Dématriçage

Le dématriçage est une des phases du traitement du signal brut issu du capteur d'un appareil photo numérique. Elle consiste, à partir des données de chacun des photosites monochromes composant le capteur numérique, à reconstituer les valeurs RVB (Rouge Vert Bleu) de chaque pixel composant l'image.

En réalité, dans le langage des utilisateurs, le terme de dématriçage (*) inclut l'ensemble des opérations effectuées lors du traitement des fichiers RAW. On parle alors de "dématriceur" ou de logiciel de "dématriçage".

Chaque marque apporte un programme fonctionnant avec son propre matériel, et ne traitant que son format propriétaire.

Explications

Certains boîtiers haut et moyenne gamme proposent l'enregistrement des clichés au format RAW (de l'anglais raw, qui veut dire "brut" dans ce contexte). Fréquemment boudé par bien des amateurs à cause de son poids - proche du format TIFF, il sature vite les cartes apportées en standard - il est néenmoins digne d'intérêt car il sert à tirer le maximum d'une prise de vue. Les données contenues dans un fichier RAW sont en effet particulièrement proches des données "brutes" issues du capteur.

Le Capteur

Le capteur photographique dans une grande majorité des cas, qu'il s'agisse de CCD ou de CMOS, est constitué d'alignements d'éléments nommés "photosites". Les colonnes et rangées de ces photosites composent la "matrice" du capteur, ils réagissent à la lumière qu'ils reçoivent et la transforment en charge électrique.

Ces photosites s'ils sont sensibles à l'éclairement reçu, ont la particularité plutôt gênante pour des "faiseurs d'images" d'être plus que daltoniens. En effet, ils ne lisent pas les couleurs par conséquent ne savent pas les différencier. Aussi la matrice est-elle recouverte d'une mosaïque de filtrage, dite "de Bayer", dédiant chaque photosite à une couleur précise parmi les trois primaires utilisées. À savoir R. ouge, V. ert et B. leu, désignées ici (comme partout ailleurs) sous les initiales RVB ou RGB (Red Green Blue, en anglais). Ceci à raison de deux V pour un B ou un R. En résumé, 50% des photosites reconnaissent le vert, les deux autres couleurs se partagent le reste. Par conséquent pas de "vrais pixels" à ce stade du processus.

Bien sûr vous pouvez choisir de laisser le boîtier vous fabriquer des images en TIFF ou en JPEG. Vous allez alors hériter de fichiers directement lisibles par n'importe quel visualiseur ou retoucheur, mais "aplatis" c'est-à-dire composées de "vrais" pixels qui seront "fabriqués" par le firmware, codés en 8 bits, en trois couches et quelquefois compressés (JPEG) c'est-à-dire déjà dégradés. Tout traitement ultérieur, réglages de luminosité, de contraste ou de couleurs, ne fera qu'accentuer le problème.

Le traitement automatique par le boîtier

Le capteur n'est pas l'œil humain, lequel sait interpréter et s'adapter rapidement à des niveaux d'éclairement importants et/ou à leur contraire. On dit que son «gamma» est NON-linéaire, Le gamma du capteur par contre lui, est linéaire. Qui plus est il est capable d'enregistrer des valeurs que notre œil ne perçoit pas.

Il faut par conséquent faire le tri et ne conserver que les informations que nous pouvons percevoir.

Par la suite ce sont les valeurs concernant le contraste, la saturation et l'accentuation de la netteté, choisies par le constructeur qui entrent en action, pondérées par les choix «peut-être» proposés au photographe par les commandes du boîtier. Comme déjà dit, si vous sortez du JPEG, vous cassez légèrement plus les choses en passant de 14 à 8 bits et en plus on compresse, alors...

Donc, le processeur travaille, selon les choix du constructeur, à proposer des images les plus standardisées envisageables, conçues pour plaire à tout un chacun, selon des modes de calculs résultant de compromis louables mais pas forcément d'équerre avec nos souhaits.

D'où l'idée de court-circuiter le traitement en question pour ne conserver que les données «brutes» du capteur. C'est-à-dire un fichier en niveaux de gris, accompagné d'informations concernant la couleur et la luminosité de chaque photosite.

Lors de la conversion, le logiciel de dématriçage (si-si c'est son nom) va extraire ces données jusque-là invisibles au commun des mortels, les interpréter - en fait interpoler - et créer les pixels manquants par "voisinage" avec ceux existant réellement.

La production d'images standards

a) Du capteur, sont extraites des informations analogiques qui vont être plus ou moins augmentées, pour faire cadrer sa sensibilité native de 30-40 ISO avec celles - plus cohérentes - exigées par l'utilisateur : 100, 200, 400, --- ISO. Au passage, ces signaux analogiques sont numérisés.

b) C'est le dématriçage. Il convient à partir des photosites : V, V, B et V, V, R de produire d'authentiques pixels composés chacun des trois couleurs : RVB afin d'en faire des images tricouches reconnues par les afficheurs, les imprimantes et les logiciels de traitement.

c) On applique une sorte de calibrage à l'image ainsi constituée, en partant de profils génériques liés aux facultés visuelles des humains que nous sommes. On va par conséquent par exemple maîtriser les seuils maximums des hautes et basses lumières, le contraste par conséquent, et les profils choisis par l'utilisateur ou les automatismes. À savoir la température (balance des blancs) et la saturation des couleurs, le contrôle de netteté, etc., etc. À ce stade l'image dispose toujours de la profondeur de couleurs "native" du capteur : 12 à 14 bits généralement.

d) À partir de là, deux choix éventuels envisageables :

- d1 Passage en 8 bits, production d'un fichier JPEG avec choix de la compression si le firmware le permet.

