Bonjours à tous ! Nous allons voir aujourd’hui dans cet article les bases du bruit dans vos images, pourquoi apparait-il et quel est son lien avec les ISO.
Vous apprendrez également comment shooter en S-Log 2 ou 3 sans avoir trop de bruit en sortie et quels logiciels utiliser si on veut supprimer du bruit en post prod.
Donc sans plus tarder, entrons dans le vif du sujet !
(Pour ceux qui n’ont pas lu les articles sur l’exposition et le triangle de luminosité, je vous conseille d’aller y faire un tour.)
Partie 1 : Pourquoi ne pas avoir peur d’augmenter les ISO ?
Avant-propos :
Cette partie reprend des passages d’une vidéo de Simon d’Entremont qui parle du bruit. Je vous mets le lien juste ici pour ceux qui veulent aller plus loin :
Pour ceux qui ne parlent pas bien anglais et qui voudraient avoir un résumé, lisez la suite 😊
En tant que photographe, on nous a répété encore et encore de shooter avec les ISO les plus faibles pour avoir la meilleure qualité possible, si on ne veut pas de bruit dans notre image.
Donc beaucoup de vidéastes et de photographes ont une peur bleue de monter au-delà de 100 ISO même quand la lumière n’est pas assez puissante.
A savoir que le diaph et l’obturateur font rentrer une quantité de lumière physique sur notre capteur. Les ISO, quant à eux, permettent de « créer » de la lumière numériquement.
Retenez bien ceci :
Le bruit est créé lorsque la photo est trop sombre en premier lieu.
Les ISO révèlent que l’image était bruitée de base mais ne crée pas le bruit.
Le bruit était là avant que les ISO soit augmentés comme le montre l’image de droite ré-exposée en post prod.
Ce qui crée le bruit, c’est le manque de lumière, pas les ISO.
Pour des photos d’objets inanimés comme une tasse, un bâtiment, un stylo… Rien ne nous empêche d’augmenter le temps d’exposition et de garder les ISO bas, mais quand votre sujet bouge, c’est autre chose.
Pour un sujet en mouvement, il faut augmenter la vitesse d’obturation afin de figer l’action et d’éviter tout flou de mouvement. Pour ça, vous serez sûrement obligé d’augmenter vos ISO si vous ne voulez pas être complètement sous-exposés.
N’ayez pas peur d’augmenter les ISO quand il le faut, parfois, il vaut mieux les augmenter qu’avoir une image floue ou pas d’image du tout.
N’essayez pas de shooter une image sous-exposée pour rester à 100 iso en vue d’augmenter la luminosité après ! Vous aurez beaucoup trop de bruit !
Rassurez-vous, si vous augmentez un peu les ISO au moment du shooting, on ne verra pas toujours le bruit, surtout avec un logiciel qui le supprime ! Il vaut mieux avoir quelques légers détails altérés que pas de photo du tout !
En règle générale, on observe du bruit en zoomant dans l’image, donc après avoir passé votre photo dans un logiciel de retouche et à l’impression papier, vous avez peu de chance d’avoir beaucoup de bruit.
Partie 2 : Mais alors, les ISO, qu’est-ce que c’est ? :
NB :
Les normes de sensibilité ISO sont établies par la société ISO (L’Organisation internationale de normalisation) afin que tout le monde « parle la même langue ». À savoir que cette société n’est pas dédiée qu’à la vidéo, mais elle agit dans des domaines aussi variés que le management environnemental et de l’énergie, les normes sur la santé et la sécurité de l’information et j’en passe.
En soi, les valeurs de diaph et d’obturation sont les seuls à pouvoir régler la quantité de lumière physique reçue par l’appareil. Les ISO augmentent la façon dont est perçue cette quantité de lumière.
Quand vous augmentez le son de votre télé, si le signal de base est de mauvaise qualité, le son augmenté va saturer et risque d’être encore pire.
C’est la même chose qui se passe avec des rayons lumineux. À des hautes valeurs, notre appareil numérique va créer du bruit (à ne pas confondre avec le grain).
