Dompter les hautes sensibilités

Avant d’évoquer la possibilité et/ou la façon de traiter les hautes sensibilités – voire de s’en prémunir – il est impératif de définir ce que l’on entend par « hautes sensibilités ». Il sera temps ensuite d’envisager des solutions dans le cas où on ne serait pas satisfait des photos générées sous des « hauts ISO ».

Une précision : nos développements concernent presque exclusivement la photo sur appareil reflex. Les compacts, bridges, photophones et assimilés sont plus limités (pour le moment) en ce qui concerne les très hautes sensibilités. Mais, notamment pour certains, les évolutions sont rapides et d’ampleur, ce qui devrait satisfaire leurs utilisateurs.

Sensibilité et hautes sensibilités

La sensibilité d’un support d’image (pellicule, capteur) est sa capacité à absorber la quantité de lumière nécessaire pour obtenir une bonne exposition ni trop sombre (sous-exposition), ni trop claire (surexposition), et, par conséquent, une image agréable à regarder (toutes choses égales par ailleurs !).

En photo argentique, il existait des pellicules dites « à basse sensibilité » et d’autres « à haute sensibilité ». Impossible de passer, à la volée, d’une catégorie à l’autre.

En photo numérique, il en va autrement : un capteur est susceptible d’absorber des quantités différentes de lumière pour générer une bonne exposition.

Qu’entend-on par ce vocable de « hautes sensibilités » ? Poser la question en 2022 ne sous-entend pas les mêmes choses que si on l’avait posée ne serait-ce que 30 ans auparavant.

L’évolution due en grande partie à l’arrivée et à l’expansion de la photo numérique a considérablement changé la donne

DIN, ASA, ISO : un peu d’histoire

Il a existé au cours de l’histoire de la photographie plusieurs « normes » d’échelles de sensibilité des supports. La toute première fut élaborée en 1880 par un ingénieur polonais du nom de Wladislaw Malachowski, plus connu (quoique…) sous le pseudonyme de Leon Warnerke.

D’autres systèmes – le plus souvent européens – lui succédèrent dans les premières années du 20ème siècle, jusqu’à l’échelle Weston inventée par l’américain William Nelson Goodwin, qui travaillait dans la firme Weston.

Une nouvelle norme du « Deutsches Institut für Normug » apparut en 1934. C’est la norme DIN. Puis vinrent d’autres tentatives de normalisation par General Electric aux USA ou encore GOST en URSS (de 1951 à 1987).

Toutefois était apparue, en 1943, la norme ASA. Celle-ci était due à l’institut de normalisation américain American Standards Association, devenu par la suite ANSI (American National Standards Institute).

Ce sont des travaux en collaboration des instituts de normalisation américain et allemand qui ont abouti, en 1974, à la création de la norme dénommée ISO. Elle tire son nom de l’Organisation Internationale de Normalisation (en anglais : International Organization for Standardization). Si elle avait dû être abrégée en IOS (comme il aurait convenu), cela aurait sans doute posé des problèmes par la suite à d’autres firmes !

Les hautes sensibilités argentiques

Sous l’ère argentique régnaient les ASA, mais quasiment tous les emballages de pellicules et les cartouches elles-mêmes donnaient l’équivalent en DIN. Cela ne changea pas à l’arrivée de la norme ISO, les ISO ayant purement et simplement la même valeur que les ASA. C’est ainsi que l’on trouvait, par exemple, sur les emballages les indications « 100 ASA / 21 DIN » puis « ISO 100 / 21° ». Une pellicule de 200 ASA devenait ainsi une pellicule de « ISO 200 / 24° » : en doublant la sensibilité ASA ou ISO, la sensibilité DIN augmentait de 3 unités.

A cette époque, les sensibilités les plus courantes s’échelonnaient de 25 à 400 ASA/ISO. Certaines pellicules étaient spécialement fabriquées pour des travaux particuliers (lumière tungstène : 160 ISO et 320 ISO).

