L'image



La charte


La charte sert de référence aux différentes personnes qui interviennent sur les images du film. En particulier l'étalonneur qui règlera la lumière de tirage pour obtenir sur le positif une charte "neutre", c'est à dire sans effet.

La charte est filmée lors des opérations de prise de vue; la prise ne doit durer que 1à 2 secondes pas plus, car ce n'est pas utile à l'action mais seulement pour l'étalonnage, et pour cela quelques images suffisent. Quand faut-il faire une charte? Quand on veut passer une information à l'étalonneur! C'est donc une question d'oportunité (certains opérateurs ne font pas de charte, et l'étalonneur doit se débrouiller!!!) Cela dit il vaut mieux faire une charte dans les situations suivantes:
• Quand on travail avec plusieurs caméra différentes.
• Si on veut une qualité pro, quand il y a un changement de lumière (intérieur ou extérieur), changement d'axe de prise de vue, changement de décor, etc...
• Quand on souhaite un effet. Très utile pour un Keylight par exemple : avec une carte sur le décors, et une sur le fond vert)



L'éclairage
Notions de photométrie :

Il est difficile de parler objectivement de l’éclairage sans rappeler quelques notions simples de photométrie qui est la science de la mesure des intensités lumineuses.

Ses données de base sont l'intensité, le flux lumineux, l'éclairement et la luminance. Ces quatre facteurs sont liés comme ceci : une source d'éclairage artificielle - une lampe électrique - rayonne dans toutes les directions de l'espace un flux lumineux dont l'unité est le lumen (lm). Ce flux a, dans une direction donnée, une certaine intensité exprimée en candelas (cd) ; une surface, placée à une distance donnée de la source, reçoit un éclairement qui s'exprime en lux (lx). Enfin, la surface éclairée renvoie une partie de l'éclairement reçu en direction de l'observateur (dans le cas qui nous occupe. l'objectif de la caméra) : c'est la luminance exprimée en candelas par mètre carré (cd/m²).

Flux lumineux :

Le flux lumineux - exprimé en lumens (lm) - indique la quantité globale de lumière qu'une lampe émet dans toutes les directions. Telle lampe halogène de 2000 watts (2 kW) émet, par exemple un flux de 52000 lm. Comparaison de distribution en intensité de deux luminaires A et B. Le luminaire A offre un flux lumineux de 50% pls élevé que le luminaire B. Il couvre en effet une plus grande surface sur le diagramme.

Intensité lumineuse :

L'intensité lumineuse Iv - dont l'unité est la candela (cd) - indique le flux lumineux émis par unité d'angle solide w (oméga) dans une direction donnée, (L'angle solide est l'angle au sommet d'un cône). Iv est le rapport de la surface S du segment sphérique que le cône découpe sur une sphère de rayon r, au carré du rayon de cette sphère (‡=S/r²) L'angle solide a la valeur d'un stéradian (sr), lorsque le cône délimite une surface d'un mètre carré sur une sphère d'un mètre de rayon. L'intensité lumineuse - d'une lampe ou d’un luminaire - varie dans les diverses directions : on peut la représenter par un diagramme polaire. Le diagramme polaire indique les valeurs d'intensité lumineuse en (cd) de la lampe ou du luminaire dans diverses direction. La longeur du veteur issu de la source représente (en degrés par rapport à l'axe) l'intensité dans la direction considérée.

Eclairement :
L'unité est le lux (lx). L'éclairement Ev indique le flux lumineux (lm) reçu par une surface d'un mètre carré. Connaissant l'intensité lumineuse Iv (cd) et distance (d) d’un luminaire à la surface éclairée, on peut calculer l'éclairement en divisant l'intensité lumineuse Iv par le carré de la distance d (en mètres).
Ev(lx) = Iv(cd) / d²(m)

photometrie2 Exemple :
Une source de luminance 1 candela par mètre carré (cd/m²), placée au centre d'une sphère de rayon r = 1 m, donne sur la calotte sphérique de surface 1 m² - délimitée par un angle solide de un stéradian (sr) - un éclairement de 1 lux (soit un lumen par mètre carré). Lorsque la surface n'est pas perpendiculaire à l'axe de la source, L'éclairement diminue en raison du cosinus de l'angle (φ) que fait la surface avec la direction de la source :
Ev(lx) = [ Iv(cd) / D²(m) ] * cosφ

