Re: Photographie et vidéo - Artefacts, effets et méprises

[elevenaugustEquipe du forum]

6. Artefacts du capteur et de l'obturateur

Ces effets très particuliers ne sont pas au premier abord sources de confusion avec des OVNIs; cependant, on pourra trouver de semblables exemples présentés éventuellement comme des "manifestations paranormales", ou ne se produisant qu'en présence de personnes psychiquement "capables d'interagir avec l'appareil photographique" (Voir à ce sujet le cas Robbert Van Den Broeke), ce qui n'est de toute évidence pas le cas, comme démontré ci-dessous.

a. Exposition partielle

L'exposition partielle ne se produit qu'avec les capteurs CMOS, l'architecture des capteurs CCD ne le permettant pas.

Pour comprendre comment fonctionne ce phénomène, il est nécessaire au préalable de connaître le mode général de fonctionnement d'un obturateur "progressif" (ou "déroulant"), à l'instar de celui d'un obturateur "global".

Un obturateur global expose l'ensemble de l'image simultanément. L'image entière est ainsi exposée et commence à rassembler la lumière; puis lorsque la durée de la "vitesse d'obturation" prédéterminée s'est écoulé, le capteur de lumière arrête la collecte et transforme son exposition actuelle en une image électronique.
Il n'y a pas d'obturateur physique qui couvre et découvre le capteur; tout cela se fait au timing.
Au début de l'exposition, la totalité du capteur commence la collecte de la lumière, et à la fin de l'exposition les circuits de collecte de la lumière s'arrêtent et le contenu du capteur est ensuite "lu" pour devenir une image.

Un obturateur progressif est très différent. L'obturateur expose effectivement différentes parties de l'image à différentes périodes, "déroulant" ainsi l'image à travers le cadre. Encore une fois, ce n'est pas un véritable déclencheur physique en mouvement qui fait cela (par opposition à une caméra, qui a en fait un obturateur mobile physique). Au lieu de cela, le capteur est impressionné sur différentes parties, devenant ainsi sensibles à la lumière à des moments différents dans le temps, ce processus passant le long de la trame complète, jusqu'à ce que l'image entière soit exposée

L'exposition partielle est sans doute l'un des artefacts d'image les plus pernicieux, mais les moins rencontrés. Il se produit habituellement dans des circonstances où il y a un flash de lumière qui modifie de manière significative l'exposition - un flash d'appareil photo, un coup de foudre, feu d'artifice, etc

Voici à quoi cela ressemble:

[elevenaugustEquipe du forum]

b. Skew (Obliquité)

Avec le mouvement horizontal de la caméra, le capteur CMOS étant toujours exposé, les objets verticaux et eux-même en mouvement peuvent donner l'impression qu'ils sont «penchés» d'un côté ou de l'autre selon le sens du mouvement de la caméra.

Les effets sont parfois très surprenants:











Valable aussi pour les caméras, voir cet effet saisissant:

[elevenaugustEquipe du forum]

c. Wobble (oscillations, tremblements)

Cet artefact ne concerne que les vidéos, mais se procède de la même façon que pour le "skew". Il arrive essentiellement pour les films réalisés sans l'utilisation d'un trépied, à "main levée", et dans un environnement instable, sujet aux vibrations par exemple (avion....)

Techniquement, pour se représenter comment le wobble est susceptible d'affecter la numérisation d'une image, imaginez tourner une scène tout en inclinant vers le haut la caméra.
Si elle a bougé assez rapidement, il peut être possible pour vous de "rattraper" en quelque sorte, l'ouverture de l'obturateur depuis le bas du cadre, et donc pour la caméra d'"étirer" tout objet qui a été filmé..... il faudrait par ailleurs répéter ce même processus à plusieurs reprises, tirant et étirant l'objet depuis le bas du cadre, ce qui se produit avec les vibrations répétées et régulières produites par l'environnement.
Ou dans le sens inverse, l'image peut devenir artificiellement raccourcie ou comprimée. . Le résultat est que votre image entière devient "bancale", une manière de la décrire serait de dire que cela ressemble à une vidéo prise à travers une couche de gelée!

