Grande gamme dynamique Petit Lexique de la photographie

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Grande gamme dynamique

     le 15/08/2007

Photographie

Imagerie à grande gamme dynamique

L'imagerie à grande gamme dynamique (High dynamic range imaging ou HDRI) regroupe un ensemble de techniques numériques permettant d'obtenir une grande plage dynamique dans une image. Son intérêt est de pouvoir représenter ou de mémoriser des niveaux d'intensités lumineuses très différents dans une même image. Cette technique s'effectue en permettant d'attribuer plus de valeurs à un même pixel. D'abord développée pour les images générées par ordinateur, la technique s'est ensuite adaptée à la photographie numérique.

L'image numérique classique que tout le monde connaît est codée sur 256 valeurs (entre 0 et 255) sur chaque plan rouge vert et bleu, c'est-à-dire en 24 bits par pixel (3 x 8 bits). L'écart d'intensité lumineuse entre le pixel le plus lumineux et le pixel le plus faible, non noir, n'est donc que de 255. Or dans la réalité, il est courant que la dynamique entre les zones les plus lumineuses et les plus sombres d'une scène soit plus grande. Les images HDR utilisent plus de bits/pixel que les images classiques et permettent de stocker une dynamique largement supérieure. La technique la plus courante est de stocker les images avec un flottant par couleur (96 bits par pixel) mais il existe aussi des images HDR en 32 bits/pixel, comme le format RGBE de Radiance ou le format LogLuv de SGI.

En 2006, les appareils Fuji FinePix S3 Pro (réflex) et Fuji FinePix F700 (compact) sont les seuls à pouvoir produire des photos à grande gamme dynamique grâce à l'utilisation de photodiodes particulières.

Cependant, l'obtention d'une photographie HDR peut aussi se faire avec un appareil traditionnel en prenant plusieurs photos LDR (Low Dynamic Range) puis en les fusionnant avec un logiciel. Pour ce faire, il faut réaliser plusieurs clichés d'une même scène avec des temps d'exposition différents (ce qui permet d'obtenir des détails pour les zones sombres et à la fois pour les zones claires). Pendant les différentes prises de vue, la stabilité de l'appareil doit être maintenue pour obtenir le même cadrage. Ensuite, les photos à faible gamme dynamique peuvent être combinées grâce à un logiciel (comme Photomatix ou Qtpfsgui) pour former une seule photo à grande gamme dynamique (HDR). Il existe aussi une application web qui permet de combiner des images (WebHDR) qui est développé par le Low Energy Architecture Research Unit, LEARN, of the London Metropolitan University.

Il est important de noter qu'une image HDR n'a que peu d'intérêt si elle n'est pas exploitée et reconvertie dans un format standard (.jpeg par exemple). C'est pourquoi il faut ensuite utiliser un artifice, le « Tone Mapping », pour révéler correctement l'image. Cet algorithme a pour effet de créer une photo où la totalité des éléments sont correctement exposés, sans aucune surexposition ou sous-exposition. Le rendu est souvent très réaliste, notamment pour les reflets, les paysages nuageux et les environnements nocturnes.

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