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Qu’est-ce qu’un histogramme et comment l’utiliser ?

par le 16 septembre 2011

Quand on s’intéresse à la photographie numérique, on entend souvent parler d’histogramme. Visible sur l’écran arrière des reflex numériques comme dans les logiciels de traitement d’images, l’histogramme est utile pour plusieurs raisons. Après un premier article « Comment régler la balance des blancs« , voici une présentation de l’histogramme et comment l’utiliser en pratique.

Nikon D300 histogramme

Définition de l’histogramme

L’histogramme est un mode de représentation graphique de la distribution tonale d’une image. Autrement dit, c’est la représentation visuelle, sur l’écran arrière du reflex comme dans le logiciel de traitement d’image, des intensités de chacun des niveaux qui composent une image numérique.

Selon le type de boîtier et sa configuration via les menus, vous avez la possibilité d’afficher l’histogramme sur l’écran arrière après chaque prise de vue. Cet affichage est celui de l’histogramme de luminosité. D’autres histogrammes – de couleurs – sont disponibles selon les boîtiers. Nous nous limitons à l’histogramme de luminosité dans cet article.

L’histogramme associe à chaque niveau – de 0 pour noir à 255 pour blanc – le nombre de pixels correspondant dans l’image considérée. Le niveau 128 représente en toute théorie le gris moyen, qui se situe donc à mi-chemin entre le noir et le blanc. On peut ainsi dire que l’histogramme représente la distribution des valeurs de pixels dans une image.

Histogramme d’une photo numérique vue dans Adobe Lightroom

L’histogramme représente cette information selon deux axes : un axe horizontal qui représente les niveaux – du noir à gauche au blanc à droite – et un axe vertical qui donne le nombre de pixels correspondant.

A quoi sert l’histogramme ?

L’histogramme sert à visualiser les informations relatives aux couleurs et aux tons dans une image numérique. L’histogramme présente le nombre de pixels contenus dans l’image pour un niveau donné. Les niveaux vont de 0 (noir absolu) à 255 (blanc absolu).

L’histogramme est particulièrement utile dans deux cas :

  • à la prise de vue pour vérifier l’exposition d’une image,
  • lors du post-traitement du fichier pour caler avec précision l’exposition de l’image ainsi que le niveau de saturation des couleurs.

Puisque l’histogramme donne la valeur de chacun des niveaux, il va nous servir à caler l’exposition de l’image et à la changer si elle doit l’être. Les reflex numériques modernes disposent d’un système de mesure de lumière et de réglage d’exposition excessivement performant, mais il peut vous arriver d’avoir à gérer des conditions particulières qui sont trompeuses pour la cellule et demandent une correction manuelle par le photographe. Comment savoir quelle correction appliquer ? En observant l’histogramme.

Informations données par l’histogramme

aperçu d'un histogramme dans Lightroom

Histogramme d’une photo numérique dans Adobe Lightroom

L’histogramme indique différentes informations relatives aux valeurs des pixels de l’image : niveau concerné, nombre de pixels de même valeur, répartition des niveaux, écrêtage. Selon les outils de visualisation, ces informations sont plus ou moins complètes. Photoshop par exemple donne des valeurs chiffrées pour chacun des niveaux, Lightroom également, l’affichage du reflex numérique sur l’écran arrière ne donne pas de valeurs précises.

aperçu d'un histogramme dans Photoshop

Histogramme d’une photo numérique dans Adobe Photoshop

L’histogramme du reflex numérique comprend différentes zones qui donnent des informations complémentaires.

  • zone de gauche : il s’agit des tons sombres présents dans l’image.
  • zone de droite : il s’agit des tons clairs présents dans l’image.
  • écrêtage : l’écrêtage se produit lorsque les valeurs de niveaux de l’histogramme viennent buter sur une des deux limites droite ou gauche ou dépassent l’intensité maximale en hauteur.

Si la courbe est collée d’un côté ou de l’autre d’une des deux limites, alors on perd de l’information, des détails dans l’image. On parle d’écrêtage vers le noir, vers le blanc ou de saturation. Considérez que vous avez 256 niveaux possibles, mais que vous n’en utilisez qu’une partie puisque tout ce qui est de l’autre côté des limites gauche ou droite est écrêté, et donc absent de l’image.

Histogramme d'une photo numérique vue dans Adobe Lightroom

Tout l’intérêt d’utiliser l’histogramme va être de caler au mieux l’exposition pour que la répartition des niveaux de cette image soit la plus étendue possible de part et d’autre des deux limites, sans qu’il n’y ait de perte d’information.

