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Zebra et Histogramme en vidéo

mais comment ça marche ?

 

15 novembre 2017 par Thierry Philippon

 

zebra histogramme

En vidéo, exposer correctement est aussi difficile qu'en photographie, voire plus. Alors les ingénieurs ont imaginé des aides visuelles "objectives" qui court-circuitent l'écran, et permettent de savoir si l'image qu'on s'apprête à enregistrer sera correctement exposée ou non. Ces aides sont le zébra et l'histogramme qu'on retrouve presque systématiquement sur les caméras hauts de gamme et de plus en plus souvent, sur tous les boîtiers photo. Le zébra s'est quasi généralisé chez Sony par exemple.


Le zébra, appelé aussi motif zebra (pattern zebra en anglais) assiste le réglage de l’iris pour assurer la meilleure exposition, celle du diaph. "Assiste" signifie que le zébra apporte une aide visuelle qui doit entraîner l'action du cadreur (faut bien qu'il bosse un peu, non ?) si le zebra signale quelque chose d'anormal. Le cadreur doit alors jouer avec l'iris et / ou parfois le gain et / ou la vitesse d'obturation. Le plus souvent, l'iris suffit et s'avère le mieux adapté.


Le Zebra ne sert pas à éviter de récupérer les imperfections en post-production. Une image cramée est rarement rattrapable au montage alors qu’avec le zebra, on limite les dégâts, voire on expose correctement. Au pire l'assistance du zébra aide à recadrer si aucune autre solution électronique n'est satisfaisante.


L'Histogramme est complémentaire du zébra ou peut se substituer à lui. On l'affiche dans le le même but (régler l'exposition au mieux) mais il ne se présente pas de la même façon. C'est une mesure "objective" qui s'affiche sous forme graphique noire dans un petit carré ou un rectangle. À gauche, les parties sombres ou sous-exposées de l'image, à droite les parties claires et au centre, les parties ni sombres ni claires.


Voyons ces deux notions en détail.



> LIRE LA SUITE : le zébra en vidéo

le zébra en vidéo

zebra peau

Le zébra, appelé aussi motif zebra (pattern zebra en anglais) assiste le réglage de l’iris pour assurer la meilleure exposition possible. "Assiste" signifie que le zébra apporte une aide visuelle qui doit entraîner l'action du cadreur (faut bien qu'il bosse un peu, non ?) si le zebra signale quelque chose d'anormal ou qui ne convient pas au cadreur. Le cameraman doit alors jouer avec l'iris et / ou parfois le gain et / ou la vitesse d'obturation. Le plus souvent, c'est juste l'iris.


Contrairement aux bêtises qu’on peut lire sur le Web, le Zebra n’est pas spécialement pratique pour éviter d’avoir à récupérer les imperfections en post-production. Une image cramée est rarement rattrapable au montage alors qu’avec le zebra, on limite justement les dégâts. Au pire l’assistance du zébra aide à recadrer si aucune autre solution électronique n'est satisfaisante.


Le zébra peut aussi avoir une utilité détournée comme celle de déceler, sur une surface uniforme en intérieur, si celle-ci est justement uniformément éclairée.


Dans l’absolu, on peut se passer de zébra mais on prend le risque, surtout avec les caméras aux capteurs manquant de dynamique, de se retrouver avec des images mal exposées.


zebra

Sur certaines caméras (y compris les plus récentes comme les FDR-AX700 / PXW-Z90), on bénéficie de plusieurs zébras (j'y reviens plus loin) qui permettent d’afficher cette fameuse indication de luminosité qui se manifeste par des hachures caractéristiques (nommées aussi zébrures ou rayures ou encore "rayons diagon." chez Sony), hachures qui bien sûr, ne s’enregistrent pas. C’est un affichage, pas une incrustation. Et si le zébra vous gêne même en affichage, vous pouvez bien sûr le débrayer. En effet, les hachures à l’écran peuvent gêner certains utilisateurs pour cadrer car elles peuvnt devenir un peu envahissantes puisqu'elles apparaissent en superposition à tout endroit du cadre où la luminosité est forte.


Sur les appareils dotés d'un zébra basique, le niveau du zébra est standard et correspond à 70%. Cela veut dire qu le zébra démarre à 70%. En général, il peut afficher jusqu'à 90% par pas de 5% ou 1% parfois, entre 70 et 90%. Sur les boîtiers dotés d'un double zébra, on retrouve classiquement un zébra à 70%, l’autre à 100% ou si vous préférez, entre 90 et 100%.


zébra mal réglé

Schématiquement, en réglant sur 70%, on voit les zones correctement exposées, tandis qu'à 100% (ou autour de 100%), on peut détecter les zones surexposées qui sont dans ce cas hachurées franchement. En réglant sur 70%, la logique est plutôt de chercher à faire apparaître assez nettement les zébrures sur les zones claires (les zones très claires doivent être comme "auréolées"), sans quoi on risque d’être sous-exposé (selon la nature de l’image bien sûr) alors que la logique du 100% est plutôt de chercher à faire disparaître les zones trop hachurées, signe d'une surexposition.


