à transférer les photos de la carte mémoire à l’ordinateur, le pingouin n’est pas en reste : Sous Linux, le transfert peut se faire de deux manières.

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Chut, pas de bruit…

Les résultats montrent des fichiers très propres, et surtout sans bruit numérique dans les ombres (toutes les images présentées ici sont prises à 800 ISO). La dynamique maximale enregistrable accuse ici ses limites mais le travail sous Capture NX et sur Photoshop permet vraiment de récupérer beaucoup de données potentiellement présentes dans les basses lumières.

Ci-dessous, l’image brute est retravaillée afin de déboucher les parties sombres de l’image.
Même si ici une légère granulation apparaît, les informations récupérées sont, dans la limite du crédible et du raisonnable, tout à fait exploitables.

14-24 @ 14 – 1/60 s – f/2,8 – ISO 800

À titre de comparaison, il y a beaucoup plus de bruit numérique sur des images issues du D200 à 200 ISO que sur le D3 à1600 ISO et à temps de pose égal.

D’une manière générale, le grain d’image des fichiers RAW me rappelle furieusement ce que l’on obtenait à la sortie d’un scanner rotatif de photogravure : une image plutôt douce, voire même molle, mais terriblement exploitable car exempte d’artefacts et qui ne demande qu‘à être accentuée et savamment dosée en fonction de la taille et de l’utilisation que l’on lui destine.

14-24 @ 24 – 1/60 s – f/2,8 – ISO 800