Dynamique de l'oeil

[eengel]

Bonjour,
 Je me pose une question bête: quelle est la dynamique de l'oeil humain? Je me pose cette question car quand je regarde un scène à travers le viseur de mon boitier, je vois des détails dans les haute lumière, je vois des détails dans les ombre et, si la scène est contrastée, cela n'est pas rendu par la photo. Peut être que le problème n'est pas le capteur mais le média de rendu.
 Peux être fait-il distinguer le dynamique bute de l'oeil et ce que je suis capable de percevoir successivement en promenant mon regard sur le scène?
 Bref j'aimerai avoir une idée des performance de l'oeil humain par rapport au capteurs.

[Fradel]

il me semble avoir lu autour de 24 IL. C'est aisément vérifiable sur nénette..

[eengel]

Depuis que j'ai posé la question j'ai aussi fait de recherches. 24 IL semble raisonnable pour l’œil (J'avais trouvé 26)
Les meilleurs capteur reflex sont à 14 IL
Il me me semble que
- Les écrans sont à un peut plus de 10 IL.
- Les tirages photo sont à un peut moins de 10 IL.

[dioptre]

Non, pas 24 IL !!
Disons que cela n'a aucun sens car si un capteur qui est dit encaisser 12 IL il les encaisse tel quel, sans rétrécir ou dilater ses photosites ou modifier ses circuits

Par contre l'oeil ne peut encaisser les 24 IL sans se mettre dans des conditions de réception différentes

Je cite :
perception visuelle humaine
J. Weiss octobre 98

http://www.rennes.supelec.fr/ren/perso/jweiss/tv/perception/perception.pdf

" pour répondre à ces domaines d'éclairement et de contraste, l'oeil s'adapte à la luminance moyenne présente dans son champ de vision ( lumière d'adaptation ) et ce par 2 phénomènes distincts :
a) par réaction instinctive le diamètre de la pupille varie en fonction de la lumière d'adaptation en diminuant lorsque celle-ci augmente. Cela équivaut à restreindre la plage de luminance perçue
b) par une variation de la sensibilité moyenne de la rétine qui traduit d'une manière non linéaire l'éclairement en sensation de luminosité  ( effet Stiles-Crowford)

Il suffit de faire l'expérience ( difficile car l'oeil justement s'adapte !) d'être dans un champ en plein soleil en limite d'un sous-bois.
Tu regardes le champ : aucun ( ou peu ) de  détails dans le sous bois
Maintenant tu regardes le sous-bois: tu vois des détails dans les parties sombres mais l'oeil est ébloui par les parties au soleil
Mais tu t'en rend compte difficilement car l'oeil bouge imperceptiblement et s'adapte immédiatement ( plus difficilement avec l'âge )

On admet que l'oeil sans variation de ses paramètre ne peut encaisser guère plus que une dizaine d'IL ce qui est déjà pas mal.
Sans compter qu'il faut tenir compte de l'intensité de la lumière par exemple ( nuit, jour ) des couleurs .....
Très complexe.

[Nikojorj]

quand je regarde un scène à travers le viseur de mon boitier, je vois des détails dans les haute lumière, je vois des détails dans les ombre et, si la scène est contrastée, cela n'est pas rendu par la photo.

Ben pour ça faut commencer par bien utiliser la dynamique du capteur : exposer à droite (pour les HL), prendre en raw et faire venir les détails dans les ombres au traitement.
Comme ça on a déjà 10 à 12IL utilisables et ça vient à bout de pas mal de situations...

Perso, je trouve que l'oeil voit quand même un peu plus  sur une scène unique (cas typique : coucher de soleil avec avant-plan juste éclairé par le côté crépuscule du ciel), ie sans adaptation, mais c'est très subjectif.

[Inka]

Depuis que j'ai posé la question j'ai aussi fait de recherches. 24 IL semble raisonnable pour l’œil (J'avais trouvé 26)

Comment faire une comparaison ? Que se soit pour la luminosité ou la mise au point l'œil s'adapte en permanence sur le point où l'on regarde ; la photo, elle, fige une mesure de lumière et de mise au point en un instant T. Si on pouvait fixer ce que voit l'œil a un instant donné, ce ne serait pas franchement terrible, ni en profondeur de champs, ni en dynamique.

[kochka]

Tu peux y ajouter l'effet mémoire du cerveau. Tu as l'impression de voir à la fois dans les zones claires et sombres, mais si tu essaye de ne regarder que le sombre, tu réaliseras que le clair en brûlé, et inversement.
Le cerveau fait un mixt des deux par mémorisation, et te reconstruit l'image dnas le style HDR.