D’ailleurs, dans cette image tirée d’une vidéo sur la sensibilité ISO, vous pouvez voir que pousser les ISO, au lieu d’augmenter le temps de pose, revient à révéler beaucoup de bruit (parce qu’il n’y a pas de lumière de base !)
Dans le livre « les secrets de l’image vidéo », page 283, par Philipe Bellaïche il y a le passage suivant :
« La sensibilité d’un capteur photosensible CCD ou CMOS est une donnée fixe, invariable, que l’on ne peut modifier que de manière totalement artificielle en amplifiant le signal à la sortie du capteur – une opération qui n’est acceptable que jusqu’à ce que le bruit qu’elle fait apparaitre sur la texture de l’image devienne gênant. »
Vous l’aurez compris, quand on dit qu’en passant de 200 à 400 iso on change la sensibilité du capteur c’est faux. On parle de sensibilité par abus de langage, mais la sensibilité du capteur ne change pas vraiment. C’est le signal en sortie qui a changé.
« La signification des ISOs est souvent mal comprise. Des ISO plus élevés n’augmentent pas la sensibilité du capteur. Le capteur du X-T2 par exemple est calibré pour être nativement basé sur ISO 200. Quel que soit l’iso que vous choisirez ensuite, le capteur prendra toujours des photos à ISO 200. » – les guides fujifilm
SOUS PARTIE 1 : Différence entre Iso natif et Iso étendu :
« Les ISO natifs c’est la plage ISO dans laquelle l’appareil photo est optimisé pour faire une amplification correcte du signal, le tout à l’intérieur de son mécanisme. »
Vous pouvez voir, par exemple sur ce diaph, que le Canon EOS 1 D Mark III a une sensibilité native de 100 ISO qui s’étend un peu. On peut donc constater que cet appareil aura moins de bruit à 200 ISO qu’à 150, mais également moins de bruit à 400 ISO qu’à 300.
Vous l’aurez compris, connaitre la sensibilité native de sa caméra permet parfois d’obtenir de meilleurs résultats en choisissant l’ISO le plus adapté et pas forcément le plus faible.
Si vous travaillez de chez vous pour des photos de produits corporate par exemple, dans un studio où vous pouvez contrôler la lumière, c’est évidemment plus intéressant de shooter aux ISO natifs.
Mais lorsqu’on fait de la street photo ou de la photo animalière, on n’a pas toujours le choix et s’arrêter aux ISO natifs n’est pas vraiment la bonne solution (comme on l’a dit dans la première partie).
Alors les ISO étendus, qu’est-ce que c’est ? Ce sont des ISO logiciel.
Si on prend une photo avec un ISO étendu haut de 25 600 par exemple, l’appareil prendra la photo avec un ISO de 12 800 et ajoutera 2 stops de luminosité, comme si je le faisais sur Lightroom, « en sacrifiant 2 stops de dynamique. »
Mais si vous voulez aller plus loin, je vous conseille cette vidéo :
Il existe aussi des ISO invariants pour ceux qui sont curieux, allez voir cette page.
SOUS PARTIE 2 : répartition de la plage dynamique en fonction des ISO :
- La répartition de la plage dynamique de votre capteur n’est pas égale en fonction de l’ISO que vous choisissez.
- Definition :
« La portée entre la zone la plus lumineuse et la zone la plus sombre d’un sujet est appelée «plage dynamique», «gamme dynamique» ou simplement «dynamique». Celle-ci s’étend sur 23 diaphragmes au maximum, de l’obscurité de la nuit au plein soleil de midi. L’œil humain peut saisir environ 20 de ces valeurs de diaphragme. »
Plus l’écart entre les tons sombres et les tons clairs de votre image est grand, plus votre plage dynamique l’est aussi.
En d’autres termes, selon vos ISO choisis, vous pouvez avoir plus ou moins d’infos dans les tons clairs et les tons sombres.
Si on veut préserver les basses lumières, il faut éviter de monter les ISO, et de la même manière, en extérieur plein jour, ne descendez pas trop les ISO pour préserver les hautes lumières.