Les techniciens retiendront que le zébra 70 correspond à environ 70 IRE (Institute of Radio Engineers). Le zébra 100 correspond à environ 100 IRE, c'est un blanc totalement "brûlé". A l'opposé, le 0 est un noir complètement "bouché".


Ce qui est compliqué à admettre pour le débutant, c’est qu'à 70%, il ne faut surtout pas régler l’iris de façon à supprimer les zones hachurées. Sinon, l’image risque d’être trop sombre. Il faut "en garder un peu sous le coude" et faire l'inverse : partir d'une image sous-exposée sans rayures et ouvrir l'iris jusqu'à ce que des rayures franches apparaissent à 70% de zébra ! Au pire, si ce n’est pas du tout hachuré à 70%, ça ne signifie pas que c’est sous-exposé, mais que l’on a affaire à des zones qui sont tout simplement moins exposées à la lumière.


Par contre, à 100%, des zones hachurées trop violentes et / ou trop nombreuses, seront à coup sûr le signe d’une image surex (la surexposition peut se manifester dans l'absolu dès 75-80%). Le 100% sera sans détail sur les zones hachurées.


Pour les visages, il vaut mieux surveiller qu'il y a des hachures, mais pas trop en réglant à 70%. Ou, autre méthode, partir du 100% et baisser jusqu'à ce que les hachures soient raisonnablement présentes. On doit se situer entre 70 et 75% dans ce cas.


zebra histogramme
Ici le zébra à 100% aurait permis de voir immédiatement que la zone du plumage était bien trop blanche.
zebra histogramme
Ici non plus, le zébra n'a pas été utilisé pour vérifier l'image alors que le plumage était légèrement trop clair. Un zébra à 70% aurait suffi.
zebra histogrammezebra histogramme
Ici enfin on a pu finement régler l'exposition avec le zébra à 70%.

Ce qui est également ardu à assimiler pour le débutant (et parfois l’expert!), c’est que la nature de l’image interfère aussi sur les réglages. En fait le réglage à 70 % n'a qu'une fonction (très !) indicative. Ainsi un champ de neige à la montagne ne va pas faire réagir le zébra de la même façon que l’intérieur d’une grotte ! Ou sans être aussi caricatural, le champ de neige fera plus réagir le zébra que ma belle-mère sur le rebord de sa piscine, qui elle même réagira davantage qu’un sentier de sapins bien sombre.


Mais si je cadre la piscine et le marbre qui dalle les abords de la piscine, ça peut « claquer ». Autre problème, si l'on filme un visage en gros plan, ou des mains, certaines peaux claires ne sont pas forcément bien exposées à 70 % même si à l'origine le 70% a plutôt été conçu pour maîtriser le rendu de la peau d'un humain. Et on risque dans ce cas le fameux effet dit "fromage blanc". Bref, comme on le voit, tout peut dépendre aussi de la nature du sujet et parfois même du cadrage du sujet.


Notez que sur une caméra basique, on ne peut pas afficher le 70% et le 100% en même temps. C’est l’un ou l’autre. En revanche, certaines applications (comme Filmic Pro ou Mavis Camera pro) en sont capables, les deux types de zébras se distinguent alors par une couleur différente.


Ces 2 niveaux de zébras peuvent parfois être réglés librement. Sur un FDR-AX700 par exemple, on bénéficie d’un Zébra 1 et Zébra 2, et on peut paramétrer les niveaux avec le pourcentage que l’on veut. Il est intéressant de régler le zébra 1 à un seuil assez bas (ça peut être de 60% par exemple), et le zébra 2 à un seuil assez élevé (classiquement 100% c'est bien).


Sur un FDR-AX700, la plage réglable va même de 0 à 109%. La valeur de 109% est fréquente sur les caméras, qui poussent jusqu'à un écrêtage fixé à 109%.


zébra

Sur les caméras les plus pros ou les plus récentes (dont les FDR-AX700/ PXW-Z90 / HXR-NX80), on a en plus un niveau d’ouverture du zébra 1 réglée entre 2 et 20%, probable héritage des F5 / F55 de Sony. Qu'est-ce que cela signifie ? Simplement qu 'à partir d'une valeur donnée, vous pouvez régler la tolérance maximum de cette donnée, en plus ou en moins. Autrement dit, si vous êtes à 75% en zébra1 et que vous réglez le niveau d'ouverture au maximum à à 20%, vous évoluerez entre 60% et 90%, avec une position médiane à 75%. Voili voilou.


histogramme


Le zébra pose un problème pratique qui a pour conséquence qu'il n'est pas toujours utilisé. Les zones zébrées recouvrent l'intégralité de l'image, masquant le cadre ou surtout, gênant une mise au point très précise. Le problème est plus aigu en grand-public car les viseurs sont de moins bonne résolution. En pro, la qualité du viseur permet d'exploiter le zébra tout en conservant une acuité honnête sur le cadre.


