Pourquoi la couche rouge sature-t-elle plus souvent que les autres ?

[Sacha]

Hello,

Voilà je me lance pour poser une question qui me trotte dans la tête. Sur les histogrammes de mes photos prises avec des APN, lorsqu'il y a des zones cramées (i.e où au moins une des trois couche R/V/B est à 255) c'est la plupart du temps la couche rouge qui sature. Et cela ne concerne pas uniquement le rendu de la peau humaine.
Alors, pourquoi c'est si souvent la rouge?

Merci

[Nikojorj]

Une des raisons, c'est que l'application de la balance des blancs change beaucoup l'équilibre entre les trois canaux. Sans correction, on a des images très vertes, et du coup pour corriger ça c'est la couche rouge qui est amplifiée (d'autant plus que la lumière est chaude ie T°couleur basse).

[FredEspagne]

Et moi qui croyais que c'était parce que les capteurs étaient communistes! 

Plus sérieusement, l'homme comme tous les animaux sur terre a une sensibilité particulière à certaines couleurs, en l'occurrence le vert (par contre, on ne voit pas les infarouges comme les serpents et les chauve-souris vampires, ni les UV comme les abeilles et certains autres insectes volants). Les capteurs d'APN qui ont une réponse à peu près uniforme aux différentes couleurs sont, par construction, filtrés aux UV et aux IR et la courbe de réponse modifiée pour s'adapter à la vision humaine et de ce fait le canal rouge est plus souvent saturé que les autres.

En plus ça plait beaucoup dans certains coins reculés des Carpathes! 

[seba]

Les capteurs d'APN qui ont une réponse à peu près uniforme aux différentes couleurs sont, par construction, filtrés aux UV et aux IR et la courbe de réponse modifiée pour s'adapter à la vision humaine et de ce fait le canal rouge est plus souvent saturé que les autres.

Comment ça se fait ? Car avec la matrice de Bayer il y a deux fois plus de filtres verts que de filtres bleus ou rouges.

[FredEspagne]

La matrice de Bayer privilégie le vert auquel les humains sont les plus sensibles. Le capteur sans matrice de Bayer ni filtre UV et IR a une réponse à peu près linéaire mais il a besoin de ces accessoires pour se rapprocher de la vision humaine.

[jaric]

Je ne comprends pas très bien ton raisonnement.
Si le capteur a une réponse linéaire en fréquence, pour l'adapter à la sensibilité spectrale de l'oeil humain, on lui adjoint un filtre à réponse similaire (courbe en couleur).



Les rouges sont fortement atténués et ne devraient donc pas saturer le capteur.
Où pêche mon argumentation?

[bruno-v]

Le capteur sans matrice de Bayer ni filtre UV et IR a une réponse à peu près linéaire mais il a besoin de ces accessoires pour se rapprocher de la vision humaine.

Déjà, la vision humaine est + sensible au jaune, et non seulement les capteurs ne sont pas linéaire, mais en + ils sont naturellement + sensible dans le rouge rouge/infra-rouge...

c'est la plupart du temps la couche rouge qui sature.
Alors, pourquoi c'est si souvent la rouge?

Déjà, il faut voir tes habitudes/sujets photographiques 
N'aurais-tu point un Canon ? 
Blague à part, il arrive que les boitiers ne soient pas tous réglés pile-poil et les rouges en pâtissent + vite que les autres.
En tout cas, la question m'intéresse car mon 5D2+Dpp me donne quelques artefacts spécifiquement dans le rouge "pur"
a+

[Franciscus Corvinus]

Une tentative  d'explication.

Quand tu regardes les sujets saturés autour de toi, il y a des verts, des rouges, mais rarement des bleus. Donc il y a plus de chances de saturer les couches rouges et vertes.

Les cellules d'exposition font rarement une "ETTR par couche"; elles prennent (hypothese) une moyenne grise qui est du genre B:10% V:60% R:30% (ce sont les poids de base pour transformer une image couleur en un N&B qui ressemble a peu pres a notre impression subjective de luminosité). Avec ces pondérations, il est quasiment impossible de bruler les verts; par contre on peut bruler les rouges facilement sans le savoir.

Ergo, des rouges souvent cramés. C'est encore pire quand on photographie en éclairage incandescent.

[Nikojorj]

Les cellules d'exposition font rarement une "ETTR par couche"; elles prennent (hypothese) une moyenne grise qui est du genre B:10% V:60% R:30% (ce sont les poids de base pour transformer une image couleur en un N&B qui ressemble a peu pres a notre impression subjective de luminosité). Avec ces pondérations, il est quasiment impossible de bruler les verts; par contre on peut bruler les rouges facilement sans le savoir.

