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Lors de la prise d'une photo, l'appareil va transformer le signal électrique en données numériques. Les différentes étapes sont décrites sur cette page.

Voici les étapes que le signal électrique (en provenance du capteur) a à subir avant de pouvoir être enregistré sur une carte de mémoire:

  1. Dark current correction
    A exposition égale, chaque pixel produit un signal qui est un peu différent des autres. On corrige cela en effectuant automatiquement une autre prise de vue (avec l'obturateur fermé): cette seconde photo ne contient que le bruit de fond de chaque pixel, qui est alors soustrait de l'image. Ce procédé diffère d'appareil à appareil et n'est évidemment possible qu'avec les appareils qui ont un obturateur (appareils reflex). Ce sont les capteurs CMOS qui ont le plus besoin d'une telle correction.

  2. Numérisation
    Le signal électrique de chaque photosite est converti en un nombre binaire. On utilise 8 bits pour les appareils bas de gamme, mais on monte à 14 bits et plus pour les appareils plus professionnels. Le nombre de bits est souvent un argument fallacieux: de nombreux capteurs ne produisent pas un signal suffisamment propre pour nécessiter 14 bits (les bits de poids le plus faible ne contiennent que du bruit de fond).

  3. Pixel mapping
    Il s'agit de l'élimination des pixels qui sont manifestement défectueux. Il est par exemple impossible que le signal d'un pixel soit fort différent de celui de son voisin: si cela est le cas, c'est que le photosite est défectueux. Certains capteurs CMOS ont un tableau reprenant les photosites défectueux, ce tableau est réalisé automatiquement par le programme de controle à la fin de la fabrication du capteur.

    Le format RAW est décrit ici
    (avantages et inconvénients)
    Nous avons maintenant un signal "RAW" qui peut être stocké sur la carte de mémoire, souvent avec une compression sans défaut (genre TIFF).
    D'autres étapes sont encore nécessaires pour un stockage au format JPEG.


    L'agencement des données dans le format RAW
    dépend de la configuration du capteur

  4. Elimination de la mosaique
    Le signal de chaque photosite ne contient que l'information d'une seule couleur. Pour obtenir les trois couleurs à chaque pixel, il faut interpoler les données des pixels voisins.

  5. Corrections
    La correction la plus importante est la balance des blancs. Nos yeux s'adaptent automatiquement à la scène (soleil, ombre, lumière incandescente), mais l'appareil photo doit également effectuer cette correction.

    Puis vient la correction gamma, qui compense la linéarité du capteur (en effet, c'est un problème, parce que nos yeux eux ne sont pas linéaires). Si l'image semble trop claire, c'est parce que votre écran effectue une correction de gamma qui à l'origine était un défaut qu'on a corrigé lors de l'émission... (lisez l'article sur la correction gamma, vous allez en apprendre des choses...)

    Une autre correction est la fonction de transfert, qui va donner plus d'importance aux bits moyens (tons gris) au dépens des tons clairs et surtout des tons foncés: ceci permet de réduire le nombre de bits (par exemple de 14 à 8) sans perte de qualité apparente. L'image est plus contrastée et semble mieux définie, alors qu'on n'a pas augmenté le contraste.

    Une troisième correction qui n'est présente que dans les appareils haut de gamme est la correction automatique des défauts de l'optique (valable pour certaines optiques seulement). L'appareil se base sur l'optique utilisée et les paramètres de la photo (focale, ouverture et distance) et corrige automatiquement certaines déformations (vignetage, aberration chromatique, déformation en tonneau ou en coussin,...)

  6. Tranformation en format externe
    On ne retrouve ici plus que le format JPEG. Certains appareils avaient la possibilité de stocker les images au format TIFF qui permet d'éviter les défauts à la compression (le format TIFF permet une compression sans pertes). Le point faible du format JPEG, c'est que même avec un taux de compression minimal, il peut y avoir des défauts à la compression.

Numérisation RAW et JPEG

Le format RAW est à la base de la photographie numérique

Les tout premiers APN n'avaient pas de logiciel à bord pour transformer les données du capteur en format compatible (Kodak DCS1 et DCS3). L'image brute était simplement transférée sur carte de mémoire (PCMCIA, qui se rapelle encore...). Il fallait installer un logiciel adapté sur l'ordinateur pour visionner ces images brutes. Logiciel qui se plantait toutes les 5 minutes...

Les trois premières étapes sont effectuées pour toutes les photos.

Les trois dernières étapes ne sont effectuées sur l'appareil qu'en cas de stockage JPEG. Ces trois dernières étapes peuvent être effectuées par après sur ordinateur.


La fonction de transfert

Original
L'original est la photo en RAW, réduite linéairement de 14 bits en 8 bits pour pouvoir être affichée. Elle manque de contraste et est trop claire.
Correction gamma
La photo avec la correction gamma est à nouveau la photo RAW, mais qui a subi une correction gamma et a à nouveau été transformée en 8 bits linéaires.
Gamma et transfert
La photo avec gamma et transfert, c'est ce que produit l'appareil quand il délivre une photo au format JPEG

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