Au-delà, on trouvait, mais beaucoup plus rarement et à prix relativement élevés, des pellicules de 800 ISO voire 1600 ISO pour la couleur, et jusqu’à 3200 ISO pour le noir et blanc.

Hautes Sensibilites
Pellicules 3200 ISO

 

Inutile de dire qu’à l’époque, à ces sensibilités élevées, le « grain » qui apparaissait sur les tirages était particulièrement marqué. Cela pouvait cependant donner un charme et un rendu particuliers sur certaines images, à condition de ne pas les regarder avec le nez dessus !

Les hautes sensibilités en numérique

Nous avons déjà présenté un « historique » des sensibilités chez Pentax dans un article de 2017. On pourrait le mettre à jour puisque, depuis cette date sont apparus sur le marché 2 nouveaux boîtiers : le K-1 Mark II (jusqu’à 819 200 ISO) et le K-3 Mark III (jusqu’à 1 600 000 ISO). A cette époque, nous disions que les hautes sensibilités débutaient, grosso modo, à 800 ISO. C’est encore vrai aujourd’hui. Et le présent article, qui vient confirmer largement ce que nous disions, est aussi proposé pour compléter la réflexion d’alors, sous un angle quelque peu différent.

En 2022, le marché présente nombre de boîtiers très performants en termes de sensibilité. Le chiffre maximum indiqué s’avère inutilisable dans de nombreux cas, tellement les images correspondantes ressemblent davantage à une bouillie de pixels qu’à une image regardable. C’est surtout vrai pour ceux qui atteignent ou dépassent (parfois largement) les 102 400 ISO. Mais en deçà, on n’est pas à l’abri de bonnes surprises si, par ailleurs, de bonnes conditions de prises de vue ont présidé aux déclenchements et qu’on est capable de faire un bon post-traitement.

L’image ci-dessous a été prise à main levée (mais en appui contre un pilier), au moyen d’un K-1 mark II et d’un D FA Pentax 24-70/2.8, à la sensibilité de 3200 ISO. Un léger post-traitement a permis d’éliminer le bruit inévitable dans ces conditions de lumière.

Hautes Sensibilites
Baño de Doña Maria de Padilla – Alcazar de Séville – K-1 II + DFA 24-70/2.8 – f/6.3 – 1/1.7s (=0.6s) – 3200 ISO

Les différences

Outre l’aspect, la principale différence tient à l’origine des « défauts ».

  • En argentique, le grain est dû à la taille des cristaux d’halogénure d’argent, répartis aléatoirement. En numérique, le bruit est dû à une amplification électrique du signal. C’est ce qui lui confère une répartition uniforme sur l’ensemble du capteur.
  • En argentique, le grain était extrêmement lié à la structure même des pellicules : le grain d’une pellicule de 400 ASA/ISO était différent de celui d’une pellicule de 1600 ASA/ISO.
  • En numérique, le bruit est très directement lié à l’amplification du signal électrique : plus celui-ci est important, plus le bruit est important.

Pourquoi utiliser les hautes sensibilités

Si l’on utilise parfois les très hautes sensibilités, ce n’est pas réellement par choix conscient, mais plutôt parce qu’on y est contraint. Et dans 99% des cas, cette contrainte est due à un manque flagrant de lumière. Or, sans lumière, pas de photo ! Et pourtant, force est de reconnaître qu’un capteur électronique est, dans l’absolu, bien plus sensible à la lumière qu’un œil humain. Il en va différemment dans la réalité où la sensibilité d’un capteur photo peut se trouver limitée par sa taille propre et aussi par la taille et la densité des photosites.

Mais alors pourquoi faire une photo si l’on manque de lumière ? La meilleure des raisons c’est sans doute qu’il vaut mieux une photo dégradée (et parfois fortement) que pas de photo du tout.

