Sociaux et recherche

11 nov. 2012

Le contraste d'une photo: définition, illustration et réglage


contraste-noir-blanc


Le contraste est une notion qui revient fréquemment lorsque l'on s’intéresse à la photographie: on juge le contraste d'une image, des logiciels permettent de le régler et même les capteurs et les objectifs ont un rôle à jouer. Ce billet aborde toutes ces notions.





Définition et calcul du contraste


Le contraste d'une photo est lié à la notion de luminosité, instinctivement une image parait contrastée lorsqu'elle mêle des zones très lumineuses et des zones très sombres.


Il existe deux approches pour calculer le contraste, la première consiste à regarder l'écart entre sa luminance minimale et sa  luminance maximale. La formule est la suivante:

formule-contraste-photo

Où lum(Max) désigne la luminance maximale de l'image et lum(Min) sa luminance minimale.
Remarque: la luminance désigne l'intensité lumineuse, je l'ai mis pour la formule mais je parlerai plus volontiers (et à tord) de luminosité.

Avec cette formule une photo est très contrastée si son histogramme est très étendu.


Une seconde approche, plus fine, s'intéresse au contraste local de tous les points de l'image et calcul la moyenne pour l'ensemble de l'image. On utilise la même formule qu'au dessus mais les Min et Max sont limités au voisinage de chaque point (par exemple dans un rayon de 2 pixels).

Avec cette méthode un photo est très contrastée si son histogramme est très étendu et qu'il y a beaucoup de zones claires et sombres, avec des transitions franches entre les deux.


La valeur même du contraste d'une photo n'est pas utilisée, mais le ressentit est bien réel.


La photo ci dessous a un faible contraste, son histogramme est très étroit et la luminosité très homogène:

faible contraste photo histogramme

La photo suivante a un fort contraste, l'histogramme est très étendu et les clairs comme les sombres sont très présents. La sensations de contraste est renfoncée par la présence de silhouettes très sombres sur fond très lumineux.
fort contraste photo histogramme
Une photo contrastée a plus d'impact visuel (il n' y a qu'à regarder les photos des pubs) une photo faiblement contrastée peut quant à elle amener une ambiance plus douce, plus rêveuse.



Modifier le contraste d'une photo par logiciel


Les logiciels de traitement photo proposent tous un réglage du contraste. L'action est simple: lorsqu'on l'augmente l'histogramme "s'étire" sur les côtés, les tons clairs deviennent plus clairs, les tons foncés plus foncés. A l'inverse, le diminuer "contracte" l’histogramme.

On peut également jouer avec la courbe de tonalité ainsi qu'avec les niveaux. Il s'agit là aussi d'étaler l'histogramme et de rendre les extrêmes plus présents.



Ci dessous trois exemples de (mal)traitements d'une même photo:

traitement contraste photo fort-moyen-faible

Le contraste est respectivement:
  • Trop mou: l'histogramme est étroit, les gris son peux nuancés. L'image est fade.
  • Assez fort pour que l'histogramme soit le plus large possible, la dynamique de l'image est agréable.
  • Trop accentué: les noirs sont bouchés, les blancs sont brûlés: on a des grosses zones toutes blanches et toutes noires.

Tout est une question de dosage: il est rare d'avoir un joli résultat en poussant les curseurs à fond..



Les limites du capteur


On l'a vu: le contraste d'une photo est proportionnel à sa dynamique lumineuse, mais celle ci est limitée par le capteur de l'appareil photo:
  • La dynamique maximale que l'on peut saisir dépend de contraintes technologiques, c'est le paramètre "plage dynamique" (en EV) du capteur. De nos jours les capteurs atteignent facilement 14EV.
  • La montée en ISO réduit également la plage dynamique: elle est optimale à la valeur minimale des ISO et se dégrade par la suite.

Un moyen de dépasser les limites du capteur est la pratique du HDR: plusieurs clichés sont pris à différentes expositions et les images sont ensuite fusionnées par logiciel.. mais le rendu est vite très artificiel (pour ne pas dire d'un goût douteux).




Mesure du contraste pour définir la résolution d'un objectif


L'idée est la suivante:
  • On photographie des paires de bandes noires et blanches de largeurs variables.
  • La résolution limitée de l'objectif induit un flou: les bandes noires et blanches vont se mélanger: les bandes blanches vont devenir plus foncées et les bandes noires plus claires.
  • On mesure le contraste de chaque paires de bandes.
  • Un seuil minimal étant fixé en amont, on peut définir la résolution de l'objectif.


Ci dessous une mire de test, les bandes sont noires et blanches, le contraste est maximal:

test-resolution-bandes-noires-blanches

Mais l'objectif et ses limites font baisser le contraste entre les bandes à mesure qu'elle deviennent plus étroites:

test-resolution-objectif-flou

Un seuil (la plus part du temps 50%: MTF50) permet de connaitre la taille du plus petit détail que l'objectif saura reproduire avec un contraste acceptable, c'est la résolution de l'objectif.



Dernière mise à jour le:
par Pierre LPEF