[FredEspagne]

Et le cerveau asure encore bien d'autres fonctions: balance des blancs automatique, reconnaissance de formes et des visages, correction de perspective, vue 3D, profondeur de champ étendue par balayage et j'en oublie plein d'autres.

[jmd2]

Non, pas 24 IL !!
Disons que cela n'a aucun sens car si un capteur qui est dit encaisser 12 IL il les encaisse tel quel, sans rétrécir ou dilater ses photosites ou modifier ses circuits

Par contre l'oeil ne peut encaisser les 24 IL sans se mettre dans des conditions de réception différentes

Je cite :
perception visuelle humaine
J. Weiss octobre 98

http://www.rennes.supelec.fr/ren/perso/jweiss/tv/perception/perception.pdf

" pour répondre à ces domaines d'éclairement et de contraste, l'oeil s'adapte à la luminance moyenne présente dans son champ de vision ( lumière d'adaptation ) et ce par 2 phénomènes distincts :
a) par réaction instinctive le diamètre de la pupille varie en fonction de la lumière d'adaptation en diminuant lorsque celle-ci augmente. Cela équivaut à restreindre la plage de luminance perçue
b) par une variation de la sensibilité moyenne de la rétine qui traduit d'une manière non linéaire l'éclairement en sensation de luminosité  ( effet Stiles-Crowford)

Il suffit de faire l'expérience ( difficile car l'oeil justement s'adapte !) d'être dans un champ en plein soleil en limite d'un sous-bois.
Tu regardes le champ : aucun ( ou peu ) de  détails dans le sous bois
Maintenant tu regardes le sous-bois: tu vois des détails dans les parties sombres mais l'oeil est ébloui par les parties au soleil
Mais tu t'en rend compte difficilement car l'oeil bouge imperceptiblement et s'adapte immédiatement ( plus difficilement avec l'âge )

On admet que l'oeil sans variation de ses paramètre ne peut encaisser guère plus que une dizaine d'IL ce qui est déjà pas mal.
Sans compter qu'il faut tenir compte de l'intensité de la lumière par exemple ( nuit, jour ) des couleurs .....
Très complexe.

dit autrement :
l'oeil est capable de prouesses, notamment de voir le grand jour et la nuit (presque) noire donc un très grand écart en IL. Mais pas en un seul coup d'oeil.
Soit il faut un mouvement oculaire et tu gagnes 2 ou 4 IL, soit en quelques dizaines de secondes, tu augmentes ou tu diminues de quasi 10 IL.

non ?

[kochka]

ET le cerveau mémorise.
C'est pour cela que malgré un angle de vue relativement fermé, nous avons l'impression  de"voir" bien plus large, quasiment à 180°.

[FredEspagne]

La vision est optimisée par des légers mouvements de l'oeil totalement involontaires et derrière le cerveau fait l'assemblage. Au niveau optique pure, l'oeil est, comment dire, une daube mais, avec le cerveau derrière, ça permet de faire des miracles, un peu comme les corrections optiques internes au boitier qui corrigent vignettage, distorsion et aberrations chromatiques.

[FredEspagne]

D'autres curiosités de la vision humaine:
- si on bloque les yeux d'un humain, la vision des couleurs va disparaitre peu à peu (les micro-mouvements de l'oeil semblent nécessaires à une bonne perception des couleurs).
- si un nouveau-né est confiné dans un environnement où les couleurs sont absentes pendant ses 6 premiers mois d'existence, il aura un gros déficit de sensibilité chromique (daltonisme).

[jmd2]

ce que l'oeil (en association avec le cerveau) voit le mieux c'est le mouvement. Regardez un paysage calme. Tac ! vous voyez soudainement un petit oiseau qui bouge au milieu des branchages, alors qu'avant, immobile, il vous restait invisible.
Sans doute parce que nous, humains, sommes des chasseurs depuis la nuit des temps* avec un gros besoin de voir le mouvement des proies.

* à quand un boîtier hyper hauts ISO qui puisse photographier dans la nuit des temps 

[FredEspagne]

ce que l'oeil (en association avec le cerveau) voit le mieux c'est le mouvement. Regardez un paysage calme. Tac ! vous voyez soudainement un petit oiseau qui bouge au milieu des branchages, alors qu'avant, immobile, il vous restait invisible.
Sans doute parce que nous, humains, sommes des chasseurs depuis la nuit des temps* avec un gros besoin de voir le mouvement des proies.