Capture extraite d'une vidéo:



Une vidéo caractéristique du phénomène:

[elevenaugustEquipe du forum]

d. Smear (coulure, trainée) ou blooming


Un "smear" se produit lorsque une partie très brillante d'une image ou d'une vidéo provoque la création d'une colonne entière de pixels saturés. Voici des exemples de smear:







Ce phénomène apparaît lorsque l'illumination du sujet est trop forte et sature les pixels. Cette saturation se manifeste généralement sur l'image sous forme de tache blanche dont la taille est proportionnelle à l'intensité de la source lumineuse.
Les données sont transférées depuis les pixels photosensibles du capteur, dans les registres à décalage ; elles sont ensuite traitées. Les pixels qui reçoivent des quantités excessives de lumière (photons) envoient leur charge excédentaire vers les pixels voisins et les registres adjacents. Ces derniers évacuent cette lumière, provoquant l'apparition de lignes sur l'image elle-même.

Notez que cet effet peut être aussi bien vertical, que horizontal voire oblique, et donne l'impression d'un faisceau de lumière projeté depuis la source lumineuse.

Tout point lumineux peux causer des smears, tels que ceux produits par des réverbères et des phares de voiture, il peut également se produire si l'appareil capture des flashs d'appareil photo, ou même avec le soleil.

Contrairement aux capteurs CCD, les capteurs CMOS fonctionnent différemment et sont à l'abri de tels artefacts. Comparaison:


CMOS capteur


CCD Capteur

Le blooming peut aussi se produire quand il y a de forts contrastes. La délimitation
entre ce qui devrait être le bord franc à la fois du spot et la poutre,
a été gommée par la forte luminosité du ciel:

[TelgarEquipe du forum]

Excellent travail, vraiment excellent, merci.
Cela va largement au delà de ce que je connaissais déjà, impec.

[InvitéInvité]

Je rejoins Telgar dans ses remerciements,

vraiment balaise, cela nous donne de très bonnes bases pour cogiter...

Très enrichissant !!!

Merci

[elevenaugustEquipe du forum]

Merci à vous deux!

J'espère que mon travail ne sera pas vain et puisse t'il servir de base pour tous afin de renforcer nos connaissances et ne pas se disperser inutilement sur ce qui est techniquement explicable.

Nous continuerons avec l'aliasing...

[elevenaugustEquipe du forum]

7. Crénelage (Aliasing)

Le crénelage découle directement du chapitre 5. qui traite de la résolution.
En effet, ce phénomène se produit lors du redimensionnement d'une image à une résolution différente (inférieure) de celle d'origine.
A la reconstruction à taille égale, des artefacts deviennent ainsi visibles qui se traduisent par l'apparition, plus particulièrement en bordure et en lieu et place des lignes visibles à la résolution d'origine, de "créneaux".

Cet effet est souvent à tort assimilé aux artefacts produits par une compression JPEG trop importante, or il n'en est rien, bien que l'apparence "pixelisée" soit tout à fait semblable.

Cet effet est désastreux en termes d'analyse d'image car il dégrade considérablement son aspect et rend les plus fins détails imperceptibles.
Il est hélas souvent employé pour des raisons d'économie dans l'incrustation de photographies dans des articles par exemple, réduisant à néant toute chance d'examiner celles-ci dans de bonnes conditions.
Il peut aussi être employé à des fins de tromperie afin de rendre des objets usuels suffisamment éloignés indiscernables et propres à se "transformer" ainsi en OVNIs, d'où, encore une fois, l'intérêt de n'examiner que des photographies dont on est certain qu'il s'agit d'originaux.

Exemple:



L'anti-aliasing (image de droite) est une méthode post-process permettant d'atténuer cet effet en ajoutant artificiellement des niveaux de gris "entre" les créneaux.

Aussi très utilisé en création 3D, avec Maya par exemple:

[nomade27Equipe du forum]

Elevenaugust,
Encore merci pour la qualité de votre travail et la pédagogie associée!
Je pensais qu'il serait bien de faire un avis pour expliquer le matériel de base à posséder pour faire des prises de vues peu contestables avec un choix de matériel judicieux

Capteur CMOS par exemple au lieu de CCD, doit-on retourner à l'argentique?
Enfin je sais pas les conseils comme éviter de zoomer ou compresser les fichiers etc...

C'est une idée comme ça...


Cordialement

[elevenaugustEquipe du forum]

Elevenaugust,
Encore merci pour la qualité de votre travail et la pédagogie associée!
Je pensais qu'il serait bien de faire un avis pour expliquer le matériel de base à posséder pour faire des prises de vues peu contestables avec un choix de matériel judicieux

Capteur CMOS par exemple au lieu de CCD, doit-on retourner à l'argentique?
Enfin je sais pas les conseils comme éviter de zoomer ou compresser les fichiers etc...

C'est une idée comme ça...


Cordialement

merci Nomade27,

Effectivement, un tutoriel serait intéressant et j'y travaillerais dès que j'aurais terminé la présentation du dossier ici.

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