En lisant ce qui suit, vous ne ferez pas de meilleures photos. Par contre, cela vous permettra de comprendre de mieux comprendre le bruit numérique et les ISO, afin de mieux appréhender vos futures prises de vues.
Qu’est-ce que le bruit numérique ?
Le bruit numérique est différent du bruit argentique. Le second est a conséquence de la taille des grains argentiques, tandis que la seconde est une réaction suite à l’amplification d’un signal lumineux. Cela se traduit simplement par la présence de « points » ou de « moutons » (on parlera souvent d’artefact) là où il ne devrait pas y en avoir. Par exemple, au lieu d’un ciel bleu uni, vous voyez sur ce ciel des points.
Pourquoi y a-t-il du bruit numérique ?
Il y a plusieurs raisons possibles :
- La taille du capteur. Plus le capteur est petit, plus il y aura de bruit (c’est la résultante de lois physiques). C’est la raison pour laquelle les appareils reflex produisent moins de bruit que les compacts, leur capteur étant plus grand.
- La qualité du capteur. Certains capteurs fabriquent du bruit tandis que d’autres, de tailles similaires, sont propres. Le capteur Samsung APS-C 14 mpx était, par exemple, connu pour produire du bruit, quelles que soient les conditions de lumière (en basse lumière, le phénomène s’amplifiait grandement).
- La qualité et la quantité de lumière. À quantité de lumière équivalente, une belle lumière produira moins de bruit qu’une mauvaise. Qu’est-ce qu’une belle lumière ? C’est celle qui permet d’effectuer des prises de vue de manière optimale. Vous remarquerez que les photos venant des constructeurs sont toujours excellentes, car elles sont réalisées parfois en « trichant » (comme des ajouts de sources lumineuses non présentes sur le site quand il s’agit d’une prise extérieure). Quant à la quantité de lumière, moins il y en a, plus on montera en ISO et/ou on effectuera des poses longues.
- La sensibilité ISO trop élevée. Plus on monte dans les iso, plus il y aura de bruit (c’est pareil en argentique, mais on parle alors de « grain » et non plus de bruit).
- L’image a été retouchée. Il faut savoir que plus on retouche une photo (luminosité/contraste, couleurs…), plus on perd des informations. Le logiciel va alors essayer de remplacer artificiellement ces informations, d’où l’arrivée du bruit.
Comment supprimer le bruit ?
En utilisant des techniques qui seront souvent destructrices pour l’image. Tous les logiciels vont devoir altérer l’image originelle. Mais attention cette altération produira une image très souvent meilleure.
Il existe deux grandes techniques :
Le floutage. En utilisant l’outil « flou » présent dans de nombreux logiciels (comme Photoshop ou gimp), on peut réduire légèrement le bruit. Mais il faut l’utiliser avec parcimonie et essayer les divers techniques de flous, car finalement, ce n’est guère concluant.
L’analyse de l’image et la re-création de « vrais » pixels à la place des pixels bruits. Il existe des logiciels qui sont, soit spécialisés dans le débruitage (Macphun Noiseless, etc.), soit qui contiennent une fonction débruitage (Picasa, Lightroom, DXO Optic, Capture One). Ces logiciels s’appuient sur des algorithmes plus ou moins puissants. Mais attention, si ces logiciels parviennent à supprimer une grande partie du bruit, à trop jouer avec les réglages, on peut donner un aspect artificiel, voir « plastique », à l’image !
Il faut garder à l’esprit que ces logiciels ne sont pas « magiques ». La meilleure solution pour éviter le bruit reste d’utiliser des ISO les plus bas possibles avec une lumière de bonne qualité.
À savoir également que de nombreux boitiers appliquent un filtre correcteur antibruit dès la prise de vue quand on dépasse un certain niveau d’ISO. Que ce soit en JPEG ou en RAW. Pentax a abandonné, en partie, cette pratique à partir du K-3. Cela a donné l’impression que les photos étaient plus bruitées alors qu’elles étaient moins corrigées.
L’ISO ? Mais c’est quoi cette bestiole ?
La sensibilité ISO
La sensibilité ISO (qui veut dire Organisation Internationale de Normalisation – Standardisation en anglais) est l’échelle de mesure de la sensibilité des surfaces sensibles. Du temps de l’argentique, c’était la pellicule. En numérique, c’est le capteur. Cette norme a remplacé les anciennes normes ASA (d’origine américaine, linéaire) et DIN (d’origine allemande, logarithmique) en les combinant. Ce qui était auparavant un film asa 200 (ou 24° din), vaut désormais iso 200/24°. Il n’y a pas matière à une grande révolution en soi même !