Ergo, des rouges souvent cramés. C'est encore pire quand on photographie en éclairage incandescent.

J'abonde dans ton sens.

[thierry01150]

J'abonde dans ton sens.

J'abandonne dans vos sens moi aussi.

[Nikojorj]

Change de correcteur aureteaugrafikke?

[astrophoto]

Plus sérieusement, l'homme comme tous les animaux sur terre a une sensibilité particulière à certaines couleurs, en l'occurrence le vert (par contre, on ne voit pas les infarouges comme les serpents et les chauve-souris vampires, ni les UV comme les abeilles et certains autres insectes volants). Les capteurs d'APN qui ont une réponse à peu près uniforme aux différentes couleurs sont, par construction, filtrés aux UV et aux IR et la courbe de réponse modifiée pour s'adapter à la vision humaine et de ce fait le canal rouge est plus souvent saturé que les autres.

Déjà, la vision humaine est + sensible au jaune, et non seulement les capteurs ne sont pas linéaire, mais en + ils sont naturellement + sensible dans le rouge rouge/infra-rouge...

il est vrai que les premières générations de CCD (années 80-90) étaient plus sensibles en R/IR, avec un gros déficit en bleu, mais aujourd'hui ça s'est bien rééquilibré. Si on regarde les courbes des capteurs monochromes On Semiconductor (ex Truesense Imaging...ex Kodak...ils passent leur temps à changer de nom ceux-là !), on voit que sur les CMOS c'est assez constant sur le spectre visible, et sur les CCD Interligne là le rouge est clairement en déficit.

Christian Buil avait mesuré les rendements de certains capteurs Canon :

Comment ça se fait ? Car avec la matrice de Bayer il y a deux fois plus de filtres verts que de filtres bleus ou rouges.

oui mais le ratio de photosites n'a rien à voir avec leur sensibilité (rendement quantique) et donc avec leur saturation. Il n'y a pas addition des signaux issus des 2 verts associés à 1 rouge et 1 bleu. Il n'y aurait qu'un seul photosite vert (ou rouge, ou bleu) par capteur, il saturerait toujours au même niveau  

[seba]

oui mais le ratio de photosites n'a rien à voir avec leur sensibilité (rendement quantique) et donc avec leur saturation. Il n'y a pas addition des signaux issus des 2 verts associés à 1 rouge et 1 bleu. Il n'y aurait qu'un seul photosite vert (ou rouge, ou bleu) par capteur, il saturerait toujours au même niveau  

Pour la saturation OK mais pour l'équilibre des couleurs ?
Disons il y aurait 20 photosites verts pour 1 bleu et 1 rouge, l'image serait franchement verte, non ?

[remico]

Une des raisons, c'est que l'application de la balance des blancs change beaucoup l'équilibre entre les trois canaux. Sans correction, on a des images très vertes, et du coup pour corriger ça c'est la couche rouge qui est amplifiée (d'autant plus que la lumière est chaude ie T°couleur basse).

Un message dans le même sens : http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,130645.msg2442728.html#msg2442728

Traduction automatique :

La plupart des appareils photo numériques actuels ont deux fois plus de capteurs de lumière verts que de rouges et bleus (référencés RGBG). Maintenant, pour obtenir un gris neutre en changeant la balance des blancs, généralement les canaux rouge et bleu doivent être amplifié plus que le vert. Voici quelques exemples (pour Canon 350D):

Tungstène : multiplicateurs (R) 1,392498  (G) 1.000000    (B) 2,375114
Ombre      :  multiplicateurs (R) 2,531894  (G) 1.000000    (B) 1,223749

Ainsi, lorsque votre appareil photo génère histogramme basé JPG (où le réglage de balance des blancs de votre appareil est pris en compte indépendamment du fait que vous travailliez au format RAW) sous un éclairage tungstène, le canal bleu sera affiché comme coupé bien avant qu'il ne le soit réellement. Il en va de même pour le canal rouge avec la balance des blancs ombre.

[astrophoto]

Pour la saturation OK mais pour l'équilibre des couleurs ?
Disons il y aurait 20 photosites verts pour 1 bleu et 1 rouge, l'image serait franchement verte, non ?

non, pas du tout ! Encore une fois, les pixels verts ne sont pas additionnés. La débayerisation ne fait que combler les trous (pour un photosite/pixel vert, interpolation des valeurs bleue et rouge à partir des photosites bleus et rouges du voisinage : http://en.wikipedia.org/wiki/Demosaicing ).

[VentdeSable]

Pour moi cet été c'est la couche du bleu qui a saturé le plus vite.

