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ISO-Less, qu’es aquò ?


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Si on fait des recherches sur les boîtiers utilisables en photo de nuit, on tombe rapidement sur ce terme « ISO Less ». Qu’est-ce que ça veut dire et à quoi ça sert ?


Un appareil photo dispose d’un capteur photosensible qui va convertir les photons reçus en électrons. Le taux de conversion photons-électrons s’appelle le Rendement Quantique ou Quantum Efficiency (QE). Il dépend de la technologie du capteur et ne peut pas être modifié.

 

Le courant généré par les photons est extrêmement faible, quelques milliampères. Il serait très rapidement dégradé s’il devait franchir les quelques centimètres qui séparent un photosite du convertisseur qui va traduire le courant en donnée informatique. Donc les constructeurs placent des amplificateurs au plus proche du photosite et selon le choix des technologies utilisées, le comportement du capteur sera différent. Très rapidement, car ce n'est pas l'objet de cet article, voici deux extrèmes :

 

  • Le signal en provenance du photosite est amplifié sans ajout de bruit supplémentaire grâce à un seul étage d'amplificateurs directement en face de chaque photosite. C'est un procédé assez coûteux. Une photo prise à 100 ISO et dont l’exposition a été poussée de 4 stops (équivalente à 1600 ISO) apparaîtra quasiment aussi bruitée que si elle avait été prise directement à 1600 ISO. L'appareil sera ISO-Less.
  • À l’inverse, quand les amplificateurs sont placés en plusieurs étages (souvent le premier sur le photosite puis un autre au bout des rangées), du bruit additionnel va pouvoir s’ajouter entre les deux étages, et ce, peu importe la sensibilité ISO. Si on pousse artificiellement l’exposition avec un logiciel, on augmentera ce bruit d’autant. Ainsi une photo prise à 100 ISO et dont l’exposition a été poussée de 4 stops (équivalente à 1600 ISO) apparaîtra bien plus bruitée que si elle avait été prise directement à 1600 ISO.

 

Comment savoir si votre appareil photo est ISO-less ?

 

Il suffit de regarder la courbe Dynamic Range de DxO Mark (regarder les courbes "Print" qui permettent de comparer les boîtiers pour une image de même taille finale). En voici trois typiques :

 

image.png.fd1687d1b0e2db0a7fcb4b3bccf38535.png

 
•    Bleu - Canon 6D : la courbe ne cesse de s’incurver. Le boitier n’est pas ISO-Less
•    Orange - Nikon D850 : la courbe commence par s’incurver jusqu’à 400-800 ISO environ puis devient à peu près rectiligne. Le boitier est ISO-Less à partir de 400 ISO.
•    Gris - Nikon D750 : la courbe est quasi rectiligne. Le boitier est ISO-Less dès 100 ISO.

 

On constate au passage qu’à partir de 1600 ISO le Canon 6D a une dynamique similaire à celles des deux Nikon (à taille d’image finale identique). Donc le 6D n’est pas un mauvais boitier par rapport au D750 pour notre usage !

 

Comment exploiter les différents types de comportements ?


Pour commencer, un photographe fait des photos avec un appareil photo, pas avec des courbes ! 


Donc vous avez votre appareil photo en main, vous l’appréciez, vous le connaissez et vous cherchez juste à en tirer la substantifique moelle.

 

  • Avec un ISO-Less comme le D750, il vous suffit de le régler à 100 ISO et ensuite en post traitement, vous pourrez faire remonter les zones sombres au niveau que vous souhaitez. Le bruit ne changera pas. Par contre, il vous sera très difficile de voir, pendant la séance de prise de vue, comment vous avez cadré la scène. Il sera donc nécessaire d’ajuster le cadrage en poussant les ISO, et ensuite de se remettre à 100 ISO pour lancer la séance d’acquisition.
    Attention toutefois, il est possible qu'en poussant trop fort l'exposition en post traitement, on perde du contraste, même si le bruit reste contenu. Il faut faire des essais avec d'autres sensibilités ISO, par exemple 200 et 400 ISO.
     
