Approfondir : histogramme.

Définition, construction d’un histogramme.

L’histogramme en photo est une représentation graphique des tonalités d’une image. l’histogramme montre juste la répartition des tonalités dans l’image.

Comment construire un histogramme ?

Prenons une image de 3×3 pixels :

histo1.JPG

1 pixel noir,

3 pixels gris foncés,

3 pixels gris clairs,

2 pixels blancs.

Pour créer notre histogramme, il nous suffit de reporter ces données sur un graphique avec en abscisse la luminosité et en ordonnée le nombre de pixels correspondant à cette luminosité ; on a ainsi 4 barres.

histo2.JPG

Cela permet d’interpréter l’image en terme de luminosité : ici elle contient du gris peu de blanc, peu de noir, elle est plutôt grise.

Dans PS on retrouve l’histogramme dans le panneau « Histogramme » mais aussi sur le panneau Courbes et Niveaux. Il y a aussi un histogramme dans Camera Raw et dans son onglet « Courbe ».

histo3.JPG

Il y a des histogrammes dans tous les logiciels de traitement photo (PS, Lightroom, Camera Raw, DXO…) et même sur votre appareil photo.

Très important.

Même si le principe est le même, il faut impérativement différencier l’histogramme d’une image bitmap (Jpg, Tiff, Psd…) et l’histogramme d’une image au format Raw.

C’est pourquoi nous allons séparer ce tuto en trois parties :

  1. Histogramme d’une image bitmap (dans PS), fidèle.
  2. Histogramme d’un Raw (dans Camera Raw, LR) , trompeur.
  3. Histogramme sur l’appareil photo trompeur si on shoote en Raw.

Certains rejettent en bloc l’histogramme et d’autres l’utilisent systématiquement , il faut être plus nuancé, l’utiliser à bon escient et en connaitre les limites. L’histogramme ne reflète pas à proprement parlé l’exposition (c’est le posemètre et le flashmètre qui la mesure) ; l’histogramme montre juste la répartition des tonalités dans l’image ce qui peut aider dans certains cas à avoir une idée sur l’exposition et savoir si on est sur ou sous exposé (dans certaines limites qu’il faut connaitre). Cela peut être pratique même si dans certains cas particulier (low key) l’histogramme ne doit pas être utilisé.

1- Histogramme d’une image bitmap dans PS.

Dans PS on travaille sur une image Bitmap (image composée de pixels dans un JPG, Tiff ou Psd…) ; idem dans le FILTRE Camera Raw.

Dans PS nous pouvons donc visualiser l’histogramme. S’il n’est pas présent, nous allons faire apparaitre le panneau en passant par le menu Fenêtres>Histogramme (C).

Par défaut il est en « Couche= couleurs » :

histo3.JPG

On voit des histogrammes superposés pour chacune des couleurs RVB ainsi que du cyan, magenta, jaune dans les zones ou deux couleurs se fusionnent (R et V donnant du jaune par exemple) ; le gris représentant les zones ou il y a les trois couleurs.

Il y a donc les noirs à gauche, les gris au centre, les blancs à droite. Plus il y a de pixels sur l’image  correspondant à une luminosité plus le point de la courbe va être haut. Sur l’histogramme ci-dessus il y a beaucoup de pixels de luminosité gris foncée car il y a un pic sur l’histogramme.

Mais on peut choisir, au lieu de la courbe couleur, de voir une courbe globale RVB , une des courbes R, V ou B ou la luminosité. Pour cela utiliser la liste « Couche ».

histo4.JPG

L’histogramme n’est pas forcément à jour, cela est indiqué par le petit panneau histo6.JPG, il faut dans ce cas cliquer sur le panneau :histo7.JPG

Le « bon » histogramme (Existe t-il ?).

Ci-dessous une photo (A) avec un histogramme « correct », bien équilibré ; les tons s’étalent du noir (1) au blanc (2) en passant par les tonalités moyennes. C’est un « bel histogramme » (on le dit en souriant). La photo est à priori correctement exposée.

histo8.JPG

En (B) une photo à prédominance foncée (un sous-bois), il y a beaucoup de pixels foncés. Mais l’histogramme va quand même jusqu’aux blancs. Elle est bien exposée.

histo9.JPG

En (C) une photo à prédominance claire (paysage de neige), il y a beaucoup de pixels clairs. Mais l’histogramme va quand même jusqu’aux noirs. Elle est bien exposée.

histo10.JPG

Toutes ces photos sont correctement exposées donc.