Prenons comme exemple une caméra virtuelle avec 14 diaph de dynamic range (plage dynamique en français) et un ISO natif de 800 :
– À 800 ISO, il a 7diaph dans les tons clairs et 7 dans les tons sombres
– À 1600, il aurait par exemple 8 diaph dans les tons clairs et 6 dans les tons sombres
– À 6400 ISO, il aurait 10 de diaph dans les hautes lumières et 4 dans les basses
A 6400 on va conserver plus d’infos sur les hautes lumières, ciel, les reflets …
De la même manière à 200 ISO – 400 iso etc. on a plus d’informations dans les basses lumières, les ombres, les vêtements noirs …
Ces diaph vous montre d’autres exemples du même procédé chez Sony :
Chez Arri :
Black magic :
Seul Canon est un peu différent, mais toutes les autres cam marchent comme ça.
Donc essayez de rester à l’ISO natif de la caméra pour garder des infos un peu partout et de jouer avec les filtres ND le cas échéant.
Ces infos plus haut sont tirées de la vidéo de Puzzle Vidéo vers 8 min.
Et pour ceux qui veulent aller plus loin je vous conseille cette vidéo-là :
Plus les ISO augmentent, plus la plage dynamique baisse, en général, comme le montre ce diaph :
Mais la plage dynamique n’est pas forcément le paramètre le plus important de votre photo ! Il faut d’abord avoir quelque chose à raconter, un sujet clair et une « histoire » qui se détache de votre cliché. Si vous shootez ailleurs qu’en studio, vous serez parfois obligé de faire des compromis et c’est pas grave. Vous pouvez assumer pleinement un fond surexposé ou sous-exposé si ça fait partie de votre image et que le rendu est intéressant. Vous n’êtes pas obligé d’avoir toujours la meilleure plage dynamique sur chacune de vos photos.
Partie 3 : Le bruit, qu’est-ce que c’est vraiment ? Ce qu’il faut retenir :
Avant-propos :
Comme pour la première partie, ce passage reprend et résume des idées de Simon d’Entremont. Je vous mets le liens de la vidéo pour ceux qui veulent regarder les exemples en détails. Mais la suite de l’article développe plusieurs de ses idées et rajoute d’autres infos donc n’hésitez pas à continuer !
Alors, qu’est-ce que le bruit et comment le mesurer ?
Le bruit est un signal parasite existant dans tout système électronique qu’on peut donc analyser sous le rapport Signal/bruit (RSB ou SNR en anglais, Signal to Noise Ratio). Ce rapport-là nous donnera donc une indication sur la qualité de transmission d’une information.
En d’autres termes, il faut que le signal (lumineux) soit fort et que le bruit (signal parasite) soit faible pour une meilleure qualité d’image. Pour avoir un signal lumineux fort vous devez ouvrir votre diaph, augmenter le temps de pose, avoir un capteur plein format (qui captera plus de lumière qu’un micro 4/3)… NB : le type de technologie utilisé sur le capteur joue aussi son rôle, il n’y a pas que la taille !
Quand on augmente les ISO et qu’on voit du bruit apparaitre, on a tendance à penser que c’est la montée des ISO qui crée le bruit. Mais ce n’est pas le cas ! Les ISO ne font que révéler le bruit. Puisque le bruit vient à la base d’un manque de lumière (d’un signal lumineux faible).
« Sachez que la sensibilité d’un capteur ne varie pas réellement ; en montant en ISO, on amplifie le signal total (signal utile + bruit) afin de rendre l’image plus claire, mais on ne récupère pas plus de lumière. »
« Comme vous le voyez, il y a différentes sources de bruit en amont et en aval de l’amplification (ISO) et c’est là le secret de cette réduction de bruit. En effet, en montant en ISO on amplifie le signal et le bruit situé en amont de l’amplification, mais on ne touche pas au bruit généré après ce point ; ainsi, le bruit électronique en aval est noyé par notre signal fortement amplifié ! En somme, l’amplification (la montée en ISO) n’enlève pas tout le bruit de vos photos, mais élimine/noie une partie du bruit.
Note technique : pour être précis le fait de monter en ISO réduit la présence du bruit de lecture. »
Le schéma ci-dessous (qui apparait à 15min de la vidéo) résume toutes les étapes d’une prise de vue. Mais retenez bien qu’à chaque étape, il y’a possibilité d’avoir altération… On n’enregistre jamais de valeur exacte, mais des approximations.