* à quand un boîtier hyper hauts ISO qui puisse photographier dans la nuit des temps 

Beaucoup de prédateurs ont ce type de vision depuis le poulpe, jusqu'à l'aigle qui, comme beaucoup d'oiseaux a une vision sur 400º (les champs visuels des deux yeux se recoupent devant et derrière).

[jmd2]

les proies ont une vision large pour voir venir les prédateurs (les vaches et les lapins ont les yeux quasi sur le côté)
les prédateurs ont plutôt les yeux "en face" pour rester concentré sur l'approche et la capture de la proie, hibou, homme...
pour l'aigle, c'est mixte ? ? ?

[helyo]

les proies ont une vision large pour voir venir les prédateurs (les vaches et les lapins ont les yeux quasi sur le côté)
les prédateurs ont plutôt les yeux "en face" pour rester concentré sur l'approche et la capture de la proie, hibou, homme...
pour l'aigle, c'est mixte ? ? ?

Assertions finalistes qui conduisent à une interrogation finale fantaisiste.     

[jmd2]

eh non, j'ai vu ça dans un reportage animalier (lapin, vaches, hibou, fauves)
mais pour l'aigle, non cité dans le reportage, je ne sais pas (et les photos qu'on en trouve montrent des yeux un peu à 45 °. Dingue, non ? )
début de réponse (à lire avec les yeux en face des trous, c'est le plus important  ) http://fr.wikipedia.org/wiki/Vision_binoculaire

amitiés

[helyo]

C'est bien possible tout ça mais c'est la conséquence d'une sélection et non une intention de la nature; En fait, l'usage du "pour" est à proscrire . C'est ça que je voulais dire.

Amitiés 

[Graphie]

La question est excellente car elle est à la base de toute volonté de vouloir représenter une scène.

Malheureusement, cette question n'a pas de réponse simple ou exacte. La seule réponse est de dire que l'oeil s"adapte en permanence, donc que sa dynamique est en permanence "déplacée" dans l'échelle des intensité lumineuse par l'iris qui joue le rôle de diaphragme.

Le nombre avancé de 24 IL (26 si vous voulez) est probablement une bonne valeur pour donner un ordre d'idée et comprendre que aucun capteur n'est capable de traduire ce que l'oeil est capable de voire et que l'amélioration de la dynamique est une des voies principales sur lesquelles nos capteurs doivent faire des progrès (capteur du Sony RX-1 : 14 IL...).

Donc des progrès sont indispensables, mais jusqu'où ?

Pour moi, la réponse est simple : il n'y a pas de limite et, théoriquement, avec une très grande dynamique, un capteur n'aurait plus besoin de système d'exposition : si le capteur fait 30 Il et une scène 15, l'exposition à 15 IL de tolérance : autant dire que vous réglez votre appareil à f 5.6 au 1/250 et 98% de vos photo seront correctement exposées. C'est la voie que les fabricants d'émulsion négative suivaient à la fin de la photo argentique (appareils jetables).

Dans le paragraphe précédent, j'ai parlé de scène de 15 IL. Mais si le capteur fait 30 IL et que l'on souhaite reproduire une scène de 30 IL, d'une part il faudra exposer correctement (ce n'est pas un gros problème), mais surtout se pose la question du support pour reproduire cette scène de 30 IL. Une photo papier accepte difficilement 10 IL, un écran LCD fait plutôt moins, un projecteur dans une salle totalement noire permettra un gain substantiel, mais certainement pas 30 IL. Toutes ces "compressions" de dynamique sont possibles, mais au prix d'une perte de contraste globale terrible. Pour conserver du contraste, là où cela nous semble important (sujet principal) il faudra choisir d'en perdre à d'autres endroits. Mais ce sera tout de même infiniment mieux qu'aujourd'hui où de toute façon, dans des scènes supérieure à 12 IL (je prends ce chiffre déjà optimiste comme moyenne de dynamique des capteurs actuels), toute information n'entrant pas ces 12 IL est perdue. Pour rappel, quasiment toutes les scènes font plus de 12 IL, sauf en studio où l'éclairage peut être totalement contrôlé.

[Nikojorj]

Pour rappel, quasiment toutes les scènes font plus de 12 IL, sauf en studio où l'éclairage peut être totalement contrôlé.

Quasiment toutes non!
Sinon on n'aurait pas autant de déni de certains canonistes sur l'utilité de la dynamique (nous sommes limités vers 10IL par le banding), et encore moins de jpegistes niant l'utilité du raw (un jpeg contraste standard c'est plutôt 7-8 IL à tout casser).

