Fév 12 2010

Le mode HDR automatique des Sony Alpha 450, 500 et 550

HDR_A550
Face à une scène à la dynamique importante, les sonystes qui shootent en jpeg n'avaient jusqu'alors qu'une possibilité : l'utilisation du DRO, procédé logiciel qui relève les ombres dans les zones de basse lumière.
Les boîtiers Sony Alpha 450, 500 et 550 embarquent un autre système susceptible de pallier les limitations intrinsèques des capteurs : un mode HDR automatique.

La problématique du HDR (High Dynamic Range) est en effet la même que celle du DRO : rendre visible l’ensemble des tonalités d’une scène dont la dynamique excède les capacités du capteur. La technique utilisée est très différente, et si l'on trouve des systèmes de « Lighting » du type DRO sur beaucoup de boîtiers, le HDR n’est également proposé que par Pentax sur les K7 et K-x, avec une modalité de fonctionnement très différente de celle des boîtiers  Alpha.
La technique HDR en elle-même n'est pas une nouveauté, et elle est même de plus en plus prisée par les photographes grâce à l'efficacité de logiciels comme Photomatix, que nous avions présenté à deux reprise sur Alphanum.

Je vous propose une petite revue de détail du fonctionnement de ce HDR automatique, tel qu'il a été mis en oeuvre sur les Alpha 450, 500 et 550.


Les principes du HDR

Le HDR combine plusieurs photos de la même scène prises avec des expositions décalées. Il réalise alors une extension de la dynamique en faisant bénéficier chaque pixel d’une gamme de tonalités étendue, puis un « tone maping » ramène l’image au niveau de codage d’origine (8 bits pour le jpeg par exemple) grâce à des algorithmes qui rendront visibles le plus de détails possible.

L’image HDR proprement dite, issue de la combinaison de plusieurs images à dynamique réduite, possède donc une grande étendue dynamique, en pratique impossible à afficher sur un écran ou à imprimer sur papier. La phase finale dite de « tone maping » va consister à comprimer la dynamique de l’image HDR, en choisissant pour chaque pixel une tonalité et une couleur qui lui permet d’être visible (alors qu’il était peut-être totalement noir ou blanc sur l’une des images à expositions décalées). La difficulté de cette opération de compression de la dynamique est de conserver un minimum de réalisme au rendu final : si en création graphique la liberté est totale, la crédibilité reste un élément important dans le domaine purement photographique.
S'il existe plusieurs logiciels performants qui permettent de réaliser des images HDR, cet exercice demande du temps et de la maîtrise, et ne peut être fait qu’a posteriori sur son ordinateur. Le grand intérêt des modes HDR automatiques embarqués sur les boîtiers reflex est de produire directement l’image à dynamique étendue, sans nécessité de réaliser un post-traitement.


Le mode HDR Sony

Afin de rendre son mode HDR opératoire et pleinement utilisable, Sony a réduit à deux le nombre de photos à expositions décalées. Les deux clichés sont pris en rafale, séparés de 150ms. Ce délai très court permet de ne pas systématiquement utiliser un trépied et ouvre la possibilité de photographier en HDR certains sujets faiblement mobiles.
Le temps de traitement est remarquablement court puisque 2s suffisent pour produire l’image fusionnée (à comparer à la dizaine de secondes nécessaire avec le Pentax K7, qui utilise toutefois trois clichés et non deux). Le temps d’accès à la fonction est également court grâce à la touche d’accès direct D-RANGE. Le mode HDR et l’amplitude de la plage dynamique se sélectionnent de la même manière que pour le DRO.
Tous les modes d’exposition sont autorisés en HDR, et l’appareil n’en impose aucun, mais il est conseillé de choisir la mesure Multizones. Le mode autofocus choisi n’a aucun impact sur le résultat.

En HDR Auto, la cellule évalue l’exposition et le processeur détermine en fonction de la dynamique de la scène l’amplitude du décalage d’exposition qui donnera le résultat le plus satisfaisant. Ce mode Auto prend le plus souvent une option pertinente et libère le photographe d’un choix qui n’est pas toujours simple à faire. Si vous désirez forcer une valeur manuellement, il vous suffit de l’indiquer dans le menu D-RANGE à l’aide des flèches du pavé de commande. Vous pouvez choisir une étendue dynamique de 1 à 3 IL (EV en anglais) par paliers de 1/2 IL, ce qui permet d’être très précis quand on a une idée exacte du rendu que l’on veut obtenir. Plus la scène est contrastée, plus il sera intéressant d’utiliser une plage dynamique étendue. À l’inverse, utiliser une plage étendue pour une scène peu contrastée peut aboutir à un résultat artificiel. Les valeurs HDR élevées sont donc à utiliser avec modération.


Exemple de fonctionnement

INI.JPG

Notre photo exemple a été exposée pour préserver au maximum le ciel. Elle présente de ce fait, étant donnée la forte dynamique de la scène, un premier plan globalement sombre avec plusieurs zones d’ombre très dure ayant très peu de détails visibles.
Voici ce que l'Alpha 550 a produit pour chaque réglage HDR :

Cliquer sur les boutons pour changer l'image


On voit que les rendus pour 2,5 EV et surtout 3 EV sont un peu excessifs et présentent des couleurs commençant à manquer de réalisme. Les valeurs 1,5 EV et 2 EV semblent les plus correctes. Le mode Auto, qui n'est pas présenté ici, a fait un choix pertinent, proche de 2 EV.