Retenez bien ceci :
Le bruit apparait parce qu’il n’y a pas assez de lumière de base. Le bruit est là avant que les ISO soit augmentés, les ISO révèlent le bruit mais ne le créent pas (au risque de me répéter mais on dit que « la base de l’éducation, c’est la répétition »)
« Un capteur est constitué de photosites qui sont des cellules photoélectriques qui transforment une intensité lumineuse en signal électrique.
Le nombre de photosites sur un capteur constitue ce que l’on appelle la définition du capteur. Cette définition est souvent donnée en millions de pixels.
On utilise également une grille de Bayer pour gérer la couleur : cette grille recouvre en effet les photosites, ce qui permet d’associer chaque photosite à l’une des 3 couleurs élémentaires selon un filtre (Rouge, Vert, Bleu).»
Pour imager la suite, Simon d’Entremont donne la métaphore suivante :
Chaque verre sur l’image ci-dessous représente un photosite sur notre capteur (qui captera un nombre de photon). Si je mets ces quatre verres sur le rebord de ma fenêtre pendant 1 seconde alors qu’il pleut, peut être qu’un verre va récupérer 9 gouttes, l’autre 11, l’autre 7 et le dernier 13 gouttes. Les contenants ne seront pas homogènes :
Et les photons se comportent de la même manière avec le capteur.
Si vous augmentez ensuite les ISO, chaque photosite affichera une nuance de couleurs différentes comme dans l’exemple ci-dessous :
Quand on prend une image en photo, on s’attend en général à un résultat uniforme :
Alors qu’en réalité l’image est plutôt constituée de différentes nuances saisis par différents photosites :
Pour réduire le bruit, vous devez laisser les verres plus longtemps sous la pluie. Exposez votre capteur à plus de lumière avec un obturateur plus long, un diaph plus ouvert ou en ajoutant des projecteurs.
En laissant les photosites exposés plus longtemps à des lumières, les variations qui sépareront chacun d’entre eux seront amoindris comme le montre l’image ci-dessous :
L’électronique n’est pas parfaite, et si on pouvait choisir le nombre de photons à envoyer sur chaque photosite, on aurait quand même des différences. On peut convertir 500 photos en signal digital et avoir en sortie 498 photons, 513, 511 ou autre.
Quand on augmente les ISO on révèle ces incohérences.
Il vaut mieux augmenter le signal (le gain, les ISO) pour améliorer le rapport signal bruit avant de l’envoyer dans l’électronique de la caméra plutôt que de le faire à la retouche photos. Vous aurez de bien meilleures images comme dans l’exemple ci-dessous :
Pour reprendre la métaphore des verres :
Si on les laisse trop longtemps sous la pluie, ils finiront par être pleins (évidemment). Les photosites de nos capteurs fonctionnent de la même façon. Chacun d’eux a une limite du nombre de photons qu’ils peuvent capter avant d’être pleins. C’est ce qu’on appelle en anglais the full well depth.
Définition :
The well depth of a pixel is the maximum amount of charge that can be held before saturating. When the charge in a pixel exceeds the saturation limit (or well depth), the charge will overflow into adjacent pixels, this is known as ‘blooming’.
Traduction:
La profondeur du puits d’un pixel est la quantité maximale de charge qui peut être retenue avant de saturer. Lorsque la charge dans un pixel dépasse la limite de saturation (ou la profondeur du puits), la charge débordera dans les pixels adjacents, c’est ce qu’on appelle « blooming ».
“La profondeur du puits ou la capacité du compartiment. Un compartiment peut avoir une capacité de 60 000 photons. Si plus de 60 000 photons sont collectés par le compartiment, la quantité excédentaire déborde. Parfois, ils débordent et sont perdus, mais ils peuvent également déborder dans des compartiments adjacents et entraîner une condition appelée flare.”
SOUS PARTIE : petits détails en plus :
« Le bruit sur une image comprend un bruit de luminance (niveaux de gris), donnant un aspect granuleux à l’image, et un bruit de chrominance (couleur), formé par des artefacts colorés dans l’image ». – adobe
NB :
Sachez également que le bruit peut être créé par la chaleur qui peut tromper le capteur et lui faire croire que c’est de la lumière. Mais rassurez-vous, il faut vraiment une très longue exposition pour que ça devienne un problème.