Ou alors, peut-être 12IL dans le monde réel mais plutôt 8 ou 9 une fois sur le capteur, avec le voilage du à l'objectif (mais j'en doute, même si le voile joue un rôle je ne pense pas qu'il soit aussi important)?

Au contraire, je trouve les scènes de plus de 10-12IL franchement rares. Pour le voir c'est simple, yaka passre ses raws dans RawDigger qui se fait un plaisir d'affiche le bête histogramme raw qu'on aimerait bien avoir sur nos boitiers depuis déjà qq années... (beaucoup, beaucoup plus simple que la reconnaissance faciale des compacts...)

[Franciscus Corvinus]

ce que l'oeil (en association avec le cerveau) voit le mieux c'est le mouvement. Regardez un paysage calme. Tac ! vous voyez soudainement un petit oiseau qui bouge au milieu des branchages, alors qu'avant, immobile, il vous restait invisible.
Sans doute parce que nous, humains, sommes des chasseurs depuis la nuit des temps* avec un gros besoin de voir le mouvement des proies.

* à quand un boîtier hyper hauts ISO qui puisse photographier dans la nuit des temps 

Percevoir les mouvements est tout aussi utile aux prédateurs qu'aux proies. Notre sensibilité aux mouvements est plus grande dans la vision périphérique que dans la fovea. On n'attaque pas une proie en regardant ailleurs! Par contre, la fovea permet de mieux voir les détails et les couleurs.

[Franciscus Corvinus]

Beaucoup de prédateurs ont ce type de vision depuis le poulpe, jusqu'à l'aigle qui, comme beaucoup d'oiseaux a une vision sur 400º (les champs visuels des deux yeux se recoupent devant et derrière).

J'ai une photo de Haliaeetus leucogaster (white-bellied sea eagle) avec la tete tournée a 180 degrés. Il est également connu que les chouettes/hiboux ont une tete montée sur roulement a bille. Il est donc probable que leur vision, meme si elle s'étend assez largement (ce que la morphologie de la tete ne permet pas IMHO), comporte une grande différence entre la fovea et la vision périphérique. Surtout chez des animaux qui peuvent regarder la télé a 1km!

[Franciscus Corvinus]

Au contraire, je trouve les scènes de plus de 10-12IL franchement rares. Pour le voir c'est simple, yaka passre ses raws dans RawDigger qui se fait un plaisir d'affiche le bête histogramme raw qu'on aimerait bien avoir sur nos boitiers depuis déjà qq années... (beaucoup, beaucoup plus simple que la reconnaissance faciale des compacts...)

+40 millions!

[Graphie]

Quasiment toutes non!

Il n'y a que des scènes assez particulières qui n'ont pas un contraste qui dépasse nos capteurs (éclairage maîtrisé, comme dans les bons studios).
Dès que tu as un ciel un tant soit peu lumineux (je ne parle même pas d'ensoleillé) cadré dans ta scène, comme tu aura également des ombres : les 12 IL sont largement dépassées.
De même, dans une scène en intérieur, entre les sources lunineuses (fenêtre, lampe...) et les ombres, tu dépasses quasiment tout le temps.
Tu considères que non parce-que par habitude tu as accepté de ne pas avoir de modulation dans ces zones de (très) hautes lumière et (très) basses lumières, mais cette modulation existe et fait partie de la scène.

[Nikojorj]

Dès que tu as un ciel un tant soit peu lumineux (je ne parle même pas d'ensoleillé) cadré dans ta scène, comme tu aura également des ombres : les 12 IL sont largement dépassées.

Sans soleil, non, clairement pas : avec un ciel couvert, les ombres sont éclairées par ce même ciel, et avec un ciel bleu il est moins clair.
Evidemment, le soleil lui est cramé... mais pour notre oeil aussi.

Tu considères que non parce-que par habitude tu as accepté de ne pas avoir de modulation dans ces zones de (très) hautes lumière et (très) basses lumières, mais cette modulation existe et fait partie de la scène.

Justement non, j'aime bien avoir des détails partout, et pour ça le retard de canon me fait suer, mais heureusement pas tout le temps.
Regarde avec RawDigger!

En PJ un des cas les plus extrêmes que j'aie pu trouver dans ma bibliothèque, entre le couchant où la moindre surex fausse les teintes, et le premier plan éclairé par le crépuscule seulement : on dépasse à peine 12IL (et j'eus pu en gagner 1 avec un histogramme raw RVB sur ce coup là d'ailleurs).