  • Avec un semi ISO-Less comme le D850, vous réglerez l’appareil photo à la sensibilité minimale à partir de laquelle l’appareil est ISO-Less, c'est-à-dire 400 ou 800 ISO.
     
  • Avec un non ISO-Less comme le 6D, il est important de régler la sensibilité correctement dès la prise de vues. Vous pourrez utiliser la règle de l’exposition à droite (ETTR ou Expose To The Right) qui consiste à regarder la courbe de luminosité et changer réglage ISO et temps de pose pour avoir la courbe le plus à droite possible sans pour autant (trop) dépasser la limite (surexposition).
    Veillez par contre à ne pas choisir un ISO qui rend une dynamique trop inférieure à 10 EV. Pour le 6D cela correspond à 6400 ISO.
    Il y aura du bruit, mais moins qu’en shootant à une sensibilité moindre puis en tirant sur les curseurs en post traitement. Le bruit sera de toutes façon réduit en empilant des images (le bruit est divisé par un facteur 2 quand on multiplie par 4 le nombre de poses). 

 

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Salut Fred_76

Merci pour ces explications. 

Je voulais d'ailleurs, à le suite de cette lecture, te poser la question de savoir si il existait un endroit où trouver toutes les courbes Dynamique vs ISo. Mais en grattant un peu sur la toile, je suis tombé sur http://www.photonstophotos.net/Charts/PDR.htm.

Et je constate qu'il faut vraiment que je passe à une génération plus actuelle de boitier . Le mien est aux fraises :D

Merci encore

Tony

Edited by TonyBANKS75
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  • 2 years later...

En usage astro, on a généralement un temps de pose constant, qui dépend surtout de son fond de ciel et de la capacité de suivi de son matériel, par exemple 180 s, 300 s... L'ouverture aussi est constante, le télescope ou la lunette n'étant pas équipés de diaphragme. Dans ce cas, le seul paramètre qu'on a est le réglage du gain, donc des ISO sur les APN.

 

En usage diurne, les objectifs disposent d'un diaphragme et ont toute latitude (ou presque) sur le temps de pose. On ajuste donc temps de pose et ouverture en fonction des ISO pour une exposition convenable.

 

Dans les deux cas, l'évolution du bruit est complétement différente. En astrophoto, avec un APN qui n'est pas ISO-invariant comme le 6D (quoiqu'au dessus de 800 ISO, il est difficile de faire la différence), le bruit diminue quand on augmente les ISO. En diurne c'est l'inverse !

 

image.thumb.png.468156c29a8cdc9212544dabfa470a5a.png

 

Avec un boitier ISO-invariant, le constat aurait été différent : le bruit serait resté le même sur tout un ensemble d'ISO, par exemple de 400 ISO à + sur le Nikon D850. On aurait alors intérêt à rester à 400 ISO dans tous les cas sur le D850.

 

En photo de paysage de nuit, on est à mis chemin entre les deux usages. On a une petite latitude sur le temps d'expo et l'ouverture. On choisira donc un réglage ISO qui offre une bonne dynamique et qui minimise le bruit. Pour le 6D, c'est entre 1600 et 6400 ISO qu'on est bien, au delà, la dynamique est trop faible, et il faudrait cumuler beaucoup d'images, mais ce n'est pas inutile de l'envisager en cas de ciel extrêmement pur, sans Lune et exempt de PL.

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Juste pour compléter il y a le bruit ajouté par les différents étages d'amplification mais aussi le bruit généré par l'ADC (bruit de lecture) mais cela tombe bien car il est particulièrement bas dans le cas des cameras ISO-less :) 

 

Aussi pour comparer différents modèle de caméras : Photographic Dynamic Range versus ISO Setting (photonstophotos.net)

Edited by LH44
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  • 2 months later...
Posted (edited)

Bonsoir,

 

J'hésite entre quelques boîtiers, et j'aimerais vous soumette leur courbe. Je ne légende pas les courbes exprès, pour ne pas vous influence.

Quel est selon vous le meilleur APN, et pourquoi ? J'ai toujours du mal à interpréter les courbes.

Vous noterez que les courbes noires et bleues commencent la réduction de bruits à ds ISO assez élevés, la courbe verte la commençant quant à elle très tôt.

