Comme beaucoup de « questions rapides » qu’on me pose, ce n’était pas exactement quelque chose auquel je pouvais répondre rapidement. Mais pour le faire travailler, je lui ai expliqué que le gain et l’ISO dans le F3 sont directement connectés (où + 6 dB équivaut à 2x l’ISO) et que l’indice d’exposition ressemble plus à une correction de couleur effectuée en post. C’était une bonne réponse en ce qui concerne le F3, mais la plupart des autres caméras, en particulier les caméras d’enregistrement Raw, fonctionnent très différemment.
Cet article traite de la relation entre ISO, Gain et Indice d’exposition, et de la manière dont les différentes caméras les gèrent. Nous parlerons également un peu de la balance des blancs. Pour commencer, éliminons certains de ces termes difficiles.
Confusion ISO
La méthode ISO, ou Organisation internationale de normalisation, pour évaluer la sensibilité du film est la norme depuis 1974, lorsqu’elle a combiné les normes de vitesse du film ASA et DIN. Nous entendons encore des gens parler de sensibilités cinématographiques en termes d’ASA, mais l’ISO est la véritable norme de nos jours et utilise la même échelle de base. ISO est une échelle logarithmique, où un doublement de la valeur ISO représente un doublement de la luminosité. Par exemple, ISO 800 est deux fois plus brillant que ISO 400. Cela correspond à la même échelle logarithmique des arrêts optiques de la lumière, où un arrêt équivaut à un doublement de la lumière. Cela rend le calcul de la cinématographie assez compréhensible; je peux doubler mon exposition en ouvrant l’iris de mon objectif d’un seul arrêt, ou en utilisant un film 2 fois plus sensible. L’ISO d’un stock de film est déterminée en traçant sa densité optique en fonction de l’exposition. Bien que cela semble compliqué, il s’agit d’une procédure assez simple et reproductible. Dans le monde numérique, cependant, les choses ne sont pas si claires.
Aujourd’hui, de nombreux appareils photo numériques affichent la sensibilité de leur capteur en valeurs ISO. C’est une bonne chose pour les cinéastes habitués à ce simple calcul d’exposition, et l’échelle logarithmique s’applique toujours comme dans le film. Pourtant, le processus d’évaluation de l’ISO d’un capteur est assez différent du film. En 2006, les normes ISO pour l’évaluation d’un capteur numérique ont été élargies à 5 méthodes. Certains sont basés sur les niveaux de bruit et la luminosité de l’image, tandis que d’autres sont basés sur des comparaisons avec le stock de films. Une méthode appelée Indice d’exposition recommandé permet une déclaration d’ISO assez arbitraire basée sur ce qu’un fabricant considère comme une image correctement exposée. Il est donc juste de dire que l’ISO est une norme lâche pour les appareils photo numériques, et il est important de faire vos propres évaluations de sensibilité de l’appareil photo lorsque vous utilisez un appareil photo pour la première fois, comme le faisaient les cinéastes avant d’utiliser un nouveau stock de films.
Donc, si l’ISO est notre norme, pourquoi la voyons-nous parfois comme un indice d’exposition?
I avant E
Dans le film, l’indice d’exposition (ou EI) fait référence à une cote ISO utilisée dans une situation de prise de vue particulière qui est différente de la cote de vitesse réelle du film. Cela signifie que dans certaines situations, vous pouvez évaluer la vitesse d’un film plus rapidement (ISO supérieur) ou plus lentement (ISO inférieur) pour obtenir l’effet souhaité. Par exemple, si j’avais un stock de films ISO 400, je pourrais l’évaluer comme 800 sachant qu’en post, je devrais le pousser pour rendre l’image plus lumineuse. Le terme « push » signifie ici que j’éclaircirais l’image à travers un post-processus (scan de film ou autre) pour la rendre 800. Vous pouvez voir cela simplement écrit comme EI 800. La considération importante est que IE implique qu’un ajustement de poste est utilisé pour obtenir une exposition correcte de l’image, ce qui pourrait entraîner des problèmes d’image tels qu’une augmentation du bruit.