Application numérique :
soit une source de 40000 cd placée à 5 m d'une surface inclinée à 45°. l'éclairement reçu par la surface est
Ev(lx) = [ 40000 / 5² ] * cos 45° = 1130(lx)


L' éclairement en lux est une valeur souvent utilisée pour caractériser un éclairage (dans ce cas perpendiculairement à la source et à une distance précisée) et, également, la sensibilité relative d'un système vidéo ou cinéma. On dira, par exemple, qu'il faut "normalement" - c'est-à-dire avec un sujet "moyen" - adopter une ouverture de diaphragme f/4 pour un éclairement de 1000 lx (sensibilité équivalente à 250 ISO). L'éclairement se mesure avec un luxmètre.



Luminance :
La luminance visuelle Lv est le quotient de l'intensité lumineuse d'une surface, par l'aire apparente de cette surface, pour un observateur lointain. En termes plus simples. c'est "la brillance" d'une surface réfléchissante éclairée, telle qu'elle est vue par l'oeil ou l'objectif de la caméra. Son unité légale est la candela par mètre carré (cd/m²). C’est le seul paramètre significatif pour la détermination de l'exposition, c'est-à-dire l'ouverture du diaphragme - en fonction de la sensibilité du système - avec une caméra ciné ou vidéo. La luminance varie selon deux facteurs : l'éclairement Ev (lx) sur une zone déterminée de la scène et le facteur de réflexion (r) de cette surface. Le facteur de réflexion est le quotient du flux réfléchi par 1e flux incident.

r = flux réfléchi / flux incident


  • Il a toujours une valeur inférieure à 1 (ou à 100% si on l'exprime en pourcentage), car aucune substance ne réfléchit 100% de la lumière qu'elle reçoit. C' est ici qu'intervient la notion extrêmement importante de "facteur de réflexion moyen". C'est celui d'une surface qui - quel que soit son éclairement - nous parait d'un gris exactement intermédiaire entre le banc et le noir. Puisqu'il s'agit d'une appréciation subjective, la charte grise de référence (Kodak Gray Card) n'a pas un facteur r = 0,5 (ou 50%) : celle ci nous paraitrait presque blanche Le facteur de réflexion moyen est 0,18 (ou 18%).
  • Cette valeur r = 0,18 est sensiblement celle de la peau banche, ce qui fait du visage d'une personne, le critère à la fois des couleurs, de la Tc de la lumière et de la densité de l'image finale.
  • Connaissant l'éclairement Ev (en lux) de telle zone du sujet vue par l'objectif, il est facile de calculer sa luminance LV, par la relation suivante :
    Lv (cd/m²) = 1/p * r * Ev (avec 1/p = 0,318) <\li>
  • A titre d'exemple, nous pouvons calculer la luminance du même sujet (le visage d'un modèle), éclairé sous une incidence de 45° toujours - soit par un projecteur, soit sous le soleil moyen :
    Sous le projecteur (1130 lx) : Lv = 0,318 * 0,18 * 1130 = 65 cd/m²
    Au soleil moyen (48000 lx) : Lv = 0,318 * 0,18 * 48000 = 2750 cd/m²