Merci.

 

image.png.d8e3ee4ddcaed1d0fc0a49b85e41223a.png

Edited by Alhajoth
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La verte semble pas mal du tout avec une dynamique maximale vers 400 ISO. Et encore bonne jusque 6400. 
 

Les courbes noires et bleu offrent une bonne dynamique aussi à 100 ISO, bien qu’un peu plus faible.


C’est le trio gagnant.

 

Il faudrait voir en deuxième étape lequel de ces 3 boîtiers est le plus efficace en matière de signal thermique, d’électroluminescence et lequel est le plus pratique en astrophoto. 

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Posted (edited)

L'amplification ISO est analogique pour les uns et se produit très tôt dans la chaîne avant la conversion ADC et dans l'autre cas l'amplification ISO est numérique (firmware) donc après la conversion ADC. La différence est la prise en compte d'un bruit de lecture dans l'amplification ISO (cas ISO less ce bruit n'existe pas). En photo diurne je vois tous les jours quel avantage j'en retire lorsque j'utilise mes Nikon mais pour l'astrophoto je ne crois pas que l'effet sera important (jouer sur la plage dynamique en post traitement) étant donnée les faibles lumières mais je laisse les autres parler :) 

Edited by LH44
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Effectivement je n’avais pas regardé la forme des points.

 

Les symboles pleins indiquent qu’on est dans la zone où il y a de l’amplification analogique.

 

Les symboles vides indiquent une amplification extrapolée, purement artificielle.
 

Les cercles indiquent une amplification analogique pure, sans autre artifice.

 

Les triangles avec la pointe en bas indiquent que c’est une amplification avec « scaling » donc avec une multiplication logicielle, en plus de l’amplification analogique si le symbole est plein.

 

Les triangles pointe en haut indiquent une un traitement contre le bruit.

 

Les losanges combinent l’amplification logicielle + traitement contre le bruit.

 

Il est donc préférable de privilégier les ronds pleins, puis les triangles pointe en bas pleins, et d’éviter les symboles creux, les triangles pointe en haut et les losanges.

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Merci @Fred_76 pour l'explication des symboles.

 

Mon questionnement est en fait celui-ci : si on suppose que les courbes sont sur leur début superposées, au lieu d'avoir ce léger décalage, vaut-il mieux pour l'astro le boîtier qui par la suite a des mesures avec un rond plein, ou bien alors un triangle plein vers le bas, avec nue bonne dyamique ?

Et la question sous-jacente est : vaut-il laisser un logiciel astro faire le traitement sur un boîtier qui ne fait pas de traitement logiciel (courbe noire ou bleue), ou faire confiance à celui offert par les autre boîtiers (en particulier la courbe verte) ?

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il y a 4 minutes, Alhajoth a dit :

Merci @Fred_76 pour l'explication des symboles.

 

Mon questionnement est en fait celui-ci : si on suppose que les courbes sont sur leur début superposées, au lieu d'avoir ce léger décalage, vaut-il mieux pour l'astro le boîtier qui par la suite a des mesures avec un rond plein, ou bien alors un triangle plein vers le bas, avec nue bonne dyamique ?

Et la question sous-jacente est : vaut-il laisser un logiciel astro faire le traitement sur un boîtier qui ne fait pas de traitement logiciel (courbe noire ou bleue), ou faire confiance à celui offert par les autre boîtiers (en particulier la courbe verte) ?

 

Si j'ai bien compris, les triangles qui pointent vers le bas sont la combinaison d'une amplification analogique ET logicielle. On n'a pas le détail de la part de chaque. On peut donc vraisemblablement supposer que ronds et triangles vers le bas se valent, avec une préférence pour les ronds. Par contre les triangles qui pointent vers le haut et les signes évidés sont à éviter.

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@Fred_76 Du coup, entre la noire et la verte, tu ne serais pas en mesure de conclure ?

Sinon, pour le triangle vers le bas, la légende du diagramme parle de réduction de bruit, pas d'amplification.

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Oui réduction de bruit = traitement +/- bizarre, genre Star Eater & co. Donc pas bon.

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