L'idée est donc d'utiliser le zébra - si l'on peut prendre ce temps - en standby, lors de la préparation du plan. De désactiver le zébra (en pro, en l'assignant à une touche, c'est rapide) pour parfaire sa mise au point (si besoin) et de filmer seulement après ces deux phases d'approche.



(Zebra et Histogramme en vidéo)

l'histogramme en vidéo

histogramm
histogramm

Complément du zébra, l'histogramme se présente sous une forme graphique qui représente la répartition des valeurs de l'image. En bénéficient appareils photo, caméras pros (parfois amateurs) et logiciels de retouche bien sûr.


L'histogramme est une mesure plus objective, et moins aléatoire que le zébra, mais moins facile à décrypter pour en tirer une image correctement exposée. Une certitude : en plein soleil, l'aspect très contrasté de l'histogramme fait qu'on le discerne mieux que les zébrures sur écran.


A gauche de l'histogramme, on dénombre les tons sombres et foncés de l'image alors qu'à droite ce sont les tons clairs, et lumineux. Au centre, on voit les parties "ni sombres ni claires", qu'on nomme "moyennes". Tous les histogrammes sont à lire de cette façon.


En ordonnée, on voit la proportion des pixels pour chaque valeur des images (il y a 255 valeurs en 8 bits, davantage en 10 bits) qui se trouve sur l'axe des abscisses. Les sommets élevés signifient que le nombre de pixels correspondant à ces valeurs sont élevés.


L'histogramme peut être en Noir et Blanc ou en couleurs. Dans ce dernier cas, les couleurs présentes sur l'histogramme désignent la proportion de couleurs primaires et complémentaires.


histogramm
aaaa

A gauche (sur l'histogramme, pas sur la photo !), on est censé discerner les basses lumières si elles existent, autrement dit les parties sombres ou sous-exposées de l'image; ici leur présence est quasi nulle, en tout cas très faible.


A droite on distingue les hautes lumières, c'est à dire les parties claires. Ici elles sont ultra dominantes, trahissant beaucoup de hautes lumières, d'où le rendu surexposé de l'image. Les tons clairs désignent l'édifice en pierres qui claque sous le soleil et le ciel, très lumineux lui aussi vers 1H de l'après-midi en plein mois d'août.


Retenez que lorsque l'histogramme "penche" très à gauche ou très à droite (ci-dessus), c'est qu'il manque des détails dans l'image. Ici on est limite : l'histogramme jouxte le bord droit sans le toucher, ce qui laisse à dire que les détails de l'image sont encore visibles, mais l'image est objectivement surex.


Conservez aussi à l'esprit qu'une zone dans la partie gauche peut être récupérée alors qu'à droite, une zone dans la partie droite sera cramée...


histogramm
histogramme

Ici situation inverse, tous les pixels sont à gauche car l'image est considérée comme très sombre avec un pic très marqué à gauche, dès le bord, donc dès les premières valeurs de noir. Le fait est, on a affaire à un contre-jour manifeste ! Les vitres du car, pourtant très claires, apparaissent timidement à droite.


anjuna
central histogramme

Ici l'image est correctement exposée, avec de beaux pics étalés au centre, signe d'une image à l'exposition plutôt bien équilibrée, avec des demi-tons nombreux.


Les histogrammes sont ici ceux obtenus avec le logiciel LightRoom 6 d'Adobe.


comparaison histogrammess

Comme je pense que vous commencez à comprendre de quoi il en retourne, pour finir, voici deux images comparées, moins caricaturales, mais éloquentes.


A gauche, prise avec un Lumix GH4. On a fait gaffe à l'exposition générale, utilisé le zébra, et l'histogramme. Résultat : l'image est un peu sombre, mais bien équilibrée d'un point de vu Exposition malgré les tonalités différentes. C'était le compromis auquel on voulait parvenir. Et l'histogramme confirme la bonne tenue de l'image en montrant un pic vers le centre, une masse importante plutôt vers les zones sombres, et un descente en douceur vers les zones claires.


A droite prise avec un camescope de 2007 : pas de zébra pas d"histogramme et un automatisme qui a éclairé l'avant-plan mais du coup, a surexposé l'arrière-plan. L'histogramme confirme la difficulté avec un gros pic à droite montrant que les blancs sont un peu brûlés...


histogramme
Enfin signalons parfois l'existence d'une option permettant d'activer le zébra dans l'histogramme. A ce moment-là, une ligne s'affiche dans l'histogramme. Cette ligne correspond au niveau de luminosité réglé dans [ZEBRA].


(Zebra et Histogramme en vidéo)

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