L’avantage des hautes sensibilités est alors de permettre l’identification du sujet. On voit bien que ce n’est tout de même pas le désir profond des photographes amateurs. En revanche, dans des situations particulières, les photographes professionnels peuvent y avoir recours. Comme d’autres photographes animaliers professionnels ont recours à des matériels plus spécialisés.

Dompter les hautes sensibilités

Les hautes sensibilités ont un inconvénient majeur, surtout pour les parties sombres de l’imagent : elles génèrent ce que nomme « du bruit ». Dans la vie courante, le bruit s’entend. En photo, il se voit. Dans les deux cas, il peut être esthétique ou pas ! Le plus souvent « pas » ! Il va donc falloir s’en occuper, et sérieusement.

Nous avons évoqué le post-traitement. C’est bien évidemment un moyen de pallier les inconvénients des hautes sensibilités. Nous y reviendrons. Mais est-ce le seul ? Non, bien sûr !

A la prise de vue

C’est bien à ce moment qu’il faut être le plus précautionneux. Parce que ça peut éviter du travail par la suite ? Oui, sans doute ! Mais aussi et même surtout parce que beaucoup de choses sur le résultat final se décident au moment du déclenchement. Et même un peu avant, avec les réglages que l’on aura retenus.

Ainsi, pour éviter de monter trop haut, et de façon involontaire, en sensibilité, le plus sage et le plus logique est de l’interdire. Comment ? Tout simplement en imposant à l’appareil une plage de sensibilité ou une sensibilité maximale à ne pas dépasser. Cela se fait par le menu de l’APN.

Choisir le bon matériel
Les bons objectifs

Pour éviter de monter trop haut en sensibilité, c’est probablement un des moyens les plus efficaces. Un objectif à très grande ouverture permet de laisser entrer plus de lumière. Il rend donc moins nécessaire la montée en ISO. Avec cependant tous les inconvénients que l’on sait. Par exemple, la faible profondeur de champ à grande ouverture. Ou encore la nécessité d’adopter une vitesse d’obturation convenable pour le sujet photographié.

Cela signifie par conséquent l’utilisation quasi obligatoire d’objectifs de grande qualité, et, par suite, l’acceptation d’en payer le prix (financier !).

Dans ce domaine, chez Pentax comme chez les autres constructeurs, certains objectifs sont à privilégier quand c’est possible. Ce sont ceux qui offrent une ouverture maximale de f/1.4 tout en conservant une grande qualité d’image à cette ouverture. On pense tout particulièrement aux derniers mis sur le marché (DFA*50 mm et 85 mm).

D FA 50/1.4
Les accessoires éventuels

En l’absence d’objectif stabilisé, l’utilisation d’un trépied peut s’avérer nécessaire pour éviter le flou de bougé. C’est le corollaire d’une vitesse d’obturation trop basse en raison de l’utilisation d’une sensibilité élevée.

Pour apporter ponctuellement un peu de lumière, il sera aussi parfois possible d’utiliser un flash, même et surtout à faible puissance. En ayant conscience, bien entendu, de toutes ses limitations notamment en termes de portée. Et ne pas oublier alors les réglages absolument nécessaires (vitesse, …).

Le mode de prise de vue

Au-delà des traditionnels modes PASM, présents chez tous les constructeurs, il existe aussi chez Pentax deux autres modes automatiques : TAv (priorité vitesse ET ouverture) et Sv (priorité sensibilité).

Mode TAv

Dans le mode TAv, le photographe choisit le temps de pose ET l’ouverture du diaphragme. Le boîtier a, lui, le « privilège » du choix de la sensibilité. Autant dire qu’il n’est pas question de laisser faire et de s’en désintéresser. On prendrait sinon le risque d’atteindre des sommets qui, au mieux, nécessiteront un bon post-traitement, et, au pire, destineront la photo à la poubelle. Entre les deux, des mauvais choix peuvent entraîner une sous-exposition, peut-être rattrapable, ou une surexposition, souvent plus problématique.