On se rend compte que la position de la bosse de la courbe (zone ou les tonalités sont prédominantes sur l’image) n’a pas trop d’importance, par contre, en première approche on pourrait penser que l’histogramme doit aller jusque vers le bord gauche et le bord droit pour qu’une photo standard soit correctement exposée ; c’est vrai  dans un certains nombre de cas mais on verra que ce n’est absolument pas une règle générale.

Des remarques fondamentales :

Histogramme analyse la totalité de l’image ; ainsi, si vous avez un portrait avec un bout de mur noir, la lecture de l’histogramme sera faussée et indiquera beaucoup de noir alors que la zone du visage est correctement exposée. Si vous faites une sélection dans PS, l’histogramme correspond uniquement à ce qu’il y a dans la sélection ; cela peut vous aider parfois pour analyser l’histogramme sur une zone précise.

En aucun cas l’histogramme n’a une valeur absolue et indique la qualité de la photo ou de la lumière. Une photo très belle sur le plan tonalité peut avoir un histogramme complètement nul et vice versa ; une photo avec un histogramme parfait pourra être sans intérêt. Un High-Key par exemple aura un histogramme pas du tout « bon », pourtant la photo pourra être très belle. Dès qu’on est créatif sur le plan luminosité l’histogramme ne reflète plus rien. L’histogramme n’est pas un instrument de mesure, on tente de faire de belles photo, pas de beaux histogrammes.

histogra9.JPGhisto10JPG.JPG

Exemple : histogramme nul, belle photo (mais floutée).

Par contre, si vous cherchez à analyser ce qui ne va pas dans une photo en matière d’exposition de contraste, de point blanc ou de point noir ; que vous cherchez s’il y a une zone cramée ou bouchée (écrêtée) l’histogramme pourra vous aider. Nous allons voir cela dans la suite.

L’histogramme ne reflète pas à proprement parlé l’exposition , ce n’est pa sun appareil de mesure (c’est le posemètre et le flashmètre qui la mesure cette expostion) ; l’histogramme montre juste la répartition des tonalités dans l’image ce qui peut donner dans certains cas « une idée de l’exposition » et savoir si on est sur ou sous exposé (dans certaines limites qu’il faut connaitre).

Contraste.

La photo A manque cruellement de contraste, on le voit d’emblée. Sur l’histogramme il n’y a pas de noirs ni de tons très foncés, pas de blanc ni de tons très clairs non plus. Il n’y a que des tons moyens, ce gros ‘tas’ au milieu de l’histogramme.

Histo11.JPG

Si on redonne du contraste (curseur contraste, réglage du point blanc et noir, travail sur les courbes…), l’histogramme s’étalera des noirs aux blancs pour occuper la totalité de l’histogramme (photo B) et la photo sera bien contrastée.

histo12.JPG

Dans certains logiciels, augmenter le contraste donne l’aspect C : l’histogramme « glisse » de part et d’autre et s’étale à droite et à gauche pour atteindre les bords, les bosses des tons foncés et des tons clairs s’élèvent et la dépression du milieu se creuse. Cela correspond à une augmentation des tons foncés, des tons clairs et une diminution des tons moyens. Il faut le doser : on ne traite pas l’histogramme mais la photo.

histo13JPG.JPG

Sous-exposition :

La photo A est sous-exposée, effectivement il y a des tons sombres et moyens, pas de tons très clairs (la fin de la courbe à droite est à distance du bord droit). On pourra en post traitement corriger cela en augmentant l’exposition , en faisant le point blanc. Bien sur on peut éviter le problème de sous exposition à la prise de vue.

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Remarquez que la photo est sous exposée mais pas bouchée (pas écrêtée dans les noirs).

 

Photo écrêtée à gauche dans les noirs, dite « bouchée ».

La photo B est « bouchée », écrêtée dans les noirs ; il y a un « écrêtage des ombres », non seulement elle est sombre et sous exposée avec histogramme tassé à gauche mais en plus l’histogramme va contre le bord gauche et monte même contre le bord indiquant qu’il y a plein de pixels complètement noirs (valeur de tonalité = 0); il y a donc des zones de la photo qui sont noires et totalement sans détails, difficile à récupérer. Sur un JPG le post traitement est limité ; même en augmentant l’exposition les noirs n’auront pas de détail. Sur un Raw c’est différent, on verra cela plus bas.

histo16.JPG

 

Surexposition .