En d'autres termes - toutes autres conditions étant égales - le même sujet moyen est (2750 / 65), 42 fois plus lumineux au soleil que sous un projecteur du studio. Cela équivaudrait (si la sensibilité globale du système enregistreur reste constante) a fermer le diaphragme de 5,5 divisions ( 5,5 IL) environ. On comprend mieux pourquoi la caméra vidéo broadcast peut avoir besoin par beau temps d'un filtre gris neutre et aussi l'utilité des luminaires HMI très puissants, lorsqu'il est nécessaire de diminuer le contraste d'une scène tournée, en plein soleil (ou de donner au contraire du contraste à une scène "platement" éclairée par un ciel couvert). Au cinéma l'emploi du mème film négatif (type B) en intérieur 3200K et en extérieur 5500K demande impérativement l'emploi d'un filtre 85C (convertisseur 3200K - 5500K), doublé d'une densité neutre de 0,6 (- 2 diaph) ou 0,9 (- 3 diaph), dans le but de pouvoir utiliser des ouvertures de diaphragme "raisonnables".

photometrie1 L'éclairement (Ev) dépend de l'intensité de la source en candela (cd), de la distance (d) de la source à la surface à éclairée, enfin de l'angle (alpha) de la surface par rapport au centre de la source. Ici, la source d'intensité 1800 cd éclaire, sous un angle de 30°, une surface placée à 2,75 m. Le calcul indique que cette surface reçoit un éclairement de 206 lux.






Eclairement et exposition :

En vidéo, on dispose de la fonction ZEBRA qui s’affiche dans le viseur électronique de la caméra qui permet d’exposer correctement l’image grâce à une référence de peau dans l'image (niveau vidéo à 70 %) et, en studio, des indications voire des réglages télécommandés depuis la régie via le CCU de chaque caméra, s'il s'agit - comme sur un plateau de télévision - d'un tournage à plusieurs caméras. Il n'en va pas du tout de même en cinéma avec lequel l'opérateur doit impérativement savoir quelle ouverture de diaphragme afficher sur son objectif. En extérieur, il la mesure habituellement en lumière réfléchie (luminance) avec un posemètre ou un spotmètre dont le récepteur est orienté sur la plage "moyenne" - un visage - (ou l'élément important de la scène) : le temps de pose "normal" est à 25 im/s de 1/50s à 24 im/s de 1/48s, si l'obturateur est réglé à la valeur nominale de 180°. En studio, il est préférable d'établir une mesure d'éclairement au luxmètre dont l'intégrateur hémisphérique est dirigée vers l'objectif, juste au niveau du sujet (ainsi la "meusure" en lumière incidente tient elle compte de toutes les sources présentes atteignant le sujet à cet endroit précis). Les fabricants de film donnent habituellement un tableau de correspondance entre l'ouverture de diaphragme à adopter et l'éclairement nécessaire pour un film de sensibilité ISO donnée. Notons qu'en mesure incidente, la valeur mesurée est valable pour un sujet "moyen" ayant un facteur r de reflexion de 0,18 : elle est à modifier selon que ce sujet est plus ou moins réfléchissant que la moyenne (la correction d'ouverture à appliquer peut jouer sur plusieurs divisions de diaphragme).

En vidéo, on "gagne" l'équivalent d'une division de diaphragme de l'objectif à chaque fois que l'on augmente le gain de 3 dB (log²). Même si une caméra brodcast à la capacité de donner une image "acceptable" sous un éclairement aussi faible que 25 lux par exemple, on cherche toujours à opérer sous un éclairement au moins 10 fois, voir 50 fois plus puissant. De cette manière le gain électronique est moins "poussé", le rapport signal/bruit (S/B) en dB est plus élevé, le diaphragme de l'objectif est plus fermé. Les conséquences sur le qualité de l'image sont bien connues : meilleur résolution de l'image et profondeur de champ plus étendue, à distance et focale égales. Les valeur "idéales" d'éclairement en studio se situent - pour le cinéma comme pour la vidéo - entre 800 et 1500 lux au niveau des personnages.

photometrie3


D'après "La pratique de l'éclairage cinéma - télévision" René Bouillot, ed. Dujarric.



La température de couleur
La composition spectrale d'une source de lumière incandescente à spectre continu, comme l'est celle du soleil, peut être définie avec précision par sa température de couleur (ou "Tc") en kelvins (K) ou en mired. En effet, pour les corps incandescents - auxquels ont applique ici le modèle du "corps noirs" - il y a un rapport entre la température du corps chauffé et la composition de la lumière qu'il émet. On sait, par exemple, qu'un morceau de fer chauffé à 800°C est rouge ; à 1 000°C jaune ; à 1 500°C (sa température de fusion) blanc : le rayonnement émis est d'autant plus riche en radiations bleues que la température est plus élevée.

