De la sensibilité ISO, ou plutôt de l’amplification du signal

Principes généraux

Avec l’ouverture du diaphragme et la vitesse d’obturation, la sensibilité ISO est l’un des paramètres d’exposition sur lequel le photographe peut intervenir. Attention, ce paramètre ne permet pas de capturer plus de lumière. C’est une amplification (analogique ou numérique) du signal électrique produit par le capteur, après la fermeture de l’obturateur et avant enregistrement de l’image sur la carte mémoire.

Cette méthode soulève un problème : Plus le signal est amplifié, moins il est pur. Donc plus la sensibilité ISO sera élevée, plus l’image perdra en précision des détails, en dynamique et en saturation. Prise à très hautes sensibilités, la photo paraît granuleuse, fade et désaturée. On parle alors de photo bruitée. Bruit de luminance pour le grain qui apparaît sur toute l’image, bruit de chrominance pour les dérives de couleurs qui apparaissent généralement dans les zones sombres de l’image.

Néanmoins, il arrive souvent que nous n’ayons pas le choix. Dans ce cas, il vaut mieux une photo bruitée, que pas de photo du tout. Avec les appareils photo numériques actuels, monter à 3200 ISO n’est pas réellement problématique. Au-delà, il vaut parfois mieux modifier l’ouverture ou la vitesse pour pouvoir capter plus de lumière. Il faut dans ce cas être vigilant à la profondeur de champ et au flou de bougé du photographe ou du sujet.

Chaque palier d’ISO est un doublement de la valeur précédente. Ainsi l’échelle ISO d’amplification du signal est, en numérique, 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6400, 12 800, 25 600, etc. Élever la sensibilité d’un cran dans cette échelle équivaut à +1 cran d’exposition. Ces crans sont appelés EV (exposure value) ou IL (indice de lumination). En ce qui concerne la luminosité de l’image capturée, x2 ISO équivaut à ouvrir le diaphragme d’un cran de plus ou à diviser la vitesse d’obturation par 2.

À retenir

Plus la sensibilité ISO augmente, plus le signal sera amplifié et plus l’image capturée sera claire, mais détériorée. Les plus petits détails de la scène capturée seront perdus et, en cas de mauvais réglages, il y a risque de surexposition. Il est néanmoins incontournable de devoir monter en sensibilité quand la lumière vient à manquer pour obtenir une photographie correctement exposée.

En pratique

En raison de son effet direct sur la qualité générale de l’image, la sensibilité est le dernier paramètre à ajuster. Après avoir choisi l’ouverture du diaphragme et la vitesse d’obturation, il faut ajuster la sensibilité en fonction de la luminosité souhaitée. Fervent défenseur des réglages manuels en ce qui concerne l’ouverture et la vitesse, je vous encourage vivement à utiliser la fonction ISO Auto. Avec des réglages d’ouverture et de vitesse cohérents pour la scène photographiée, l’appareil augmentera la sensibilité ISO afin de conserver une luminosité correcte. Si l’image paraît trop claire ou trop sombre, vous pouvez toujours ajuster l’exposition avec le correcteur d’exposition (symbole +/-) avant de faire une nouvelle prise de vue.

Utilisez le format RAW

En usage courant, il est souvent plus intéressant d’utiliser le format RAW. Ce format permet d’améliorer de nombreux paramètres sur la photo lors du développement sur un logiciel dédié (affinage de la balance des blancs, ajustement du contraste, de la saturation, etc.). Lorsque l’on veut monter en sensibilité, ce format devient incontournable. En effet, en RAW les informations de la photo n’ont pas été compressées (avec pertes) comme en JPEG. Ainsi le logiciel de développement de RAW dispose d’une grande quantité d’informations pour pouvoir appliquer ses algorithmes de débruitage. De plus, la montée en sensibilité se fait systématiquement dans les cas d’éclairages difficiles où la balance des blancs automatique donne des résultats aléatoires. Il est très simple de modifier la balance des blancs dans le logiciel de développement de RAW, tranquillement, a posteriori devant son écran d’ordinateur. Modifier une balance des blancs sur une photo prise en JPEG est complexe sinon impossible sur une photo capturée à haut ISO.

ISO invariance

Certains appareils photo numériques ont la réputation d’être ISO invariants. Cette caractéristique est simple : augmenter la sensibilité à la prise de vue ou a posteriori sur l’ordinateur, au moment du développement du fichier RAW, donnerait le même résultat. Ce serait notamment le cas des appareils Fujifilm. Certains capteurs Sony, à partir d’une certaine sensibilité, ont également cette réputation, à l’inverse des capteurs Canon. Ce serait dû au mode d’amplification du signal en sortie de capteur. Sur les capteurs Canon, l’amplification serait analogique et n’interviendrait pas tout à fait au même moment dans la chaîne du traitement de l’image interne au boîtier. Sony utiliserait une amplification numérique, donc logicielle. Ainsi, demander à l’appareil d’amplifier le signal reviendrait au même que de le demander au logiciel de développement du RAW.

J’ai voulu faire le test avec mon Sony RX1, qui aurait le même capteur que le Sony a7 de première génération. J’ai donc pris une série de photo avec les paramètres d’exposition bloqués pour une image correctement exposée à 12 800 ISO. Cette série commence à 800 ISO et fini à 25 600 ISO. J’ai ensuite corrigé l’exposition dans Capture One Express en appliquant +4 EV à l’image prise à 800 ISO, +3 EV à 1600, +2 EV pour celle à 3200, +1 EV à 6400 ISO et -1 EV à l’image prise à 25 600 ISO. J’ai également désactivé tout traitement du bruit et d’atténuation de la netteté intégrés au logiciel afin de ne pas fausser la comparaison.

Conclusion concernant le Sony RX1

Le Sony RX1 semble ISO invariant entre 1600 et 25 600 ISO (les anglophones diraient isoless). Aucune différence de bruit, de colorimétrie ou de dynamique n’est perceptible. On voit qu’à 800 ISO, le rideau derrière la chaise est plus sombre que sur les autres images. Les hautes lumières ont été préservées alors qu’elles semblent avoir été perdues lors de l’utilisation des autres sensibilités ISO. Apparemment, avec le Sony RX1, il vaut mieux photographier à ISO plus bas et sous-exposer à la prise de vue puis remonter les ombres lors du développement du RAW afin d’éviter de brûler les hautes lumières et conserver la dynamique de la scène.