Il est difficile de conseiller un réglage « standard » : il n’en existe pas. Tout dépend en effet des circonstances de la prise de vue. Elles concernent surtout :

  • la mobilité (ou pas) du sujet (influence sur la vitesse),
  • la nécessité (ou pas) d’assurer une bonne profondeur de champ (incidence sur l’ouverture),
  • la quantité et la qualité de la lumière disponible.

Bref, c’est l’expérience de chacun qui permettra de définir le bon équilibre.

Mode Sv

Nous avons déjà consacré un article entier à ce mode. Chacun pourra s’y reporter.

C’est un mode que, personnellement, je n’utilise jamais. Il permet, certes, un contrôle total de la sensibilité et il est donc facile d’éviter les hauts ISO. Mais il interdit de fait tout contrôle sur le temps de pose et l’ouverture de diaphragme, choisis alors par le boîtier. Bien sûr, les automatismes sont correctement calculés et mis en œuvre par les ingénieurs, mais tout de même ! Est-ce vraiment utile de faire l’impasse sur ces deux derniers réglages ?

Chez Pentax, jusqu’au K10D, mieux valait ne pas dépasser 800 voire 400 ISO. Du reste, son maximum était à 1600 ISO. Au-delà de 400 ISO, les images étaient déjà bruitées et nécessitaient beaucoup de post-traitement. Depuis, les capteurs ont été largement améliorés et permettent de dépasser facilement ces valeurs. D’autant que les traitements internes ont également beaucoup progressé. Désormais, selon les circonstances, on peut envisager sans crainte des photos à 3200 et 6400 ISO et parfois jusqu’à 25600 ISO. Au-delà, c’est beaucoup plus aléatoire.

Malgré cela, ma préférence reste aux autres modes de prise de vue.

La correction d’exposition

En mode automatique, une correction d’exposition volontaire contraindra le cas échéant l’appareil à chercher des détails là où l’œil ne les détecte pas. A utiliser avec parcimonie et à bon escient !

Après la prise de vue

Si l’on photographie en RAW, il faudra post-traiter. Si l’on photographie uniquement en JPEG, ce sera plus difficile. Dans ce cas, on peut compter sur l’amélioration continue des logiciels internes à l’appareil (« Réduction du bruit »). Elle entraîne un meilleur traitement du signal en sortie. Mais ce ne sera pas obligatoirement supérieur à ce qu’un post-traiteur un tant soit peu expérimenté pourrait obtenir. Et c’est une des raisons de recommander la prise de vue en RAW.

Le post-traitement du bruit

Partons du principe qu’on a fait de son mieux pour choisir les bons réglages. « Faire de son mieux » ne signifie pas qu’on avait les réglages parfaits ! Sinon la photo serait elle aussi parfaite. Mais voilà : elle est bruitée. Deux choix se présentent alors : soit elle part directement à la poubelle, soit elle vaut la peine d’être sauvée.

Le premier choix, le plus simple à exécuter – mais pas forcément à décider – se passe de plus amples développements.

Pour ce qui est du second, il va falloir montrer tout son savoir-faire en post-traitement. On utilisera donc soit son logiciel favori habituel, soit un logiciel plus spécialisé dans le traitement du bruit généré par une trop haute sensibilité. Impossible ici d’exposer toutes les possibilités en matière de traitement du bruit pour tous les logiciels de post-traitement existant sur le marché ! Nous ne pouvons que conseiller à nos lectrices et lecteurs de se reporter aux différents articles « PT RAW » que nous avons déjà publiés. Certains d’entre eux figurent parmi les plus populaires. Chacun a ses caractéristiques et possibilités propres.

Cependant, avec des traitements adaptés, on parvient à obtenir d’excellents résultats. La photo ci-après (©Fyve) en est le témoignage. Prise à 20 000 ISO, c’est un passage du DNG dans DxO Pure Raw puis un réimport dans Lightroom qui a permis d’obtenir ce résultat probant.