- d2 Production d'un fichier TIFF en 8 ou 16 bits si le firmware propose ce (s) format (s) en option.

Le traitement a posteriori selon un fichier RAW

C'est simple ! Tout s'arrête après "a) " et le produit de cette première phase passe directement dans un fichier RAW, NEF, DNG, CRF ou autre, et c'est le logiciel de dématriçage (Bibble, Camera Raw, etc. ) qui va reproduire à sa façon les phases B, C et D du traitement. À sa façon, car on peut constater quelques légères différences de résultats entre les différents logiciels. La majeure partie n'étant pas là évidemment, car leur raison d'être consiste à nous proposer de "reprendre la main" sur tout ce que le boîtier nous impose généralement.

Principales reprises envisageables

• La balance des blancs, avec plusieurs profils prédéfinis ;
• La teinte globale (dominante)  ;
• L'exposition (modifie le point blanc)  ;
• Réglage des tons foncés (modifie le point noir)  ;
• La luminosité (modifie les valeurs intermédiaires)  ;
• Le contraste ;
• La saturation des couleurs ;
• La netteté ;
• La réduction du bruit des couleurs (3)  ;
• Le vignetage et les aberrations chromatiques (3)  ;
• Des actions scindées (sélective) sur les couleurs.

Autre choix avant passage en bitmap

• L'espace couleurs (sRGS, Adobe RGB, etc. )  ;
• La profondeur de couleurs : 8 ou 16 bits ;
• La résolution de sortie (72, 200, 300 dpi).

Toutes ces commandes sont tirées de Camera raw, fréquemment reprises ailleurs, avec des bonus (Noise suppression, Hot Pixels), mais leur efficacité est à vérifier ainsi qu'à comparer avec les logiciels plus spécialisés.

Ce qui apparaît dans la fenêtre du logiciel n'est qu'une «proposition» et non une image achevée, lequel n'existera qu'après validation. Donc, ces actions n'entament en rien sa future qualité, au contraire de ce qui se produit quand on travaille sur un fichier «aplati» en bitmap.

Les avantages et les contraintes du RAW

• Il contient l'ensemble des données brutes issues du capteur du boîtier et les préserve,
• Il permet une énormément plus grande souplesse des réglages,
• Ces réglages appliqués à l'image sont non destructifs,
• Il s'affranchit des profils colorimétriques du boîtier,
• Si standardisé, pourrait être un format d'archivage pérenne

Nous avons là l'image la plus pure qui puisse sortir du boîtier : elle reste ouverte à l'ensemble des réglages de balance, contraste, luminosité et même au-delà. Le tout sans altération. Et pour ceux qui ont connu - ou veulent découvrir - les joies du «labo», c'est peut-être là que les choses commencent à être intéressantes.

Il faut quand même dire que, si les contrôles envisageables lors de la conversion de l'image présentent un intérêt appréciable, la taille qu'occupent ces fichiers et l'obligation de traiter chacun d'entre eux peut rebuter ceux portés à se satisfaire de photos de famille. Après tout, les tirages argentiques, même quelquefois légèrement bâclés faisaient le bonheur de bien des utilisateurs.

(*) On dit quelquefois «dérawtisation»

Quelques formats RAW

• Canon : CR2, CRW
• Nikon : NEF
• Minolta : MRW (de même que Konica et Sony)
• Fuji : RAF
• Olympus : ORF

Adobe apporte un format ouvert développé pas ses soins (le format DNG), mis à la disposition de l'ensemble des fabricants et développeurs, pour une utilisation "native" sur certains boîtiers, ou pour la conversion des formats propriétaires.

Mais des logiciels commerciaux ou gratuits se sont attaqués au problème, et s'efforcent de traiter une majorité de formats (les plus courants) et le DNG.

Quelques logiciels de dématriçage multi-formats

• (fr) Adobe Camera Raw, module pour Adobe Photoshop (inclus dans le logiciel)
• (fr) Photoshop Lightroom, universel particulièrement complet
• (fr) Apple Aperture, retouche, classement
• (fr) Bibble version Lite ou Pro
• (fr) SilverFast Logiciel HDR 48 bits
• (fr) captureone
• (en) Dcraw logiciel libre
• (fr) DxO Optics Pro seul dématriçeur sur le marché optimisé par boîtier et objectif utilisé

À noter qu'Adobe propose gratuitement DNG Converter, pour convertir dans ce format les NEF et les autres formats propriétaires.

Liens externes

• (fr) Le RAW, définition, utilisation et workflow.
• (en) Raw file format.

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