CAMERAS contre ŒIL HUMAIN

Pourquoi ne puis-je pas simplement pointer ma caméra sur ce que je vois et enregistrer cela ? C’est une question apparemment simple. C’est aussi l’une des plus compliquées à répondre, et elle nécessite de se plonger non seulement dans la manière dont un appareil photo enregistre la lumière, mais aussi dans la manière dont nos yeux fonctionnent et pourquoi. S’attaquer à de telles questions peut révéler des aperçus surprenants sur notre perception quotidienne du monde – en plus de faire de vous un meilleur photographe.

INTRODUCTION

Nos yeux sont capables de regarder autour d’une scène et de s’ajuster dynamiquement en fonction du sujet, alors que les appareils photo capturent une seule image fixe. Ce trait explique nombre de nos avantages communément compris par rapport aux caméras. Par exemple, nos yeux peuvent compenser lorsque nous nous concentrons sur des régions de luminosité variable, peuvent regarder autour de nous pour englober un angle de vue plus large, ou peuvent alternativement se concentrer sur des objets à diverses distances.

Cependant, le résultat final s’apparente à une caméra vidéo – et non à un appareil photo – qui compile des instantanés pertinents pour former une image mentale. Un coup d’œil rapide de nos yeux pourrait être une comparaison plus juste, mais en fin de compte, l’unicité de notre système visuel est inévitable parce que :

Ce que nous voyons vraiment est la reconstruction par notre esprit des objets sur la base des entrées fournies par les yeux – et non la lumière réelle reçue par nos yeux.

Sceptiques ? La plupart le sont – du moins au début. Les exemples ci-dessous montrent des situations où l’on peut tromper son esprit en lui faisant voir autre chose que ses yeux :

Fausse couleur : Déplacez votre souris sur le coin de l’image et fixez la croix centrale. Le point manquant tournera autour du cercle, mais après un certain temps, ce point semblera être vert – même si aucun vert n’est réellement présent dans l’image.

Bandes Mach : Déplacez votre souris sur et hors de l’image. Chacune des bandes apparaîtra légèrement plus sombre ou plus claire près de ses bords supérieur et inférieur – même si chacune est uniformément grise.

Cependant, cela ne doit pas nous décourager de comparer nos yeux et nos appareils photo ! Dans de nombreuses conditions, une comparaison équitable est encore possible, mais seulement si nous prenons en considération à la fois ce que nous voyons et la façon dont notre esprit traite cette information. Les sections suivantes tenteront de distinguer les deux chaque fois que possible.

VUE D’ENSEMBLE DES DIFFÉRENCES

Ce didacticiel regroupe les comparaisons dans les catégories visuelles suivantes :

1. Angle de vue
2. Résolution &Détail
3. Sensibilité &Gamme dynamique

Les points ci-dessus sont souvent compris comme étant ceux où nos yeux et nos appareils photo diffèrent le plus, et sont généralement aussi ceux où il y a le plus de désaccord. D’autres sujets pourraient inclure la profondeur de champ, la vision stéréo, l’équilibrage des blancs et la gamme de couleurs, mais ils ne seront pas au centre de ce tutoriel.

ANGLE DE VUE

Avec les appareils photo, cela est déterminé par la longueur focale de l’objectif (avec la taille du capteur de l’appareil photo). Par exemple, un téléobjectif a une longueur focale plus longue qu’un objectif standard de portrait, et englobe donc un angle de vue plus étroit :

Malheureusement, nos yeux ne sont pas aussi simples. Bien que l’œil humain ait une distance focale d’environ 22 mm, cela est trompeur car (i) l’arrière de nos yeux est incurvé, (ii) la périphérie de notre champ visuel contient progressivement moins de détails que le centre, et (iii) la scène que nous percevons est le résultat combiné des deux yeux.

Chaque œil a individuellement un angle de vue compris entre 120 et 200°, selon la façon dont on définit strictement les objets comme étant « vus ». De même, la région de chevauchement des deux yeux est d’environ 130° – ou presque aussi large qu’une lentille fisheye. Cependant, pour des raisons liées à l’évolution, notre vision périphérique extrême n’est utile que pour détecter le mouvement et les objets de grande taille (comme un lion bondissant de votre côté). En outre, un tel angle large apparaîtrait fortement déformé et non naturel s’il était capturé par une caméra.

