Histogrammes d'appareil photo : tons et contraste

Comprendre les histogrammes d'image est sans doute le concept le plus important à maîtriser lorsqu'on travaille avec des fichiers issus d'un appareil photo numérique. Un histogramme vous indique si votre image est correctement exposée, si l'éclairage est dur ou plat, et quels ajustements seront les plus efficaces. Il améliore non seulement vos compétences en post-traitement, mais aussi votre pratique de photographe.

Chaque pixel d'une image possède une couleur résultant d'une combinaison des trois couleurs primaires : rouge, vert et bleu (RVB). Chacune de ces couleurs peut avoir une valeur de luminosité allant de 0 à 255 pour une image numérique sur 8 bits par canal. Un histogramme RVB résulte du balayage par l'ordinateur de chacune de ces valeurs de luminosité RVB et du comptage du nombre de pixels à chaque niveau, de 0 à 255. D'autres types d'histogrammes existent, mais tous partagent la même structure de base que l'exemple ci-dessous.

Les tons

La région où se concentrent la plupart des valeurs de luminosité est appelée « étendue tonale » (tonal range). Cette étendue peut varier radicalement d'une image à l'autre, aussi développer une intuition pour comprendre comment les nombres correspondent aux valeurs de luminosité réelles est souvent crucial — avant comme après la prise de vue. Il n'existe pas d'« histogramme idéal » que toutes les images devraient imiter ; les histogrammes doivent simplement refléter l'étendue tonale de la scène et ce que le photographe souhaite transmettre.

L'image ci-dessus présente une étendue tonale très large, avec des repères indiquant où les zones de la scène correspondent aux niveaux de luminosité sur l'histogramme. Cette scène côtière contient très peu de tons moyens, mais d'abondantes zones d'ombres (en bas à gauche) et de hautes lumières (en haut à droite). Cela se traduit par un histogramme avec un fort nombre de pixels sur les bords gauche et droit.

L'éclairage n'est pas toujours aussi extrême. Un éclairage ordinaire et uniforme, combiné à un sujet correctement exposé, produit généralement un histogramme culminant au centre, s'amenuisant progressivement vers les ombres et les hautes lumières. À l'exception du soleil direct se reflétant sur le toit du bâtiment et certaines fenêtres, la scène du bateau à droite est assez uniformément éclairée. La plupart des appareils n'auront aucun mal à reproduire automatiquement une image dont l'histogramme ressemble à l'exemple du bateau.

Images high-key et low-key

Bien que la plupart des appareils produisent des histogrammes centrés sur les tons moyens en mode d'exposition automatique, la distribution des pics dans un histogramme dépend aussi de l'étendue tonale du sujet. Les images où la plupart des tons se situent dans les ombres sont dites « low-key », tandis que les images « high-key » concentrent leurs tons dans les hautes lumières.

Avant la prise de vue, il est utile d'évaluer si votre sujet relève du high-key ou du low-key. Comme les appareils mesurent la lumière réfléchie et non incidente, ils ne peuvent évaluer la luminosité absolue de leur sujet. De nombreux appareils intègrent donc des algorithmes sophistiqués tentant de contourner cette limitation pour estimer la luminosité idéale de l'image. Ces estimations placent fréquemment la luminosité moyenne dans les tons moyens. C'est généralement acceptable, mais les scènes high-key et low-key requièrent souvent un ajustement manuel de l'exposition par rapport à ce que l'appareil ferait automatiquement. Une bonne règle : vous devrez ajuster manuellement l'exposition chaque fois que vous souhaitez que la luminosité moyenne de votre image apparaisse plus claire ou plus sombre que les tons moyens.

Le jeu d'images suivant montre ce qui aurait résulté de l'exposition automatique de mon appareil. Notez comment le comptage moyen des pixels est ramené vers les tons moyens.

La plupart des appareils numériques gèrent mieux les scènes low-key car ils empêchent toute zone de devenir si claire qu'elle vire au blanc pur, quel que soit l'assombrissement du reste de l'image. Les scènes high-key, en revanche, produisent souvent des images significativement sous-exposées. Heureusement, la sous-exposition est généralement plus pardonnable que la surexposition (bien qu'elle dégrade le rapport signal/bruit). On ne peut jamais récupérer de détails quand une zone devient si surexposée qu'elle vire au blanc pur. Dans ce cas, on dit que les hautes lumières sont « coupées » (clipped) ou « brûlées » (blown).

L'histogramme est un bon outil pour détecter l'écrêtage (clipping) car on voit immédiatement quand les hautes lumières sont poussées au bord du graphique. Un certain écrêtage est généralement acceptable dans des zones comme les reflets spéculaires sur l'eau ou le métal, quand le soleil est dans le cadre, ou en présence d'autres sources lumineuses intenses. En définitive, la quantité d'écrêtage acceptable dépend du photographe et de ce qu'il souhaite transmettre.

Le contraste

Un histogramme peut également décrire la quantité de contraste. Le contraste mesure la différence de luminosité entre zones claires et sombres d'une scène. Les histogrammes larges reflètent une scène à fort contraste, tandis que les histogrammes étroits indiquent moins de contraste et peuvent paraître plats ou ternes. Cela peut résulter de toute combinaison de sujet et de conditions d'éclairage. Les photos prises dans le brouillard auront un faible contraste, tandis que celles sous un fort soleil en auront un élevé.

Le contraste peut avoir un impact visuel significatif en soulignant la texture, comme le montre l'image ci-dessus. L'eau à fort contraste possède des ombres plus profondes et des hautes lumières plus marquées, créant une texture qui « saute » aux yeux.

Le contraste peut aussi varier selon les zones d'une même image, en raison du sujet et de l'éclairage. On peut partitionner l'image précédente du bateau en trois régions distinctes — chacune avec son propre histogramme.

La région supérieure contient le plus de contraste car l'image y est formée par une lumière qui ne se reflète pas d'abord sur la surface de l'eau. Cela produit des ombres plus profondes sous le bateau et ses rebords, et des hautes lumières plus fortes sur les surfaces orientées vers le haut et directement exposées. Les régions médiane et inférieure proviennent entièrement de lumière diffuse réfléchie et ont donc un contraste plus faible ; similaire à une photo dans le brouillard. La région inférieure a plus de contraste que la médiane — malgré le ciel bleu lisse et monotone — car elle combine ombre et soleil plus intense. Les conditions de la région inférieure créent des hautes lumières plus marquées, mais elle manque toujours des ombres profondes de la région supérieure. La somme des histogrammes des trois régions crée l'histogramme global vu précédemment.

Pour plus d'informations sur les histogrammes, consultez la partie 2 de ce tutoriel :
« Comprendre les histogrammes d'appareil photo : Luminosité & Couleur »