La photo C est sur-exposée, trop claire, l’histogramme est déplacé vers la droite ; il y a en plus un pic dans la zone claire mais l’histogramme ne monte pas sur le bord droit. Il n’y a pas de zone cramée (écrêtées dans les blancs).
On peut la corriger à la prise de vue ou en post traitement.

histo15.JPG

 

Photo écrêtée à droite dans les blancs, « cramée ».

La photo D est « cramée » avec écrêtage des blancs, il y a un « écrêtage des hautes lumières », une zone très blanche correspondant à du blanc pur ; l’histogramme est collé contre le bord droit et « monte sur le bord droit » avec des pixels à une tonalité de valeur = 255. Dans ces blancs il y a perte de détails. Sur un Jpg, même en diminuant les blancs et les hautes lumières, nous n’arriverons pas à récupérer les détails. Sur un Raw c’est une autre affaire.

histo17.JPG

Compris la différence entre sur-exposé et cramé ?

Les histogrammes de Camera Raw et Lightroom  ont souvent des détecteurs de bouché et de cramé qui montrent ces zones écrêtées en rouge ou bleu clignotantes mais attention ces détecteurs sont fiables sur les fichiers  bitmap : dans PS , le filtre Camera Raw sur une image Bitmap (Jpg, Tiff, Psd).

Point blanc, point noir.

Une opération souvent nécessaire sur une image pour améliorer les blancs et les noirs ainsi que le contraste est de faire le point blanc et le point noir. Surtout si l’image est grise les extrémités de l’histogramme ne touchent pas les bords gauche et droit.
On va jouer sur le curseur noir du filtre Camera Raw  afin de ramener la pointe de l’histogramme du coté des noirs  pratiquement contre le bord  gauche (si elle n’y était pas) ; cela revient à remettre du noir et ainsi faire  le point noir.  On fait de même avec le point blanc qu’on ramène à droite contre le bord droit pour faire le point blanc. La photo est bien améliorée elle contient des tonalités allant du blanc au noir.

Cr19.JPG

 

Point chaud et histogramme :

Une photo peut contenir des points chauds : un reflet métallique par exemple qui sera complétement blanc ou comme ci-dessous le soleil qui fera un rond blanc pur.

histogramme_cramé.JPG

La photo n’est pas cramée puisque le reste de l’image est correctement exposée et il est bien normal que le soleil soit en blanc pur ; mais l’histogramme indiquera une montée des blancs sur le bord droit : c’est le soleil ; la photo elle même n’est pas écrêtée.

 

Histogramme couleur :

Jusqu’à présent nous avons raisonné sur l’histogramme global en tenant compte des 3 couches RVB ou sur l’histogramme des tonalités ; mais pour certains domaines il est possible de regarder une couche particulière.

Un exemple, s’il y a un visage sur la photo très clair, de la peau donc, cette peau est principalement composée de rouge . On peut avoir l’impression parfois de cramé mais regardons la couche rouge. Si celle -ci,  quand elle est composée  uniquement de rouge (et non mélangée à du vert ou du bleu car ce n’est plus du rouge) n’est pas contre le bord droit , et qu’elle est  à distance du bord droit  c’est que le visage n’est pas cramée.

 

Aspect en peigne.

Un aspect un peu particulier : l’aspect en peigne qui indique qu’il y a des trous dans l’histogramme avec des tonalités qui manquent (par exemple niveau 100=25 ; niveau 101=0 ; niveau 102=26…).

Cet aspect apparaît quand, par exemple, sur une image 8 bits/couche (un jpg), on étale l’histogramme. Comme il n’y a que 256 niveaux en 8 bits, il y a forcement création de trous avec cassure de tons. Cela montre la mauvaise qualité d’une image cet aspect en peigne ou un post traitement excessif . De même quand on passe l’image en 16 bits>8 bits>16 bits.

En 16 bits il y a 65536 niveaux par couleur et cet aspect en peigne est bien moins fréquent.

histo18.JPG

 

 

2- Histogramme d’un Raw.

Dans Camera Raw ou Lightroom, si vous êtes sur un Raw, l’histogramme correspond à l’image affichée sur l’écran (l’aperçu Jpg) et pas le Raw.

L’histogramme est donc trompeur (certains diront qu’il est FAUX).

Exemple d’un histogramme d’un Raw affiché sur Camera Raw, il montre ce qu’il est affiché sur l’écran :

histo21.JPG

En réalité si on avait la vraie courbe de luminosité du Raw, il montrerait une dynamique bien plus grande.

La dynamique des tons sur le Raw est plus importante que le laisserait croire l’histogramme affiché. Sur un Raw il y a 1 à 2 IL de plus dans les blancs et les noirs que sur un Jpg.