Notre angle de vue central – environ 40-60° – est ce qui a le plus d’impact sur notre perception. Subjectivement, cela correspondrait à l’angle sur lequel vous pourriez vous rappeler des objets sans bouger les yeux. Soit dit en passant, cet angle est proche de celui d’un objectif de longueur focale « normale » de 50 mm sur un appareil photo plein cadre (43 mm pour être précis), ou d’une longueur focale de 27 mm sur un appareil photo avec un facteur de recadrage de 1,6X. Bien que cela ne reproduise pas l’angle de vue complet auquel nous voyons, cela correspond bien à ce que nous percevons comme ayant le meilleur compromis entre les différents types de distorsion :

Un angle de vue trop large et les tailles relatives des objets sont exagérées, alors qu’avec un angle de vue trop étroit, les objets ont presque tous la même taille relative et on perd la sensation de profondeur. Les angles extrêmement larges ont également tendance à faire apparaître les objets proches des bords du cadre comme étirés.

(si elle est capturée par un objectif de caméra standard/rectiligne)

Par comparaison, même si nos yeux capturent une image grand angle déformée, nous la reconstruisons pour former une image mentale en 3D qui est apparemment sans distorsion.

RESOLUTION &DÉTAIL

La plupart des appareils photo numériques actuels ont 5 à 20 mégapixels, ce qui est souvent cité comme étant bien en deçà de notre propre système visuel. Ceci est basé sur le fait qu’à 20/20 de vision, l’œil humain est capable de résoudre l’équivalent d’un appareil photo de 52 mégapixels (en supposant un angle de vue de 60°).

Cependant, de tels calculs sont trompeurs. Seule notre vision centrale est de 20/20, nous ne résolvons donc jamais réellement autant de détails en un seul regard. En s’éloignant du centre, notre capacité visuelle diminue considérablement, de sorte qu’en s’éloignant de seulement 20° du centre, nos yeux ne résolvent qu’un dixième des détails. À la périphérie, nous ne détectons que des contrastes à grande échelle et des couleurs minimes :

En tenant compte de ce qui précède, un seul regard de nos yeux n’est donc capable de percevoir que des détails comparables à ceux d’un appareil photo de 5 à 15 mégapixels (selon la vue de chacun). Cependant, notre esprit ne se souvient pas réellement des images pixel par pixel ; il enregistre plutôt les textures, les couleurs et les contrastes mémorables image par image.

Pour assembler une image mentale détaillée, nos yeux se concentrent donc sur plusieurs régions d’intérêt en succession rapide. Cela peint effectivement notre perception :

Le résultat final est une image mentale dont les détails ont effectivement été hiérarchisés en fonction de l’intérêt. Cela a une implication importante mais souvent négligée pour les photographes : même si une photographie s’approche des limites techniques des détails de l’appareil photo, ces détails ne compteront finalement pas pour beaucoup si l’imagerie elle-même n’est pas mémorable.

Les autres différences importantes avec la façon dont nos yeux résolvent les détails comprennent :

Asymétrie. Chaque œil est plus capable de percevoir les détails sous notre ligne de vue qu’au-dessus, et leur vision périphérique est également beaucoup plus sensible dans les directions éloignées du nez que vers lui. Les appareils photo enregistrent les images de manière presque parfaitement symétrique.

Vision par faible luminosité. Dans une lumière extrêmement faible, comme sous le clair de lune ou la lumière des étoiles, nos yeux commencent réellement à voir en monochrome. Dans de telles situations, notre vision centrale commence également à représenter moins de détails que juste au centre. De nombreux astrophotographes en sont conscients et l’utilisent à leur avantage en fixant juste à côté d’une étoile peu lumineuse s’ils veulent pouvoir la voir avec leurs yeux non assistés.

Dégradations subtiles. On accorde souvent trop d’attention aux plus fins détails résolubles, mais les subtiles gradations tonales sont également importantes – et il se trouve que c’est là que nos yeux et nos appareils photo diffèrent le plus. Avec un appareil photo, les détails agrandis sont toujours plus faciles à résoudre – mais de manière contre-intuitive, les détails agrandis peuvent en fait devenir moins visibles pour nos yeux. Dans l’exemple ci-dessous, les deux images contiennent une texture avec la même quantité de contraste, mais celle-ci n’est pas visible dans l’image de droite car la texture a été agrandie.

SENSIBILITÉ &GAMME DYNAMIQUE

La gamme dynamique* est un domaine où l’œil est souvent considéré comme ayant un énorme avantage. Si nous devions considérer des situations où notre pupille s’ouvre et se ferme pour différentes régions de luminosité, alors oui, nos yeux surpassent de loin les capacités d’une seule image de caméra (et peuvent avoir une portée dépassant 24 diaphragmes). Cependant, dans de telles situations, notre œil s’ajuste dynamiquement comme une caméra vidéo, donc cette comparaison n’est sans doute pas juste.