Sans doute propre au K5...

J

[Somedays]

Pour moi cet été c'est la couche du bleu qui a saturé le plus vite.

Sans doute propre au K5...

Ou alors à la nature des prises de vue ?

Ciels bleus = heures lumineuses.
Ciels rouges = aube ou crépuscule.

Il est donc plus facile de cramer un ciel bleu.

[VentdeSable]

;-)

Alors, pour tout le monde la couche rouge ne sature pas plus vite que les autres... Et c'est aussi le cas à l'ouest le matin ou à l'est au couchant...

J

[restoc]

Astrophoto  a bien indiqué la cause :

1/  les capteurs   et encore le Cmos à l'heure actuelle,   ont un déficit de sensibilité très net  dans le rouge  ce qui revient à dire un déficit de dynamique  donc un nb de valeurs spéparables significativement très inférieur ( environ 50% )  au vert qui est le plus sensible et au bleu  un peu inférieur au vert.

2/ Le canal rouge n'est pas "propre" cad purement réservé aux rouges du spectre il est aussi très sensible au vert et plus faiblement au bleu. Ainsi pour une différence de rouge de 3il il recevra en plus un nb de photons correspondant par ex à 1 Il de vert et 0,6 de bleu qui ne pourront être éliminés puisque le photosite ne sait pas les séparer et ne voit q'un rayonnement global. Autrement dit dans la nature pour une même augmentation  luminosité ( en continu du genre lumière solaire théorique) les capteurs rouges seront amenés à saturation plus vite .. à cause de raies d'éclairement dans le vert ou le bleu et bien sur de leur faible dynamique.

Pour voir ce qui se passe une bonne illustration ici : http://www.dxomark.com/Cameras/Nikon/D800E---Measurements

Vous pouvez comparer d'autres appareils évidemment mais globalement tous les capteurs actuels ont le même comportement.

Les explications faisant intervenir l'œil humain n'ont rien à voir au niveau du capteur évidemment.

[Franciscus Corvinus]

2/ Le canal rouge n'est pas "propre" cad purement réservé aux rouges du spectre il est aussi très sensible au vert et plus faiblement au bleu. Ainsi pour une différence de rouge de 3il il recevra en plus un nb de photons correspondant par ex à 1 Il de vert et 0,6 de bleu qui ne pourront être éliminés puisque le photosite ne sait pas les séparer et ne voit q'un rayonnement global. Autrement dit dans la nature pour une même augmentation  luminosité ( en continu du genre lumière solaire théorique) les capteurs rouges seront amenés à saturation plus vite .. à cause de raies d'éclairement dans le vert ou le bleu et bien sur de leur faible dynamique.

Ca ne correspond pas a mes observations.

Le plus souvent la saturation du rouge est sur des parties quasiment monochromatiques, genre coquelicot, t-shirt ou scene de théatre.

De plus, le phénomene que tu indiques, ne serait pas un probleme si les cellules regardaient l'exposition par couche. En effet, il me semble raisonnable de supposer que les photosites de la cellule ont la meme sensibilité spectrale que ceux du capteur.

Pour finir, quand c'est une couleur "pas proprement rouge" qui fait saturer la couche rouge, les autres couleurs sont loin d'etre a zéro. On se retrouve alors avec du orange ou du jaune.

[THX]

Je te conseille la lecture de cet article sur la dynamique des capteurs sur la page de CMP Color

http://www.cmp-color.fr/dynamique_capteur.html
IL est possible d'utiliser un logiciel pour visualiser les 4 couches rvvb, et donc d'y voir la saturation

[astrophoto]

Il faut bien distinguer 3 paramètres :

1. la sensibilité intrinsèque des photosites au rouge, vert et bleu. Sachant qu'ils saturent au même niveau (même quantité de photons), celui qui est le plus sensible saturera le plus vite, à quantité de lumière égale dans les différentes couleurs. Les courbes que j'ai citées plus haut montrent que les photosites rouges ne sont pas plus sensibles que les autres, ce serait même plutôt le contraire

2. les couleurs des objets de la scène photographiée (présence d'objets rouges)

3. le réglage de balance des couleurs, conduisant à l'image finale jpeg ou raw développé. A chaque balance correspond un jeu de 3 coefficients appliqués à chaque couche RVB. Un fort coefficient pour la couche R peut conduire à sa saturation (même si elle n'est pas saturée dans le fichier raw), en particulier en cas de balance "froide" (température élevée).

[astrophoto]

Il y en a peut-être même un 4ème : la variation de sensibilité des cellules d'expo dans les différentes couleurs