La dynamique d'un capteur moyen est d'environ 10EV (10 niveaux, avec à chaque niveau une intensité lumineuse double de la précédente). Le point le plus lumineux que l'appareil est en mesure de discerner est environ 1000× plus lumineux que le point le plus foncé que le capteur est en mesure de détecter sur une même image. On peut évidemment prendre des photos dans un environnement général plus clair ou plus foncé (en réglant le temps de pose et d'autres paramètres), mais la dynamique d'une photo est limitée.

Mais nous travaillons normalement avec 8 bits en informatique, ce qui nous permet 256 marches. C'est une limite informatique qui est d'application un peu partout: quand vous publiez sur l'internet, quand vous imprimez une photo,... On pourrait croire que ces 8 bits correspondent une dynamique de 8EV, mais ce n'est pas nécessairement le cas.

Les 10 pas du capteur peuvent être comprimés en 8 pas en utilisant une fonction de transfert non linéaire. En effet, les parties les plus foncées sont fortement bruitées et on peut réduire le nombre de pas nécessaires pour encoder les ombres. Une description plus détaillée est donnée sur cette page.

Une photo HDR ne nous semble pas très naturelle parce que nous sommes habitués (depuis plus de 150 ans, en fait) à voir des photos dont la dynamique est limitée, avec des parties claires cramées et des ombres bouchées. On blâme les photographes qui travaillent en mode HDR parce que leurs photos ressemblent à des tableaux, et pas à des photos. Or c'est bel et bien le cas le cas: les artistes-peintres vont comprimer la dynamique de la scène pour permettre de faire apparaitre des détails dans les parties sombres et claires, et c'est la même chose qui se passe quand on visualise une image HDR.

Certains photoscopes permettent de prendre des photos en mode HDR (High Dynamic Range) ou à dynamique étendue. Pourquoi cette fonction est-elle nécessaire? Parce que certaines scènes ont une dynamique plus étendue que ce que le capteur ne peut enregistrer en une fois. Le cas le plus classique est la photo à l'intérieur où on voit par la fenètre. Il n'est pas possible d'avoir à la fois la scène à l'intérieur et à l'extérieur exposée correctement: la dynamique est tout bonnement trop étendue. Un autre exemple est une scène éclairée par le soleil alors qu'une autre partie est à l'ombre.

Quand on enclenche la fonction HDR, l'appareil photo va prendre plusieurs photos et en faire un tout. L'appareil va même corriger les défauts de positionnement (bougé entre les photos). Le Canon 5D Mark III dispose d'une telle fonction et il est possible de régler le saut d'exposition entre les prises à assembler. En pratique on choisira le saut d'exposition le plus élevé, cela n'a pas beaucoup de sens de gagner 2 stops quand on peut en gagner 6.

Pour éviter cet inconvénient, on va appliquer le principe du contraste local, une procédure que les photographes argentiques qui développent eux-même connaissent bien: c'est l'effet compensateur de certaines solutions de révélateur. En clair, on va rendre les détails dans les parties claires plus foncés, et les détails dans les parties foncées plus clairs. De cette manière, les détails seront mieux visibles, sans qu'il ne faille augmenter le contraste général. Quand on regarde les différentes photos en mode HDR, la dynamique finale est toujours la même, c'est la formule utilisée qui est différente.

L'appareil photo permet également de corriger la réduction de la saturation (couleurs délavées) qui est inhérente au mode HDR.

Nous nous basons sur le Canon 5D Mark III. Bien qu'il y ait plusieurs réglages, il s'agit de la version "fastfood" du HDR. Il est possible d'obtenir de meilleurs résultats avec un logiciel adapté à partir des 3 images primaires. Une autre possibilité serait un appareil qui enregistre en TIFF 16 bits ou en RAW 16 bits (la plupart des apn produisent une image HDR en JPEG 8 bits).

La photo normale a des tons clairs cramés (porte de la maisonette à droite dont les détails disparaissent) et des détails dans les jardins à l'ombre qui ne sont pas visibles. Quand on enclenche le mode “alignement automatique”, l'appareil va faire une découpe et agrandir un peu l'image, même si la photo a été prise à partir d'un trépied.

HDR

High Dynamic Range

La suite avec
des images HDR de nuit

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