19 mars 2011
IMAGES HDR (III) : paramètres du logiciel libre QTPFSGUI
1. Introduction
Il peut être utile de lire les articles précédents avant d'aborder celui-ci :
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Images HDR (I) : création à partir d'un unique fichier RAW
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Images HDR (II) : comparaison de trois méthodes de création
Le but de cet article est d'étudier l'influence des paramètres du logiciel Qtpfsgui sur l'image finale.
Qtpfsgui est un logiciel libre dont il existe une version pour chacune des plateformes WINDOWS, MacOS et LINUX ; il a été testé dans sa version 1.9.3 pour l'environnement LINUX et les résultats obtenus, avec les mêmes paramètres, sous WINDOWS ou MacOS devraient être très voisins à défaut d'être rigoureusement identiques.
2. Chargements des fichiers
Si les fichiers ont été produits à partir d'un unique enregistrement RAW alors il faut préciser à la main les compensations d'exposition (voir Images HDR (I) : création à partir d'un unique fichier RAW ).
Si les fichiers ont été obtenus par Bracketing alors les informations EXIF correspondantes sont lues automatiquement.
Le logiciel se propose d'aligner les images au cas où elles seraient légèrement décalées, je n'ai pas testé cette fonction et il vaut certainement mieux utiliser un trépied.
Pour les exemples qui suivent j'ai utilisé un unique enregistrement RAW que j'ai développé en 5 fichiers TIF avec des compensations de -2, -1, 0, +1 et +2 EV à l'aide du logiciel RawTherapee (voir Images HDR (I) : création à partir d'un unique fichier RAW ).
L'étude faite à l'article précédent montre que l'utilisation de fichiers TIF est préférable à celle de fichiers JPG qui souffrent de la perte d'information résultant de la compression.
J'ai travaillé à partir d'un extrait à 100% de dimensions 1600x1066 d'un fichier RAW et j'ai réduit les résultats à l'échelle 50% en raison des contraintes du blog qui n'autorise que des images dont la dimension maximale ne dépasse pas 800 pixels, cette mise à l'échelle a pu avoir une influence parasite sur résultat final.
3. Création de l'image HDR
Le logiciel propose 6 profils prédéfinis et il est possible de créer un profil personnalisé en choisissant soi-même les paramètres dans une liste, pour tous mes essais je me suis contenté du Profil 1 qui a toujours donné des résultats satisfaisants.
L'image HDR produite peut, en principe, être sauvegardée mais cette procédure plante le plus souvent et entraîne la fermeture sauvage du logiciel, il vaut donc mieux l'éviter ; ce n'est pas très grave car cette image est inutilisable en l'état et doit encore être transformée.
4. Tone Mapping
L'image HDR a une dynamique très élevée et il n'est pas possible de l'afficher telle quelle sur un écran standard, pour la rendre utilisable il faut la convertir en une image classique LDR (Low Dynamic Range) à l'aide d'un algorithme de Tone Mapping qui consiste à revenir à une image 8 bits normale en tenant compte de la façon dont l'oeil perçoit les couleurs.
Différents algorithmes de Tone Mapping sont proposés dans une liste déroulante ou sous forme d'onglets selon la version du logiciel, dans ce qui suit j'étudie les différents paramètres de l'algorithme MANTIUK qui a donné les résultats les plus naturels et dont les paramètres me paraissent les plus maîtrisables.
a) Le facteur de contraste
Il peut varier entre 0,001 et 10, sa valeur par défaut étant 0,1.
Dans le tableau ci-dessous, je fais varier ce paramètre, les autres étant fixés à leur valeur par défaut à savoir :
Pre gamma=1 – saturation=0,8 – détail=1.
Cliquer sur les vignettes pour voir l'image en taille normale.
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Facteur de contraste |
0,1 |
1 |
2 |
4 |
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à FC=0,1, l'image est nettement bruitée ce qui est inhabituel et s'explique par le fait que le fichier RAW d'origine est très sous-exposé ;
à FC=1, le bruit disparaît mais l'image subit un important lissage et s'assombrit ;
à FC=2, l'image s'éclaircit et il n'y a pas de changement notable côté bruit et lissage par rapport à FC=1 ;
à FC=4, l'image reprend de la vigueur mais est hélas polluée par un bruit important.
Conclusion :
Ce paramètre est supposé agir sur le contraste mais son action est bien plus complexe et il a une forte influence sur le bruit dans l'image finale ;
avec un fichier RAW très bien exposé on pourra utiliser la valeur par défaut 0,1 voire la valeur minimale 0,001 qui donnera un résultat plus doux et plus détaillé ;
si l'image finale est trop bruitée, on pourra profiter du lissage qu'introduit une valeur voisine de 1 ou 2.
b) Le facteur de saturation
Il peut varier entre 0 et 2, sa valeur par défaut étant 0,8.
Dans le tableau ci-dessous, je fais varier ce paramètre, les autres étant fixés à leur valeur par défaut à savoir :
Pre gamma=1 – contraste=0,1 – détail=1.
Cliquer sur les vignettes pour voir l'image en taille normale.
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Facteur de saturation |
0,8 |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
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La valeur par défaut, égale à 0,8, conduit à une image assez terne et il faudra le plus souvent augmenter ce paramètre, un bon compromis pourrait se situer aux environs de 1,5 et on l'adaptera en fonction de la scène et des goûts de chacun.
c) Le facteur de détail
Ce paramètre n'existait pas dans la version précédente du logiciel, il peut varier entre 1 et 99, sa valeur par défaut étant 1.
