Ecole Nationale Supérieure Louis-Lumière Charlie LENORMAND Du grain au bruit :

Ecole Nationale Supérieure Louis-Lumière Charlie LENORMAND Du grain au bruit : vers une sensitométrie numérique ciné. Sous la direction de Mr Alain DELHAISE et Mr Philippe VALOGNES. Section Cinéma Promotion 2006. Ecole Nationale Supérieure Louis-Lumière Charlie LENORMAND Du grain au bruit : vers une sensitométrie numérique ciné. Sous la direction de Mr Alain DELHAISE et Mr Philippe VALOGNES. Section Cinéma Promotion 2006. Du Grain au Bruit : Vers une sensitométrie numérique ciné. Charlie LENORMAND 1 Du Grain au Bruit : Vers une sensitométrie numérique ciné. Charlie LENORMAND 2 Sommaire. Résumé. .................................................................................................................5 Abstract. ................................................................................................................6 Avant-propos.........................................................................................................7 Introduction. ........................................................................................................10 I. D’une sensitométrie argentique vers une numérique.......................................12 1°) Lumière et colorimétrie. .............................................................................................. 12 Rappels...................................................................................................................... 12 Colorimétrie. ............................................................................................................. 14 Normes...................................................................................................................... 16 La télévision standard. .............................................................................................. 18 ITU-709.4.................................................................................................................. 19 UER (ou « EBU »).................................................................................................... 20 SMPTE...................................................................................................................... 21 DCI............................................................................................................................ 22 Observations finales.................................................................................................. 22 2°) Les récepteurs visuels................................................................................................... 24 L’œil.......................................................................................................................... 24 La pellicule................................................................................................................ 26 Les caméras numériques HD et D-cinema................................................................ 30 Les caméras HD Tri-CCD......................................................................................... 30 La Genesis, caméra Mono CCD................................................................................ 34 Les caméras CMOS................................................................................................... 36 Les nouveaux capteurs photo.................................................................................... 38 Sensibilité spectrale des différents capteurs.............................................................. 40 3°) Appareils de mesures. .................................................................................................. 44 Principes et normes. .................................................................................................. 44 Sensibilité spectrale théorique et mesurée. ............................................................... 46 La répétabilité............................................................................................................ 48 La reproductibilité..................................................................................................... 48 Résultats et interprétation.......................................................................................... 50 Vers une mesure plus subjective............................................................................... 51 Du Grain au Bruit : Vers une sensitométrie numérique ciné. Charlie LENORMAND 3 II. Vers une sensibilité « ISO » numérique.........................................................56 1°) Granularité et sensibilité argentique.......................................................................... 56 Méthodes de calcul et appréciations. ........................................................................ 58 Granularité et granulation. ........................................................................................ 58 Sensibilité.................................................................................................................. 63 Utilisation d’un sensitogramme. ............................................................................... 64 Méthode ISO............................................................................................................. 65 Calcul de l’E.R.......................................................................................................... 66 Le gris à 18%. ........................................................................................................... 67 Les traitements spéciaux. .......................................................................................... 68 Des mosaïques au grain argentique : une question de plastique. .............................. 73 2°) Le rapport Signal sur Bruit......................................................................................... 82 Les causes et effets.................................................................................................... 82 Détermination et calcul. ............................................................................................ 85 Du bruit au gain : une question d’ouverture et de contraste. .................................... 89 3°) Détermination d’une sensibilité. ................................................................................. 93 Implications des divers composants.......................................................................... 93 Méthodes de calcul et appréciations. ........................................................................ 96 Notion de l’éclairement minimum. ......................................................................... 100 Gain et sensibilité.................................................................................................... 100 De l’éclairage en prise de vues numérique. ............................................................ 103 Rendu photométrique et esthétique......................................................................... 106 III. Vers une application pratique......................................................................114 Objectifs et enjeux : « Pourquoi les cellules échouent avec les CCD. »................. 114 1°) Mesures effectives de Bruit........................................................................................ 116 Qualification de la source........................................................................................ 117 Qualification de la Esser Test Chart TE 188........................................................... 118 Analyse et traitement des chartes enregistrées........................................................ 121 Essais sur la Viper................................................................................................... 121 Essais sur la HDW-F900 de Sony........................................................................... 123 Mesures de gain....................................................................................................... 125 Conclusion............................................................................................................... 127 2°) Prises de vues réelles. ................................................................................................. 128 Découpage............................................................................................................... 128 Listes de matériel. ................................................................................................... 132 Pré-réglages caméras............................................................................................... 