 

Hautes Sensibilites
Photo prise avec K-1 et Pentax 24-70 à 20 000 ISO (©Fyve)

 

 

Un autre exemple de traitement du bruit généré par une sensibilité un peu trop forte eu égard aux circonstances. L’image initiale est la suivante :

Hautes Sensibilites
Image initiale
K-3 + DA* 16-50 mm à 50mm – f/6.3 – 8s – ISO 640. Appareil posé sur un muret

Cette image est issue, sans traitement, du fichier DNG transformé en jpeg pour être affichée ici. Elle apparaît globalement correcte. Cependant, à y regarder de plus près, un extrait 100% d’une partie de cette image traduit à la fois un manque de netteté mais aussi, et surtout, la présence de bruit. Et pourtant elle n’est pas ici à ses dimensions réelles :

Hautes Sensibilites
Extrait 100 % du fichier DNG

 

Un post-traitement portant tout à la fois sur la netteté et le bruit conduit à ce résultat :

Après traitement de la netteté et surtout du bruit

 

Autre image en très haute sensibilité (ici, 12 800 ISO) après post-traitement :

Carnaval à Cadix. Seule lumière disponible : celle du char ! Pentax K-1 II et FA 50 mm/1.4 à f/7.1 – 1/50s – ISO 12 800
La transformation en noir et blanc

Nous ne recommandons pas cette pratique en elle-même, et nous l’avons déjà écrit. Une photo en noir et blanc doit être envisagée comme telle, dès la prise de vue, si l’on souhaite une réussite maximale.

Toutefois, il est parfois possible de rendre « regardables » des photos en couleur trop bruitées. La transformation n’est qu’un palliatif, certes, mais pour certaines images, et si elle est bien exécutée (voir nos articles) elle pourra permettre de lire quelques éléments sur la photo. Ils seraient sans doute illisibles en couleur en raison du bruit de chrominance. Rappelons que le bruit de luminance révèle une altération de la luminosité des pixels enregistrés. Le bruit de chrominance, quant à lui, révèle une altération – généralement vers le rouge – de la couleur des pixels. On observe cependant que les bons logiciels de post-traitement parviennent à assez bien traiter cette forme de bruit.

De plus, la présence d’un bruit en noir et blanc, par sa ressemblance avec le grain argentique, peut, s’il est modéré, être un élément picturalement intéressant. Il apporte un aspect rétro à une photo actuelle. Seul son côté « organisé » (uniformément réparti, au contraire du grain argentique) trahira dans certains cas la photo transformée.

Pour terminer

On le constate à la lecture des lignes qui précèdent : plutôt que chercher à « dompter » les hautes sensibilités, il vaut mieux tout faire pour les éviter. En tout cas au-delà d’un certain seuil qui dépend surtout du matériel (APN, objectifs), plus encore que du savoir-faire du photographe.

Car il faut avoir conscience d’une chose : après la prise de vue, on ne pourra rien faire si l’utilisation d’une sensibilité trop élevée engendre une photo « cramée ». On ne pourra pas ajouter de la matière là où il n’y en a pas. Et tous les logiciels, même les meilleurs (DxO Prime par exemple) connaissent aussi leurs limites dans le traitement du bruit. Il ne servirait à rien d’obtenir une photo d’aspect « plastoc » parce que le bruit aura été lissé au-delà du raisonnable. Mieux vaut accepter un certain bruit qui, parfois, pourra se rapprocher du grain argentique et de son côté « rétro » pas obligatoirement inesthétique. Surtout si l’on regarde l’image à la distance adéquate et non pas le nez dessus.

Et puis, si l’on veut vraiment ne pas voir le bruit (ou le rendre peu gênant), une bonne solution est de ne pas « cropper » (recadrer) ses images. Car s’il y a du bruit dans l’image, le recadrage le rendra encore plus visible. Ou, si l’on doit recadrer, alors on reste dans les limites du raisonnable ! Ce qui implique de soigner la prise de vue : on y revient toujours !