Tout comme le facteur de contraste, il a une forte influence sur le bruit dans l'image finale, c'est la raison pour laquelle j'étudie les interactions possibles entre ces deux paramètres dans un tableau à double-entrée, les autres paramètres ayant les valeurs constantes suivantes : Pre gamma=1 - Saturation=2.
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Contraste ► Détail ▼ |
0,1 |
1 |
2 |
4 |
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1 |
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2 |
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4 |
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8 |
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A cause de la montée rapide du bruit qui pourrait être imputable à la mauvaise qualité du fichier RAW initial et au développement trop poussé du fichier TIF à +2 EV, il est difficile d'évaluer l'influence de ce paramètre sur l'accentuation des détails dans l'image finale, on retiendra surtout la montée rédhibitoire du bruit et on conservera prudemment la valeur par défaut de ce paramètre qui est aussi égale à son minimum 1.
d) Le facteur pre gamma
Il peut varier entre 0 et 3, sa valeur par défaut étant 1.
Dans le tableau ci-dessous, je fais varier ce paramètre, les autres paramètres ayant les valeurs constantes suivantes :
contraste=0,001 – saturation=2 – détail=1.
Cliquer sur les vignettes pour voir l'image en taille normale.
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Facteur pre gamma |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
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Ce paramètre a un effet assez violent sur la saturation des couleurs et ne doit pas être confondu avec le Gamma du paragraphe suivant.
Il pourrait être intéressant de croiser ce paramètre avec le facteur de saturation comme il a été fait au paragraphe c) pour les facteurs de contraste et de détail.
e) Finition
L'image finale peut être encore être affinée en ajustant les niveaux de blanc, de noir et le Gamma avant l'enregistrement définitif.
5. Synthèse
a) Création de l'image HDR
Pour créer une image HDR, l'idéal est de partir d'une suite de fichiers TIF obtenus par Bracketing, l'appareil étant fixé sur un trépied très stable et le déclenchement étant effectué au moyen du retardateur ou d'une télécommande afin d'éviter tout bougé entre les prises de vue.
En cas de long temps de pose on pourra, si elle existe, utiliser la fonction qui permet de lever le miroir une seconde avant l'obturation afin d'éviter les vibrations dues au mouvement de ce miroir ; cette prescription est sans objet pour les appareils ne comportant pas de miroir mobile.
Si on utilise un trépied alors le stabilisateur d'image est inutile voire nuisible et il faudra l'inhiber ; cette fonction devra au contraire être activée si on utilise un monopode et une pose relativement longue par rapport à la focale de l'objectif.
L'utilisation d'un monopode ne confère pas une stabilité suffisante pour prendre une suite de clichés par Bracketing qui soient superposables en vue de la création d'une image HDR, il faudra dans ce cas travailler à partir d'un fichier RAW unique.
Si on ne dispose pas d'un trépied alors on peut créer une image HDR à partir d'un fichier RAW unique comme il a été exposé à l'article : Images HDR (I) : création à partir d'un unique fichier RAW.
Le meilleur résultat serait alors obtenu en exposant l'image à la limite de la saturation afin que ce fichier unique contienne le maximum d'informations qui seront révélées ensuite par le logiciel de dématriçage, c'est la théorie de l'exposition à droite dans l'histogramme sur laquelle mon expérience personnelle m'amène à faire quelques réserves ; il sera donc prudent de prendre plusieurs clichés à des expositions différentes avec des corrections comprises entre 0 et +2 EV ; sauf cas particulier où une lumière très vive se trouverait dans le champ de l'image, une correction négative n'est pas souhaitable car elle obligerait à pousser le cliché au développement ce qui aurait pour conséquence une montée sensible du bruit, c'est probablement ce qui s'est produit pour l'image que j'ai utilisée pour les tests présentés dans cet article.
b) Valeurs des paramètres du logiciel Qtpfsgui
Pour obtenir un bon résultat il y a essentiellement deux niveaux de décision :
► il faut d'abord choisir avec soin les fichiers qui serviront à créer l'image HDR ; en particulier, si on a procédé à partir d'un fichier RAW unique, il ne faudra pas hésiter à supprimer le fichier le plus poussé (+2 EV en général) si on constate une importante montée du bruit ;
► ensuite il faudra bien doser les paramètres à l'étape du Tone Mapping, l'algorithme MANTIUK donne un résultat assez naturel si on garde les paramètres proposés par défaut à condition d'augmenter un peu le facteur de saturation sans quoi l'image obtenue est trop terne ; si on constate une très faible montée du bruit alors on pourra tenter de diminuer le facteur de contraste afin d'obtenir un résultat plus doux et plus détaillé ; au contraire, en présence d'un bruit gênant, on pourra profiter du lissage qu'introduit une valeur du facteur de contraste voisine de 1 ou 2.
En fin de processus on pourra encore affiner le réultat en ajustant les niveaux de blanc, de noir et le gamma.
c) Notes de terrain
Si on ne se contente pas d'une belle image mais que l'on cherche un résultat le plus proche possible de la scène photographiée, il peut être utile d'en faire une description écrite sur le terrain en insistant plus particulièrement sur le ressenti de la lumière et des couleurs dans lesquelles elle baigne.
L'image ci-dessus est certes agréable, sans doute s'approche-t-elle assez bien de la réalité vécue ce petit matin brumeux, des notes de terrain précises m'auraient toutefois permis de mieux ajuster les paramètres afin d'obtenir un résultat encore plus fidèle.