L'histogramme en photo et en retouche

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Définition

L’histogramme montre comment les pixels d'une image sont répartis sur un graphique selon leur luminosité. Il s'agit cependant d'informations assez difficiles à interpréter et pour lesquelles il y a peu de règles générales.

Sil est incontestable que l'histogramme d'une images sous-exposée présente une majorité de pixels dans la zone sombre de l'histogramme allant jusqu'à des excès dans les parties les plus sombres (des piques trouent le plafond du graphique) et qu'à l'inverse, une image surexposée présente une large majorité de pixels situés dans la partie claire du diagramme, de nombreuses prises de vues correctement exposées où les sujets présentent des ambiances particulières (densité ou dominante de teintes) montrent elles ausi des histogrammes atypiques.

Histogramme image sur-exposée
Ci-dessus : une photo surexposée et son histogramme

Histogramme image sous-exposée
Ci-dessus : une photo sous-exposée et son histogramme

En post-production, l'histogramme est associé aux corrections réalisées par la commande de niveau. Outre l'utiisation classique des pipettes pour définir les points du noir et du blanc, son utilisation devrait se limiter à définir les valeurs des densités minimales et maximales pour les niveaux de sortie. A titre exemplatif, ce même histogramme permet de visualiser les pertes occasionnées après correction sur les valeurs de l'image lorsqu'on ne dispose que d'une image de faible profondeur (8 bits) par exemple lorsqu'on travaille sur une image JPEG.

histogramme du boîtier

L’histogramme que présente l'appareil est calculé à partir d’un aperçu JPEG codé sur 8 bits (même lorsqu’on a choisi le mode RAW) alors que la photo originale est enregistrée sur 12 voire 14 bits selon les modèles. Dès lors, ces histogrammes auront tendance à afficher des pixels brûlés en limite droite du graphique. Souvent, le format RAW permettra de récupérer du détail et de la matière dans les hautes lumières grâce aux niveaux supplémentaires qu'il permet de récupérer.

Comment détecter les problèmes à travers l’histogramme ?

Lecture de l'histogramme

L’axe horizontal (abscisse) représente l’ensemble des valeurs de luminosité potentielles de l’image : c'est la quantité de lumière (ou l’intensité lumineuse) sur 256 niveaux, allant de 0 (le noir) à 255 (le blanc)
L’axe vertical (ordonnée) représente la proportion de pixels dans l’image pour chacun des niveaux de luminosité.


Histogramme sombre	Histogramme normal	Histogramme clair

Les tons foncés sont représentés à gauche de l’histogramme et plus on va vers la droite, plus on augmente la luminosité. De même, lorsque l’histogramme monte, le nombre de pixels augmente. Lorsqu’il descend, le nombre de pixels diminue. Si un grand nombre de pixels se situent sur la partie gauche de l’histogramme, cela signifie qu’une majorité de pixels se trouvent dans les basses lumières.

L’histogramme sert à détecter des tendances, il n'est donc pas gradué. Il ne donne aucune indication sur l’emplacement des pixels sur l’image mais certains logiciels comme Photoshop peuvent vous donner certaines informations quantatives.

Les histogrammes peuvent présenter les densités combinées des 3 courbes RGB, tels que l'image apparaît à l'écran ou être splitsés avec un graphique pour chaque couche R, V et B (rouge, vert, bleu) de l’image. Dans un logiciel comme Photoshop, il est possible d'obtenir l'hiqtogramme d'une partie seulement de l'image ( sélection ).

L’analyse de l’histogramme ne peut être dissociée du sujet et de son éclairage. Il est en particulier faux de penser qu’un histogramme en cloche (courbe de Gauss) est un bon histogramme. Il traduit simplement le fait que la photo contient beaucoup de pixels de luminosité moyenne, ce qui peut être tout aussi bien légitime que correspondre à un défaut de la prise de vue ou du post- traitement.

Exemples concrets

Exposition

Un qui présente une masse de pixels regroupés sur la droite avec un pic aux alentours de 255 et quasiment pas de pixels sur la gauche indique une très probable surexposition de l’image.

cet histogramme montre la surexposition

Contraste

l’histogramme qui présente une grande masse de pixels sur la gauche et un autre pic sur l’extrême droite alors que la partie centrale ne concentre que peu de pixels, est caractéristique d’une image qui accuse d’un contraste très élevé.

Histogramme très large : image très (trop) contrastée

La plage dynamique du capteur (dynamic range) est l’amplitude maximale d’exposition que celui-ci peut restituer en conservant les détails dans les ombres et dans les lumières.Cette plage est par exemple de l’ordre de 8 diaphragmes à 100 iso et de seulement 6 diaphragmes à 3200 iso pour un Nikon D80 (source dpreview). Les capteurs bas de gamme ont une plage dynamique de seulement 5 diaphragmes.

histogramme large, photo contrastée

Une seule solution pour passer cette limite technique : prendre de multiples vues à des expositions différentes (sur pied !) de la même scène en faisant varier la vitesse de la prise de vue, et recombiner les prises en utilisant des calques ou la technique dite HDR (high dynamic range).

Histogramme étroit

Un histogramme étroit apparaît lorsque la scène photographiée présente peu de contraste. La principale raison de cette étroitesse relative de l’histogramme est le manque de contraste de la scène photographiée, on peut alors modifier le réglage du contraste sur le boîtier (dans le cas de jpg) ou sur leur logiciel préféré (en RAW). L’histogramme sera alors étendu de manière beaucoup moins destructive qu’en jouant ultérieurement sur les niveaux ou les courbes dans Photoshop ou un autre logiciel de retouche.

Cas particuliers : Highkey et Lowkey

High-key : technique très utilisée en portrait ou photographie de mode. Les hautes lumières prédominent fortement, mettant en évidence les parties les plus sombres (exemple les yeux, la bouche, etc.).

photo highkey et son histogramme
ci-dessus : image high-key