On qualifie donc nos sources lumineuses (et la couleur qu'elles ont) en Kelvin :

- Une luminère chaude, comme celle d'une bougie est aux environ de 1000°K, une lampe incendescante - de la familles des lampes "tungstène halogène" (ou TH) - autour de 3200°K

- La lumière dite du jour, qui est la référence en vidéo et qui est environ celle du soleil est de 5600°K. C'est le cas des lampes à décharge qui, elles, n'ont généralement pas un spectre continu, mais discontinu où certaines raies spectrales prédominent. On ne peut indiquer une Tc que pour les rares membres de la famille que l'on peut utiliser parce que leur spectre ressemble suffisamment à celui du spectre de Planck. La plus connue de ces lampes à décharge est la "HMI" (5 600K environ).

couleur temp


Si le cinéma numérique moderne simplifie largement les correction de températures de couleurs, quand vous utilisez plusieurs éclairage, il est bon que ceux-ci soit précies les uns par rapports aux autres et que -plus généralement- ils n'aient pas de teintes dominante indésirable (comme du verdâtre ou rosâtre pour les premières générations d'éclairage LED). On mesure donc la qualité du spectre émi par la source par son IRC : Indice de Rendu des Couleurs. 0 = Mauvais, 100 = Excellent = Soleil. Par exemple les lampes au sodium (lampdaire) sont affreuses avec un indice de 20. Les éclairage Pro ont minimum un indice de 90, et les meilleurs générations de LED y parviennent désormais.


Il existe une autre manière d'exprimer la Tc : l'échelle mired (MIcro REciprocal Degree), établie en divisant un million par la Tc indiquée en kelvins.
Valeur mired = 1 000 000 / T (K).

Son existence est justifiée par le fait que l'échelle des K n'est pas proportionnelle (la variation de couleur de la lumière n'est pas la même aux basses Tc qu'aux Tc plus élevées). L'échelle mired simplifie les calculs de filtres de conversion : chacun d'entre eux à une valeur mired fixe : si vous mesurez en mired l'écart de Tc entre la source et la Tc désirée (par exemple pour la rendre compatible avec un film couleur de "type" donné), vous savez directement quel est le filtre à utiliser.
Pour filmer, par exemple en lumière du jour "moyenne" de 5500K avec un film "type B" équilibré pour 3200K, il faut placer sur l'objectif de la caméra un filtre de : (1 000 000 / 5500) - (1 000 000 / 3200) = +131 mired environ (filtre "saumon" W85B). Dans la pratique courante ces calculs ne sont pas à faire : la valeur mired peut être gravée sur le filtre choisi en fonction d'un tableau.
Les thermocolorimètres élaborés, indiquent directement la valeur mired du filtre de conversion à utiliser ainsi d'ailleurs - pour la photo ou le cinéma - que la correction d'ouverture de diaphragme compensant l'absorption du filtre. Celui-ci est jaunâtre si la Tc de la source est plus élevée que celle du film (ou de l'équilibre préétabli d'une caméra TV) et bleuâtre dans 1e cas contraire.
Ceci étant, cette pratique tend à se perdre avec le cinéma numérique moderne ou les températures de couleurs peuvent être facilement corrigé en post-production.





En post Prod :

L'étalonnage


Dans le cadre de n'importe quelle diffusion, vous devrez donner une vidéo qui correspond aux normes. A savoir que le signal vidéo devra être nomé de façon à ce que vous aurez produit, ne donne pas n'importe quoi lors de la diffustion chez vos commanditaires. C'est un des rôles clef de l'étalonnage : normer votre vidéo.
Mais ça ser également à apporter une note esthétique, une uniformité, et un style à votre film comme ous l'explique Benoit, étalonneur de profession :