Si nous devions plutôt considérer la gamme dynamique instantanée de notre oeil (où l’ouverture de notre pupille est inchangée), alors les caméras s’en sortent beaucoup mieux. Cela reviendrait à regarder une région dans une scène, à laisser nos yeux s’adapter et à ne pas regarder ailleurs. Dans ce cas, la plupart estiment que nos yeux peuvent voir entre 10 et 14 diaphragmes de plage dynamique, ce qui dépasse nettement la plupart des appareils photo compacts (5-7 diaphragmes), mais est étonnamment similaire à celle des appareils photo reflex numériques (8-11 diaphragmes).

D’autre part, la plage dynamique de notre œil dépend également de la luminosité et du contraste du sujet, de sorte que ce qui précède ne s’applique qu’aux conditions typiques de la lumière du jour. Avec l’observation d’étoiles en basse lumière, nos yeux peuvent approcher une plage dynamique instantanée encore plus élevée, par exemple.

*Quantification de la plage dynamique. L’unité la plus couramment utilisée pour mesurer la plage dynamique en photographie est le diaphragme f, nous nous en tiendrons donc à cela ici. Elle décrit le rapport entre les régions enregistrables les plus claires et les plus sombres d’une scène, en puissances de deux. Une scène avec une gamme dynamique de 3 diaphragmes a donc un blanc qui est 8X plus lumineux que son noir (puisque 23 = 2x2x2 = 8).

Photos de gauche (allumettes) et de droite (ciel nocturne) par lazlo et dcysurfer, respectivement.

Sensibilité. Il s’agit d’une autre caractéristique visuelle importante, qui décrit la capacité à résoudre des sujets très faibles ou en mouvement rapide. En cas de lumière vive, les appareils photo modernes sont plus aptes à résoudre les sujets en mouvement rapide, comme l’illustre la photographie à grande vitesse d’aspect inhabituel. Cela est souvent rendu possible par des vitesses ISO de l’appareil photo supérieures à 3200 ; on pense même que l’ISO équivalent à la lumière du jour pour l’œil humain est aussi bas que 1.

En revanche, dans des conditions de faible luminosité, nos yeux deviennent beaucoup plus sensibles (en supposant que nous les laissions s’adapter pendant 30+ minutes). Les astrophotographes estiment souvent que cette sensibilité est proche de 500-1000 ISO ; toujours pas aussi élevée que celle des appareils photo numériques, mais proche. D’autre part, les appareils photo ont l’avantage de pouvoir prendre des expositions plus longues pour faire ressortir des objets encore plus faibles, alors que nos yeux ne voient pas de détails supplémentaires après avoir fixé quelque chose pendant plus d’environ 10-15 secondes.

CONCLUSIONS &LIRE PLUS LOIN

On pourrait soutenir que le fait qu’un appareil photo soit capable de battre l’œil humain est sans conséquence, car les appareils photo exigent une norme différente : ils doivent faire des impressions d’apparence réaliste. Une photographie imprimée ne sait pas sur quelles régions l’œil va se concentrer, donc chaque partie d’une scène devrait contenir un maximum de détails – juste au cas où c’est là que nous nous concentrerons. C’est particulièrement vrai pour les tirages de grande taille ou ceux qui sont regardés de près. Cependant, on pourrait aussi soutenir qu’il est toujours utile de replacer les capacités d’un appareil photo dans leur contexte.

Dans l’ensemble, la plupart des avantages de notre système visuel proviennent du fait que notre esprit est capable d’interpréter intelligemment les informations provenant de nos yeux, alors qu’avec un appareil photo, nous n’avons que l’image brute. Malgré cela, les appareils photo numériques actuels sont étonnamment performants et surpassent nos yeux pour plusieurs capacités visuelles. Le véritable gagnant est le photographe qui est capable d’assembler intelligemment plusieurs images d’appareils photo – dépassant ainsi même notre propre image mentale.

Voir ce qui suit pour plus de lecture sur ce sujet :

• Gamme dynamique élevée. Comment étendre la plage dynamique des appareils photo numériques en utilisant des expositions multiples. Les résultats peuvent même dépasser l’œil humain.
• Filtres à densité neutre graduée (DND). Une technique pour améliorer l’apparence des scènes à fort contraste, similaire à la façon dont nous formons notre image mentale.
• Assemblage de photos Panoramas numériques. Une discussion générale sur l’utilisation de plusieurs photos pour améliorer l’angle de vue.