Les caméras de cinéma numériques, telles que l’Arri ALEXA et le Sony F3, vous offrent la possibilité de régler EI in camera. Tout comme le film, EI implique qu’un post-processus va être appliqué à l’image pour modifier l’exposition résultante, mais la différence ici est que nous voyons les résultats immédiatement. Dans le cas de l’Arri ALEXA, le capteur a une cote native de 800, et tous les ajustements au-delà sont considérés comme des changements EI. Le capteur est comme un stock de film défini, et les poussées et les extractions vers ce stock sont effectuées numériquement dans l’appareil photo pour vous donner un résultat. Poussez trop haut, à 3200 ISO par exemple, et l’image deviendra bruyante. Le capteur devient comme un stock de film à bien des égards, et si vous capturez les données brutes, vous verrez que l’ISO est toujours fixée à 800 et que tous les ajustements EI sont effectués en post. Étant donné que le capteur lui-même est inchangé, la plage dynamique au-dessus ou en dessous du point gris moyen reste fixe, le réglage de l’EI modifie également votre plage d’arrêt. Arri a fait ce tableau pour aider à expliquer le processus. Notez qu’à 800 ISO, vous avez 7,4 arrêts vers le haut et 6,6 arrêts vers le bas, mais cela change à mesure que EI est ajusté numériquement. Les caméras d’enregistrement RED et autres Raw fonctionnent à peu près de la même manière, et nous en parlerons plus en détail dans une minute.
Pour en revenir au Sony F3, il dispose d’un mode EI in camera qui fixe le capteur à 800 mais vous permet de voir les changements d’EI sur la sortie du moniteur. L’idée ici est que vous pouvez enregistrer la sortie du journal S et effectuer les modifications EI dans post, comme vous le feriez avec des données brutes. Voici le tableau de Sony de ce qui se passe lorsque vous changez d’IE dans post.
Vous pouvez donc considérer EI comme une sorte de changement ISO virtuel; le capteur lui-même a toujours la même sensibilité et la même plage dynamique, et nous le manipulons simplement en post pour obtenir les résultats que nous voulons. En plus de l’EI, le F3 dispose d’une autre option de réglage de la sensibilité: un bon gain à l’ancienne. Maintenant, c’est là que les choses deviennent un peu plus compliquées.
Celui-ci Passe à 11
Vous connaissez peut-être le commutateur de gain sur de nombreuses caméras vidéo professionnelles, étiquetées pour les niveaux bas, Moyens et élevés. Sur une caméra à petit capteur traditionnelle, le réglage bas signifiait une belle image mais de mauvaises performances en faible luminosité, et un niveau élevé signifiait que vous pouviez voir dans l’obscurité, mais c’était bruyant comme l’enfer. Donc, le mot « gain » a eu une très mauvaise réputation.
Aujourd’hui, nous avons des caméras à grand capteur avec un bruit très faible dans l’ensemble, donc la prise de vue à des niveaux de gain élevés n’est pas inédite. Dans le F3, comme avec de nombreuses autres nouvelles caméras, augmenter l’ISO équivaut à ajouter du gain, où +6 dB de gain équivaut au double de votre ISO. Ainsi, si les performances natives de votre capteur à un gain de 0 dB sont de 400 ISO, le gain de +6 dB vous donne 800 ISO. C’est un calcul assez facile, et cette règle empirique fonctionne pour de nombreuses caméras. Donc, la question que vous vous posez peut-être maintenant est la suivante: si le gain augmente l’ISO, est-ce vraiment juste un changement d’IE ou autre chose?
Selon la caméra, le gain peut être ajouté au niveau du capteur ou effectué numériquement après la collecte des données du capteur. L’augmentation du niveau du capteur est souvent appelée gain analogique, où le réglage numérique est gain numérique. L’IE et le gain numérique sont fondamentalement la même chose. Dans le F3, lorsque vous changez de gain traditionnel, le capteur lui-même est en train d’être gagné, augmentant l’ISO. Comme une augmentation de l’EI, cela augmentera vos niveaux de bruit, mais ne modifiera pas votre plage dynamique. Les Canon C300 et C500 fonctionnent de la même manière. Voici une carte de la plage dynamique de leurs capteurs à différents paramètres ISO; notez que leur plage dynamique ne change pas lorsque vous augmentez l’ISO.
