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La plage dynamique est la différence de niveau entre les parties les plus claires et les plus foncées d'une image. Elle correspond à la dynamique musicale.

Les photographes utilisent l'indice de lumination pour indiquer l'éclairage d'une scène. On utilise aussi souvent le terme Exposure Value EV. Cette échelle est comparable à l'échelle des décibels du technicien audio. Dans les deux cas, nous avons affaire à une échelle non-linéaire: nos oreilles et nos yeux ne fonctionnent pas de façon linéaire. Seul le capteur photographique numérique produit un signal linéaire (signal électrique proportionel à l'intensité lumineuse). Cette échelle orthophotique va poser un problème que nous résoudrons avec une courbe de tranfert spécifique.

Tout comme le dB (décibel), l'indice de lumination a un niveau zéro arbitraire:

Dans les deux cas, les valeurs ont une correspondance avec des valeurs physiques (lux ou watt): il s'agit de valeurs absolues.

Chaque augmentation d'un EV correspond à un doublement de l'intensité lumineuse:

EVLuxEVLuxEVLuxEVLux
0.02.55.08010.0260015.082k
0.53.55.511010.5360015.5120k
1.056.016011.0510016.0160k
1.57.16.523011.5720016.5230k
2.0107.032012.010k17.0330k
2.5147.545012.514k17.5460k
3.0208.064013.020k18.0660k
3.5288.591013.529k18.5930k
4.0409.0130014.041k19.01.3M
4.5579.5180014.558k19.51.9M

Dynamique et format du capteur

Un amplificateur peut avoir une dynamique de 80dB (différence entre les passages les plus pianissimo et les plus forts) et une photo une dynamique de 8 EV. Chaque augmentation d'un EV produit un doublement de l'intensité lumineuse: 8 EV correspond ainsi à un niveau "blanc" qui est 256× plus clair que le niveau "noir" (28).

La valeur EV peut ainsi avoir une signification différente seleon le contexte:

Voici une représentation schématique d'un photosite (partie sensible) d'un capteur. Le capteur se compose de millions de photosites ou réservoirs à photons.


L'illumination minimale est limitée par le bruit de fond. Une illumination trop faible disparait dans le bruit de fond.

L'illumination maximale est limitée par la capacité du photosite (cfr. la puissance d'un amplificateur).

Un petit photosite est plus rapidement saturé et aura une dynamique plus faible.

Un grand capteur (comme ceux utilisés dans les reflex) a une dynamique plus étendue. Les grands photosites captent plus de lumière (le bruit de fond disparait dès les plus basses intensités lumineuses) et ont une réserve dynamique (full well capacity) plus importante = peuvent "encaisser" plus avant saturation.

Dynamique et megapixels

Plus de pixels ne signifie pas nécessairement de meilleures photos, si cette augmentation du nombre de pixels n'est pas accompagnée d'améliorations techniques (comme les micro-lentilles qui concentrent la lumière sur les photosites). D'anciennes photos prises avec un appareil numérique 2.1 megapixel (et une bonne optique) sont souvent meilleures que des photos prises avec un photoscope récent ayant 10 millions de pixels et un supermegazoom.

Le signal électrique du capteur est numérisé. Un capteur basique produit un signal de 8 bits qui peut directement être transformé en image JPEG, tandis qu'un capteur haut de gamme produit un signal de 16 bits. Mais ces 16 bits ne sont pas nécessairement significatifs: les bits de poids le plus bas ne contiennent que du bruit de fond. Le nombre de bits (=résolution numérique) est souvent plus un argument commercial qu'une avancée technologique.

Pour transformer les bits du capteur (par exemple 14 bits orthophotiques) en image JPEG on utilise une fonction de transfert.

Plage dynamique

Il est possible de modifier la sensibilité d'un capteur entre de très larges limites en jouant sur le temp de pose, l'ouverture du diaphragme, la sensibilité du capteur et l'utilisation de filtres gris (ND). On peut photographier par grand soleil, mais aussi quand la scène n'est éclairée que par la lune.

Mais les niveaux sont limités sur une photo individuelle: si le contraste de la scène est trop important, les tons clairs produisent un débordement de capacité du capteur (on ne voit que du blanc) et les ombres sont noyées dans le bruit de fond.


Le posemètre est le décibelmètre du photographe

Valeurs relatives

Il est souvent fait usage de valeurs relatives, sans qu'on s'en rende compte, par exemple l'échelle des VU-mètres: 0 dB = niveau maximal d'un enregistrement audio. Le terme VU provient de “Volume Unit”, une échelle totalement arbitraire. Le niveau de 0 EV relatif correspond à l'éclairage moyen d'une photo (zone system).

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