Comment utiliser l’histogramme à la prise de vue ?

Une image numérique dispose de 256 valeurs de tonalité, du noir le plus absolu au blanc le plus pur. Dans le cas d’une exposition idéale, la répartition de ces niveaux est la plus homogène possible sur l’histogramme. Pas d’écrétage à gauche ni à droite, une distribution bien répartie entre un noir absolu et un blanc pur.

Si vous ne savez pas comment régler l’exposition en manuel, prenez le temps de lire les quelques notions de bases de photo numérique que nous vous avons proposées dans un précédent article. Si vous êtes à l’aise pour utiliser l’histogramme à la prise de vue, faites une première photo puis observez sur l’écran arrière l’histogramme correspondant.

Si les niveaux sont bien répartis sur l’histogramme et qu’il n’y a pas de saturation vers le haut, ne changez rien, votre exposition est correcte. Sur la photo ci-dessous montrant l’image et son histogramme, celui-ci est à peu près bien étalé sans écrêtage sur les bords.

exemple de correction d'exposition avec Nikon et histogramme

Si l’histogramme est resserré à gauche, alors vous avez probablement sous-exposé l’image. Elle est dense, voire noire. Refaites la photo en ouvrant le diaphragme ou en diminuant la vitesse pour laisser rentrer plus de lumière. L’histogramme ci-dessous est calé à gauche, les noirs sont bouchés.

exemple de correction d'exposition avec Nikon et histogramme

Si l’histogramme est resserré à droite, alors vous avez probablement sur-exposé votre image. Elle est très lumineuse, voire brûlée. Refaites la photo en fermant le diaphragme ou en augmentant la vitesse pour laisser rentrer moins de lumière. L’histogramme ci-dessous est calé à droite, les blancs sont brûlés.

exemple de correction d'exposition avec Nikon et histogramme

Ces explications correspondent à une situation idéale. Dans la pratique la distribution des niveaux varie selon la nature de la scène photographiée. Selon que vous faites une photo d’une bougie dans le noir ou d’une plage à midi sous les tropiques, vous ne pourrez obtenir une distribution idéale des niveaux. Prenez ce critère en compte avant de changer votre exposition.

De même, et c’est là tout l’intérêt de l’histogramme, il est parfois bon de décaler volontairement l’exposition, et donc le rendu sur l’histogramme, pour donner à l’image une touche créative personnelle. Une scène nocturne sera probablement plus intéressante si elle est légèrement sous-exposée, avec de jolis noirs qui donnent l’ambiance et un histogramme décalé à gauche, plutôt que si elle est exposée plus longtemps avec un histogramme bien centré. L’exposition sera alors théoriquement correcte mais artistiquement l’image perdra de la force.

L’histogramme peut également être utilisé lors du post-traitement pour caler l’exposition de la photo. C’est particulièrement vrai si vous avez pris soin de photographier en RAW, format qui vous donne plus de liberté de réglage.

Voici une photo faite en conditions lumière du jour, milieu de journée. La copie d’écran ci-dessous montre la photo en cours de développement dans Adobe Lightroom, exposée en automatique par le boîtier. L’histogramme est à droite, la répartition des tons est bien étalée de gauche à droite. L’image nécessite des corrections locales pour être bien équilibrée, mais ceci est hors sujet dans le cadre de cet article.

exemple de correction d'exposition avec Lightroom et histogramme

exposition correcte selon réglage automatique du boîtier
cliquez sur l’image pour la voir en plus grand

Voici la même photo sous-exposée à la prise de vue d’un diaph 1/2. L’image est dense, les noirs sont bouchés. L’histogramme montre un écrêtage à gauche dans la zone des noirs.

exemple de correction d'exposition avec Lightroom et histogramme

Sur ce troisième essai, la photo a été sur-exposée à la prise de vue, toujours d’un diaph 1/2. Les zones claires sont brûlées, l’histogramme montre un écrêtage important à droite dans la zone des blancs.

exemple de correction d'exposition avec Lightroom et histogramme

Conclusion

L’histogramme est un outil très puissant pour qui souhaite contrôler l’exposition de ses images et leur donner une touche personnelle. En comprenant ce que l’histogramme affiche, et en tenant compte de ces informations pour adapter manuellement votre exposition, vous serez à-même de produire des images différentes : bien exposées dans les situations difficiles comme décalées pour laisser libre cours à votre créativité.