Alors, quel est le meilleur, le gain traditionnel ou les changements EI? C’est difficile à dire. L’approche de l’IE est similaire à la façon dont fonctionne le film, et beaucoup de cinéastes aiment ça. Cependant, l’approche de gain analogique est presque comme changer votre stock de film à une vitesse plus élevée, en maintenant la plage dynamique fixe. Il y a des avantages pour les deux et l’un ou l’autre peut produire des images de qualité. Il est juste important de savoir comment fonctionne votre appareil photo et de filmer en conséquence.
Le poisson cru est toujours du poisson
Comme je l’ai mentionné précédemment, la plupart des caméras brutes ont une ISO fixe sur laquelle le capteur est réglé à tout moment. Les ajustements à huis clos vous montrent à quoi pourrait ressembler un processus post, puis l’augmentation de l’IE est effectuée en tant que note de couleur dans post. Nous commentons souvent que l’enregistrement brut n’a pas d’ISO cuit, ce qui n’est pas vraiment vrai car l’ISO du capteur de base est toujours là, tout comme la balance des blancs du capteur. Les ajustements effectués dans post pour modifier votre EI ou votre balance des blancs sont des corrections de couleur, tout comme ceux que vous voyez à huis clos pour prévisualiser vos résultats finaux. Les données brutes à haute profondeur de bits sont cependant très réglables, de sorte que l’enregistrement raw peut vous donner beaucoup de flexibilité en post. Les caméras Raw telles que la caméra RED Epic, Arri ALEXA et Blackmagic Cinema fonctionnent toutes de cette façon. Leurs capteurs ont une balance ISO et des blancs fixes, et tous les réglages sont effectués numériquement à l’appareil photo ou en post.
Canon a cependant une méthodologie différente; avec leur appareil photo C500, ils appliquent un gain au capteur avant de délivrer les données brutes. Ainsi, la balance des blancs et l’ISO sont ajustés au capteur avant que nous n’y ayons accès en tant que données brutes. Canon émet ensuite les données brutes sous la forme d’un signal codé en journal de 10 bits. Ces données peuvent être notées comme n’importe quel autre métrage brut, mais ces données brutes commencent à tout ce que vous définissez dans camera. Le raw codé en journal 10 bits de Canon est aussi réglable que les données brutes linéaires 12 bits, mais vous pourriez dire que moins d’ajustement est nécessaire car une partie du travail est effectuée à huis clos. Certains voient cela comme une limitation de la caméra, mais il y a des avantages, comme avoir cette plage dynamique fixe sur toute votre plage ISO. L’appareil photo F65 de Sony fait la même chose, mais uniquement avec des ajustements de la balance des blancs. Ils obtiennent le capteur pour la balance des blancs avant de sortir les données brutes; cependant, l’ISO est verrouillé à 800.
Conclusion
Pour revenir à la question initiale, notre client a demandé ce que faisaient les différents réglages (gain de caméra, ISO et EI) et lequel était le meilleur à utiliser. J’ai expliqué les différences, mais déclarer l’un des meilleurs est toujours difficile. Il a expliqué qu’ils voulaient S-log et avaient un temps de classement limité pour leurs images en post, et aussi qu’ils enregistraient au QG ProRes 422 avec un Sound Devices PIX240.
Sur la base de ces informations, j’ai suggéré d’utiliser les réglages de réglage de gain traditionnels (modifications ISO du niveau du capteur) au lieu du mode EI. Dans ce cas, je pensais qu’ils auraient des résultats plus rapides et plus beaux en demandant à la caméra de gagner le capteur avant l’enregistrement. Le ProRes 422 est de haute qualité, mais n’a pas le niveau de réglage d’un enregistrement 4: 4: 4 ou Raw. Leur tournage a produit des images vraiment étonnantes, ce qui, au final, est ce que nous recherchons tous de toute façon, n’est-ce pas?
Une version de cet article est initialement parue dans HDVideoPro.