La sensibilité ISO mesure la capacité de votre appareil photo à capter la lumière. En argentique, les films contiennent des grains d’argent. Plus ils sont fins, moins ils sont réceptifs à la lumière. La sensibilité est donc faible (les films sont dits de basse sensibilité). Plus les grains d’argent sont gros, plus ils sont sensibles et plus les ISO sont élevés. On parlera alors de film de haute sensibilité. La montée en ISO s’accompagne d’un bruit analogique.
En numérique, c’est différent. Ici, c’est le capteur qui capte la lumière. Quand on choisit d’avoir des ISO élevés, le signal lumineux reçu est amplifié électriquement/électroniquement lors de la conversion en signal numérique. Plus l’ISO est élevé, plus le signal est amplifié, avec comme résultat, une image plus lumineuse, accompagnée malheureusement d’un bruit numérique peu agréable à l’œil. C’est pourquoi, par simplification, on dit que cela correspond à une excitation électrique du capteur.
La sensibilité ISO dans un APN correspond au gain d’amplification de l’électronique dudit APN. Plus l’iso sera élevé, plus le gain sera important. Si on prend l’ISO 100 comme référence avec un gain x1, l’ISO 400 sera un gain x4, ce qui veut dire que tout le signal sera amplifié 4 fois.
Tout photographe qui utilise un appareil numérique sera confronté au bruit numérique engendré par la montée en sensibilité (ISO) pour faire de la photo en lumière trop faible.
Pourquoi hausse de la sensibilité ISO = hausse du bruit ?
Voici une explication simplifiée.
Dans un APN, la lumière va tout d’abord passer à travers le diaphragme dont le rôle est de la doser. Cette lumière va ensuite traverser l’obturateur ouvert pendant la durée de pose. Pour finir, après être passée au travers de différents filtres (passe-bas, passe-haut, autres), elle va atteindre le capteur (et ses pixels) qui va alors la transformer en énergie électrique. Ce signal électrique est amplifié par l’électronique de l’appareil.
Au niveau de chaque pixel, pendant la prise de vue, un bruit électrique se forme. Plus le temps de pose est long, plus le bruit a loisir de s’amplifier. Ce bruit ne dépend pas de la quantité de lumière qui arrive sur le capteur. Il s’agit vraiment d’un problème électronique dû à la qualité du capteur (les Pentax K-20D et K-7 sont un bon exemple avec des capteurs Samsung non exempts de défauts) ! Et puis, la température ambiante, joue aussi un rôle, plus il fait froid, moins rapidement se forme le bruit.
Lors d’une prise de vue, s’il y a beaucoup de lumière, le signal électrique créé par le pixel sera très fort et il n’y aura pas besoin de beaucoup d’amplification électronique (iso faible). Le bruit créé étant alors très faible par rapport au signal créé par la lumière, il ne se distinguera pas sur l’image finale. Mais s’il y a moins de lumière, le signal électrique créé par le pixel sera plus faible alors que le bruit, lui, sera resté identique. Dès lors, la part du bruit sera plus importante.
Une autre conséquence, souvent moins évoquée, des ISO élevés, est la réduction de la plage dynamique. On constate une perte, parfois très significative, dans les détails des zones très claires (hautes lumières) et très sombres. L’image est moins équilibrée, moins riche en nuances.
Pourquoi va-t-on augmenter l’iso ?
L’ISO fait partie du « triangle d’exposition », aux côtés de l’ouverture (A) et de la vitesse d’obturation (S ou T selon les marques). Ces trois paramètres déterminent ensemble la quantité de lumière qui atteint le capteur. Il faut donc un équilibre entre les trois afin d’obtenir une exposition parfaite. Attention, il peut en avoir plusieurs !
Après avoir ouvert le diaphragme à fond et après avoir atteint le temps maximal de pose tolérable (qui est fonction du mouvement de la scène… Ou des tremblements du preneur d’image), si on trouve que la lumière n’est pas assez importante, on ne pourra jouer que sur l’augmentation de l’ISO.
Sauf que… pour obtenir une image bien exposée, on va donc utiliser un ISO plus important. Tout le signal sera amplifié, la lumière et le bruit !
D’où l’équation hausse de sensibilité = hausse du bruit numérique !
À vous de jouer maintenant.