133 Essais de gain.......................................................................................................... 135 Signal, étalonnage numérique et projection............................................................ 137 3°) Conclusions. ................................................................................................................ 139 Aspects techniques et métrologiques. ..................................................................... 139 Aspects pratiques. ................................................................................................... 140 Faisabilité et adaptabilité du protocole. .................................................................. 141 Du Grain au Bruit : Vers une sensitométrie numérique ciné. Charlie LENORMAND 4 Conclusion.........................................................................................................143 Annexes.............................................................................................................146 Annexe 1. Matrices permettant de passer des primaires RVB aux XYZ.................... 147 Annexe 2. Les paramètres des différents formats d’enregistrement........................... 148 Annexe 2bis. Les modes d’enregistrement du SRW-1.................................................. 148 Annexe 3. Relevé des valeurs indiquées sur les appareils de mesure. ......................... 149 Annexe 4. Illustrations complémentaires de tableaux néo-impressionnistes.............. 150 Annexe 5. Tableau récapitulatif des caractéristiques de certaines caméras HD........ 153 Annexe 6. Distribution spectrale des patchs de la Charte Esser TE 188. ................... 154 Annexe 7. Mesures relevées sur la charte enregistrée par la Viper............................. 155 Annexe 8. Mesures relevées sur la charte enregistrée par la Cinealta........................ 156 Annexe 9. Mesures de bruit en fonction du gain en Bleu,Vert, Rouge........................ 157 Bibliographie.....................................................................................................159 Articles............................................................................................................................... 160 Dossiers techniques. ......................................................................................................... 161 Normes............................................................................................................................... 162 Table des illustrations........................................................................................163 Sites Internet......................................................................................................164 Filmographie. ....................................................................................................165 Remerciements..................................................................................................167 Du Grain au Bruit : Vers une sensitométrie numérique ciné. Charlie LENORMAND 5
 Chargé tout d’abord de filmer, de développer et de projeter les images animées, le rôle de l’opérateur se recentre à présent sur la juste exposition des images, base de l’esthétique d’un film. C’est donc sciemment qu’il choisit parfois de jouer avec la surexposition comme la sous-exposition de son image, induisant une certaine granularité, une colorimétrie particulière, etc. Or, la prise de vues Haute Définition remet l’ensemble de ces paramètres en jeu, et les films jusqu’alors tournés ainsi posent à de nombreuses reprises des problèmes d’exposition, mais aussi de raccord pour des tournages hybrides. C’est pourquoi, la prise de vues HD dont l’importante place n’est plus à présent discutée, remet en cause bon nombre de réflexes et d’habitudes d’opérateurs, qui craignent encore le plus souvent le changement de support. Je souhaite donc à partir de cette constatation pratique et esthétique transposer le savoir-faire argentique au support numérique en recadrant les paramètres essentiels de la prise de vues. De plus, les sensibilités données par les fabricants de caméras numériques et/ou D- cinema restent souvent imprécises. Il s’agit pour moi de voir comment d’après une « sensibilité ISO » bien recalculée de « pellicule numérique », ou capteur(s) de la caméra, selon une analogie entre le grain de la pellicule et le bruit du signal, il est possible de maîtriser une valeur d’exposition cohérente selon ce que nous indique notre cellule. Il est ici question d’adapter les méthodes préparatoires sensitométriques argentiques à la prise de vues HD, afin de conserver un maximum de repères acquis par plusieurs générations d’opérateurs. Toutefois, certains praticiens ont déjà affiché une valeur de sensibilité apparemment correcte sur leur cellule, et ils ont remarqué une sous-exposition récurrente mais involontaire de leurs images. L’un d’entre eux, Peter GRAY a considéré, selon un article d’Adam WILT, qu’il s’agirait d’une réponse spectrale des capteurs différente de celle de nos cellules photoélectriques. En effet, celles-ci étant calibrées le plus possible sur la sensibilité spectrale de l’œil, les fabricants de pellicules s’étaient arrangés pour que leurs émulsions s’en rapprochent le mieux possible par les colorants sensibilisateurs qui les composent, ce qui n’est pas encore le cas des caméras numériques professionnelles. J’essayerai donc d’en étudier les différences de façon à en déduire une exposition correcte, sans aucun autre moyen de contrôle tel un oscilloscope ou un moniteur étalonné de référence. L’opérateur devant être sûr de la bonne exposition de ses images, de manière à garder le plus de contrôle possible sur tout son travail et ses partis-pris esthétiques, comme en argentique, l’intérêt est ici de comparer les deux réponses spectrales afin d’en déduire les corrections obligatoires d’exposition selon des conditions de lumière données. Le principe général est donc dans un premier temps d’adapter le plus simplement possible les méthodes de travail cinématographique à la prise de vues numérique, en limitant au maximum les risques d’erreurs plus fatales, de par un signal bien plus susceptible que la courbe de réponse de nos émulsions « classiques ». Tout cela sera alors mis en pratique et testé dans un second temps, selon des aspects plus personnels, à titre d’exemple et non de référence. Du Grain au Bruit : Vers une sensitométrie numérique ciné. Charlie LENORMAND 6    In charge of shooting, developing and projecting animated pictures, the director of photography has also the role of the good exposure of images, this being the basis of the movies’ aesthetics. So knowing this, he sometimes deliberately chooses overexposure or underexposure in his picture, this leading to various granularity effects, specific colorimetry, etc. However, shooting in High Definition puts everything back into the melting pot and the already shot movies cause many times exposure problems, or cutting problems in hybrid shootings. Thus, the HD shooting, which we now know the growing importance, makes dp doubt their usual habits, causing their anxiousness towards the change of support. Based on these practical and aesthetical observations, I wish to adapt the film knowledge to digital, by rethinking the essentials parameters of shooting. Moreover, the sensitivity values given by digital camera manufacturers are imprecise. So I want to see if it’s possible to obtain a correct exposure value based on lightmeter indications, by obtaining a correct value of sensitivity by using an analogy between the film grain and the signal noise. The purpose is to translate the sensitometric preparations to the digital shooting in order to keep most of the dp’s references. Nevertheless, some operators have tried to expose according to a value of sensitivity selected on the lightmeter, noticing a current underexposuer of their pictures. One of them, Peter GRAY thought, based on an Adam Wilt’s article, that this could come from a different spectral response between CCDs and the lightmeters. Indeed, lightmeters are calibrated according to the human eyes’ spectral response, which film manufaturers try to approach using sensitizing dyes, this is not yet the case for professional digital cameras. So, in this work , I will try to study these differences in order to obtain a correct exposure, with no other possibility of viewing the images than with an oscilloscope or a calibrated monitor. The dp must be sure of the good exposure of his pictures, needs to keep control on his work, like in silver, and the object uploads/Litterature/ cccd-pdf.pdf

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• Détails
• Publié le Jul 21, 2022
• Catégorie Literature / Litté...
• Langue French
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