Luminosité, luminance, corrections

PC/Photo/TV
Image, Image noir et blanc
Luminosité, luminance
Objectif, introduction
Analyser et caractériser la luminosité des différentes parties d’une
image (tonalité achromatique). Étudier les réglages à apporter.
Rappel : domaines physique et sensoriel
Luminosité, luminance, image : définitions
Palette des gris, affichage d’une image
Luminosité, contraste, réglage de lumière
Gamma, correction de gamma, courbes tonales
Histogramme
Ce travail doit permettre de comprendre les fondements de l’image
monochromatique et les réglages lors de son traitement et de
son affichage.
Ressources :
Tech. AV & MM (Dunod)
TV & écrans LCD plasma (Dunod)
1- Domaines physique et sensoriel
Physique
Sensoriel
Stimulation lumineuse
Sensation visuelle
Bâtonnets
Intensité (w) ou
luminance (cd/m2)
Chrominance:
- Longueur d’onde (nm)
- Facteur de pureté (%)
Luminosité (sombre, clair)
Cônes
Chromaticité:
- Teinte (violet, bleu, etc.)
- Saturation (pâle, vif)
Rappel des notions fondamentales
Perception visuelle (dia)
2- Luminosité, luminance
Flux lumineux :
- Caractérise la lumière émise ou réfléchie par la surface
d’un objet, dans une direction donnée.
- L’énergie lumineuse s’exprime en lumen.secondes (lm.s)
l’intensité lumineuse est en candela (cd) ou lm/sr
Luminance :
Terme souvent utilisé en transmission vidéo pour
désigner le signal qui permet la reproduction d’une
image en noir et blanc.
Quand il s’agit d’une mesure optique, la luminance
s’exprime en candela par mètre carré (cd/m2)
« Brillance » : mot à réserver. Dans quel sens est-il souhaitable de l’utiliser ?
Tech. AV & MM (Dunod)
3- Image (définitions)
- Affichage sur un écran CRT, LCD, plasma (ou autres) de
l’image à proprement parler.
- Résultat d’une impression sur papier (ordinaire ou non) ou
sur papier photo.
- Fichier contenant des données et des « métadonnées »
(informations décrivant le type de contenu, …).
Le fichier peut être obtenu à partir d’un :
Appareil photographique numérique, caméra
Scanner
Logiciel, …
L’image est aussi la reproduction, sur la rétine, de ce qu’on voit !
Définir précisément le sens et le rôle de « données » et « métadonnées ».
3- Image
- Sous forme de fichier, l’image est une suite de nombres
binaires.
- La qualité d’une image imprimée dépend de la qualité du
papier, des encres, de l’imprimante.
- La qualité d’une image affichée dépend de la qualité de
l’écran, de la lumière ambiante.
Conclusion :
Il est nécessaire de se fixer des éléments de référence.
Les grandeurs colorimétriques sont exprimées en valeur
relative (valeurs données en pourcentages).
Monter en quoi l’image n’existe pas en tant que « valeurs absolues ».
4- Palette des gris
- Une image noir et blanc ne comporte que des niveaux de gris
qui composent la palette des gris.
- La palette s’étend théoriquement de 0 à 100 %. On appelle
point blanc et point noir les valeurs extrêmes.
0
128
0
100%
50%
50%
(impression)
Point noir
255
(vidéo)
100%
0
Point blanc
Considérant un codage sur 8 bits, 256 niveaux de gris
peuvent théoriquement être reproduits (échelle des gris).
Déterminer pourquoi l’étendue de la palette des gris dépend du contenu de l’image.
Tech. AV & MM (Dunod)
5- Image noir et blanc (affichée à l’écran)
- Les points blanc et noir, l’étendue de la palette des gris
dépendent de l’écran et de la lumière ambiante.
- Les réglages permettent d’ajuster le point noir (et le blanc?)
[différents selon la technologie d’affichage].
Point blanc
Point noir
Caractéristique de
transfert
La pente mesure
le contraste
La dynamique du signal de commande et les caractéristiques de
l’écran (réglages, …) déterminent le contraste.
Définir « dynamique du signal ». En électronique, donner un exemple de structure
permettant d’agir sur la dynamique.
TV & écrans LCD plasma (Dunod)
6- Modification du contraste (écran)
Outre la luminosité moyenne (tonalité) qui est modifiée, le
contraste modifie la lisibilité des détails de l’image affichée.
En quoi le changement de contraste modifie-t-il la palette des gris ?
TV & écrans LCD plasma (Dunod)
7- Luminosité (image à l’écran)
- La luminosité moyenne de l’image reproduite à l’écran dépend
du réglage du point noir et de la palette des gris.
- La luminosité moyenne résulte de la lumière émise et de la
lumière réfléchie par l’écran.
Point noir
Le point noir dépend des caractéristiques de l’écran, des
réglages et de l’environnement de fonctionnement
Monter en quoi la détermination du point noir est un élément de la qualité d’affichage.
TV & écrans LCD plasma (Dunod)
8- Réglage de lumière (écran)
Quand le réglage de lumière est modifié, l’étendue de la
palette des gris est conservée
En fonction de quel paramètre extérieur faut-il modifier le réglage de luminosité ?
TV & écrans LCD plasma (Dunod)
9- Gamma
- La luminance (domaine physique) est la stimulation lumineuse
La luminosité est la sensation visuelle (domaine sensoriel).
- La relation entre luminance et luminosité n’est pas linéaire :
elle correspond à une courbe logarithmique.
- La réponse du CRT n’est pas linéaire. Pour avoir une réponse
globale linéaire (TV), le signal vidéo est corrigé en gamma.
A l’origine de la télévision, comment est définie et implantée la correction de gamma ?
TV & écrans LCD plasma (Dunod)
10- Correction de gamma
La Correction de gamma permet de modifier les données
d’un fichier afin de corriger l’image reproduite.
Pourquoi la correction de gamma est-elle différente selon le type d’écran ?
TV & écrans LCD plasma (Dunod)
11- Courbes tonales
- Il s’agit d’un outil de correction utilisé par les logiciels de
traitement d’image (Adobe Photoshop, Corel, …).
- La courbe donnée dans la boîte de dialogue représente la
plage tonale de l’image (palette des gris).
Attention : les données d’entrée sont en ordonnée, les sorties sont en abscisse !
12- Histogramme
- Il évalue la répartition des tons (clairs, foncés, …) dans
l’image (Appareil photo, Adobe Photoshop, Corel, …).
Quels avantages y-a-t-il à connaître et retoucher (quand c’est possible) l’histogramme ?
Travaux dirigés, compléments
- Combien de tons différents peut contenir une image codée
sur 8 bits ? Retrouver la palette des gris associée.
- Quel serait le résultat pour un codage sur 3 bits ?
Retrouver la palette des gris associée. Conclure.
- Quelle est l’origine de la correction de gamma ?
Quelle utilisation en fait-on ?
- En quoi le contraste améliore-t-il la visibilité des détails ?
Quelle(s) conséquence(s) indésirable(s) peut-il y avoir ?
- Déterminer l’allure de la courbe de tonalité permettant
d’améliorer la lisibilité dans les tons sombre ?
- Expliquer en quoi l’histogramme peut être une aide à la prise
de vue ?
Les résultats peuvent être vérifiés en utilisant les ressources informatiques
(Corel Photo, Adobe Photoshop… )
Luminosité, luminance
Fin
Merci de votre attention, …