Malheureusement Camera Raw ou LR ne montrent que l’histogramme de l’aperçu .

Il existe certains logiciels qui permettent d’examiner la totalité de la plage dynamique des Raw (RawDigger mais c’est un peu complexe et payant, DXO).

Donc, l’histogramme affiché dans Camera Raw ou LR peut entrainer une erreur d’interprétation : On peut en effet parfois récupérer un Raw soi-disant écrêté sur l’histogramme de l’aperçu mais qui en réalité contient des données non visibles  sur l’histogramme .

Un exemple : voici une photo ou la fenêtre parait, dans Camera Raw complètement cramée:

histo20.JPG

L’histogramme de Camera Raw  (ou celui qui serait sur votre appareil photo) montre d’ailleurs des blancs cramés (écrêtage des blancs avec aucun détail dans la fenêtre). Si on demande à voir les zones cramées ( en cliquant sur le triangle en haut à droite) , toute la fenêtre est déclarée comme cramée.

histo21.JPG

En fait l’histogramme est faux car il y a une zone à droite de 1 à 2 IL non visible et le Raw enregistre bien plus d’information que le laisserait croire l’histogramme..

Il suffit de réduire les hautes lumières, pour faire apparaitre quelques détails sur le fenêtre :

histo22.JPG

histo23.JPG

 

Sur une photo en Jpg, récupérer les bouchés ou cramés est illusoire ; par contre en Raw, on peut récupérer 1 à 2 IL dans les blancs et les noirs (cela dépend du capteur). Encore un intérêt de shooter en Raw.

 

3- Sur votre appareil photo.

Sur l’écran à l’arrière de l’appareil : :

  • Si vous shootez en JPG, l’image affichée à l’arrière de l’appareil  est le JPG et l’histogramme est calculé sur ce JPG ; l’analyse se fait donc comme sur celui d’une image bitmap : on voit réellement les problèmes d’expositions : une image cramée sera réellement cramée.
  •  Si vous shootez en Raw, l’histogramme est calculé sur l’aperçu Jpg ; l’histogramme correspond à l’image affichée sur l’écran arrière et pas le Raw enregistré. Ce qui peut entrainer une erreur flagrante pour un Raw car la dynamique des tons sur le raw est plus importante que le laisserait croire l’histogramme affiché : On peut en effet parfois récupérer un raw soi-disant cramé sur l’histogramme du boitier mais qui en réalité contient des données non visibles sur l’histogramme. L’histogramme du boitier est donc un mauvais instrument car ne montrant pas les possibilités du Raw. On peut par erreur effacer une image notée comme cramée sur l’appareil alors qu’elle est parfaitement exposée sur le Raw.

 

On le redit : les appareils photos ont souvent des détecteurs de bouché et de cramé qui montrent ces zones en rouge ou bleu clignotantes mais attention, c’est l’aperçu JPG qu’on voit sur le boitier mais si on est en Raw il est possible que les zones notées comme bouchées ou cramées ne le soient pas. L’histogramme de l’appareil est donc trompeur en Raw et ne peut en aucun cas analyser correctement l’exposition.

Pour les photographes qui shootent en Raw ; sur les zones « bouchées  » on récupère  du détail mais au prix d’un bruit numérique plus ou moins important.

Les zones cramés sont bien récupérées et de bonne qualité, toujours dans les limites de l’exposition du Raw.

C’est pour cette raison que certains photographes sur-exposent légèrement leurs photos Raw  ( d’1.3  IL environ) : bien que l’histogramme de leur photo sur le boitier indique une zone cramée et bien que l’image soit un peu claire et sur-exposée, en post traitement on récupérera les zones claires avec plein de détails en réduisant l’exposition d’un IL. Alors que s’il avait fallu éclaircir les noirs il y aura moins d’information et plus de bruit dans les noirs.

La aussi , de manière générale sur le boitier, si on expose à droite, l’histogramme n’est pas de bon conseil. 

 

En conclusion :

L’histogramme est trompeur sur les Raws et sur l’écran du boitier.

Il exprime par défaut une analyse des tons sur la totalité de l’image alors que parfois une seule zone nous intéresse.

Il faut bien comprendre l’écrêtage et  la différence entre sur exposé et cramé ou sous exposé et bouché.

Si l’histogramme permet parfois de répondre à des questions comme « mon image a t-elle assez de contraste? est-elle cramée ? Comment régler mon point noir ? en aucun cas elle ne permet de déterminer si la photo est  réussie et belle.

Lasserre Philippe, juin 2019.

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