Efficacité et limite du mode HDR

Le mode HDR a un avantage majeur sur le DRO : il ne procède pas à une augmentation logicielle de la luminosité dans certaines zones mais fusionne deux images prises avec des expositions décalées. Pour cette raison, il n’y a pas à craindre de montée du bruit numérique dans les zones sombres, ce qui est particulièrement précieux aux hautes sensibilités quand le bruit est déjà perceptible.
Son principal inconvénient est d’être difficilement utilisable sur des sujets mobiles. Malgré le faible délai entre les deux prises de vue, qui permet une utilisation à main levée, 150 ms suffisent à un sujet mobile pour ne pas être exactement au même endroit. Le HDR est donc à réserver aux paysages, aux photos d’architecture et tous sujets immobiles, dans des scènes à très forte dynamique où il pourra être plus efficace que le DRO (en particulier aux hautes sensibilités).
Défaut et qualité à la fois, le fait de ne prendre que deux clichés à expositions décalées accélère le processus mais le résultat est un peu moins riche que s’il y en avait eu trois.
Si les automatismes sont souvent à éviter pour conserver un contrôle maximal, le mode  Auto s’avère très pertinent, surtout si l'on choisit la mesure d’exposition Large.

Commentaires   

# gaston74 12-02-2010 22:23
Question à laquelle je n'ai pas encore trouvé de réponse : ce mode fonctionne-t-il en raw ?
# Patrick Moll 12-02-2010 22:36
La réponse est dans la première phrase de l'article, Gaston : le HDR ne concerne que les sonystes qui shootent en jpeg. Cela ne pourrait être autrement : le raw est un fichier brut et non pas une image.
Le DRO ne concerne pas non plus le raw, à ceci près qu'avec IDC, il est possible de simuler le même rendu étant donné qu'il ne s'agit que d'une bidouille logicielle.

Le HDR à partir de raw est possible, mais doit être produit par un logiciel comme Photomatix auquel l'utilisateur fournit 3 images ou plus avec expositions décalées (ce qui est simple à faire en mode bracketing d'exposition).
# PIRET Philippe 13-02-2010 12:43
Merci Patrick pour cet article.

Evidemment, pour la pratique, il n'intéresse que ceux qui enregistrent leurs images en Jpeg, ce qui n'est absolument pas mon cas.

Mais il a aussi le mérite de sensibiliser chacun aux questions relatives à la capacité des capteurs à enregistrer correctement des sujets à contraste élevé ou très élevé. Bien sûr, en Raw, on connaît la technique HDR(I) que vous évoquez mais qui conduit souvent à conférer aux images un aspect plutôt artificiel et, en somme, assez peu photographique.

Je me demande si la technique (plus ou moins bien montrée par CI dans son numéro de décembre) n'est pas aussi intéressante. Elle consiste à fusionner trois fichiers bitmap développés à des expositions différentes (par exemple, -2, 0 et +2 IL) mais à partir du même fichier Raw. Et là, pas de trépied, pas de bracketing, le tout étant de voir si les corrections d'expo dans le logiciel de conversion équivalent à celles opérées dès la prise de vues. On pourrait en avoir l'illusion.

Quand vous aurez un moment, merci de nous dire ce que vous en pensez. A+
# Patrick Moll 13-02-2010 16:06
Philippe, nous n'avons pas attendu le papier de CI pour utiliser cette méthode que nous avons déjà évoquée à deux reprises dans un article initial (www.alpha-numerique.fr/index.php?option=com_content&view=article&id=214:hdr-tutoriel&catid=57:hdr&Itemid=300) de Julien H-G et par moi-même lors de la sortie du plugin Photomatix (www.alpha-numerique.fr/index.php?option=com_content&view=article&id=251:Plugin-photomatix-pro-pour-lightroom&catid=10:lightroom&Itemid=8) pour Lightroom. J'ai également publié un article sur cette méthode dans le numéro 11 de Compétence Photo (pages 60-64).

Le pseudo-HDR est une méthode que j'utilise fréquemment pour donner du peps à certains paysage un peu plats, la difficulté étant de rester dans les limites du réalisme.
# PIRET Philippe 13-02-2010 16:36
Patrick,


Je suis sidéré par la rapidité, la précision et le caractère complet de votre réponse. Si, avec une telle documentation, je ne m'en sors pas, c'est que je ne la méritais pas.

Grand merci et A+.
# timmy 22-11-2011 11:12
Bonjour et merci pour ces explications.

Je m'intéresse au HDR , mais plutôt dans le but de faire des photos réaliste.

J'ai pour l'instant un alpha 300, le pb c'est que le bracketing est très faible 2/3 IL et ne suffit pas en HDR.J'e fais donc mes correction à la main mais par exemple pour un panoramique c'est très long.
Je pensais que le mode HDR sur ces appareils et au moment ou j'écris sur l'alpha 65 aussi par exemple, prenaient 3 photos avec une exposition décalées calculée automatiquement.(bracketing calculé par l'appareil en somme).
En fait ce n'est donc utilisable que sur le jpeg.
Dommage que sony n'ait pas mis un bracketing avec une possibilité de décalage plus grand sur ces boitiers amateurs.
# Patrick Moll 22-11-2011 22:16
En fait, le bracketing d'exosition n'est pas a priori destiné au HDR : il permet d'assurer une bonne exposition dans les scènes délicates, ou la balance des blancs lorsque le boîtier propose également le bracketing WB. Ces fonctions ont été pensées pour les utilisateurs de Jpeg, car ceux qui shootent en Raw fixent la balance des blancs au moment du développement, et ont une marge d'erreir de plus de 1 IL en dynamique.
Mais c'est clair qu'un mode +2/0/-2 sur les boîtiers amateurs aurait été le bienvenu... :confused:

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