Ce paramètre peut être pris en compte quand on fait de l’astrophotographie par exemple ou en faisant de gros time lapse avec des expositions longues, autrement, vous n’avez pas à vous en soucier.
Partie 4 : comprendre la compensation d’exposition :
Maintenant qu’on a compris ce que sont les ISO et le bruit, nous allons voir comment la caméra traite les blancs et les noirs. Important à savoir quand on veut gérer son exposition pour avoir le résultat souhaité sans avoir du bruit nuisible à votre image.
Quand on regarde une scène, notre « posemètre » mesure la quantité de lumière reflétée :
Lorsque le compteur est à zéro, l’appareil nous indique que la scène est bien exposée. Mais qu’est-ce que ça veut dire « bien exposé » pour une caméra ?
L’exposition que la caméra essaye d’obtenir est le gris médian – un gris qui reflète 18 pour cent de la lumière :
Si l’exposition est trop brillante la cam va essayer de l’assombrir jusqu’au gris médian et inversement si c’est trop sombre.
A 2 min 43, Simon prend en photo ces deux éléments en mode priorité ouverture :
Pourtant, les deux photos ressortent grises :
Avec une capture d’écran plus zoomée ça donne ça :
Cet exemple vous montre qu’il est parfois plus intelligent d’être en manuel lorsqu’on veut qu’une photo soit volontairement brillante ou alors plus sombre. Quand vous prenez une photo à la montagne, vous ne voulez pas que la neige soit grise, mais qu’elle reste blanche !
Donc pour palier à ça, on utilise la compensation d’exposition :
De même que pour les deux premières parties, voici la vidéo de Simon d’Entremont qui parle de ça :
Partie 5 : Shooter en S-Log 2 ou 3, exposez mieux votre image !
Pour ceux comme moi qui shootent en S-Log 2 ou 3, vous avez du remarquer que vous avez en général plus de bruit que sur un rush « normal ».
En règle générale, pour supprimer ce bruit vous devez un peu surexposer votre image :
Le chiffre entouré en rouge devrait être à +1,7 ou +2 et signifie que votre image est un peu « trop » claire pour l’appareil mais c’est pas grave !
Surexposer légèrement votre image vous permettra de réduire considérablement le bruit induit par un tournage en Log.
NB : Filmer en 4K semble réduire le bruit car plus petit…
Partie 6 : Réduire le bruit avec certains logiciels en post production :
Si malgré tout vous avez encore du bruit dans votre image vous aurez sûrement besoin d’un logiciel qui le supprime.
Je vous conseille de regarder cette vidéo qui compare différents logiciels entre eux :
Selon moi, l’un des meilleurs est NEAT video :
Ce logiciel est malheureusement payant (mais vous pouvez ensuite le garder à vie après un seul achat) et c’est le seul qui permette de garder un maximum de détails dans votre image.
J’ai essayé de chercher plusieurs alternatives gratuites qui seraient du niveau de NEAT vidéo, mais je n’ai rien trouvé… (Donc si vous avez un tips à me donner dans les commentaires n’hésitez pas 😊)
Certains proposent des solutions pour enlever du bruit sur Premiere pro ou Da Vinci resolve, mais je trouve que les résultats ne sont vraiment pas satisfaisants. Même si Da Vinci Resolve marche un peu mieux que Premiere pro sauf si le plan est en mouvement.
Simon d’Entremont utilise Topaz Denoise AI pour ses photos :
C’est tout pour aujourd’hui. Cet article m’a pris beaucoup de temps car il est assez complet et j’espère qu’il vous aidera à mieux comprendre tous ces paramètres-là.
Si vous avez des questions, n’hésitez pas à me les poser en commentaire ou simplement un petit mot sympas pour m’aider dans mon référencement.
En attendant, prenez soin de vous et à la prochaine pour plus de contenu !
Ping : Savoir bien exposer un plan, deux astuces essentielles - Neel Naja Production