Astrophotographie HDR

Photomatix Pro www.hdrsoft.com

Jacques Joffre / Gilles Krebs

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Aperçu du traitement HDR avec Photomatix

Fusion d’exposition avec Photomatix Pro

Tone Mapping avec Photomatix Pro

1/800 sec.

1/200 sec.

1/50 sec.

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Plan de l’exposé

•Rappels

•Définition de la gamme dynamique•Comment obtenir des images HDR

•Difficultés de la photo HDR (alignement, fantômes….)

•Tone Mapping

• Lune, Soleil, Eclipses par J. Joffre

•Exemples en astrophotographie

• Ciel profond par Gillles Krebs

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La Photographie Numérique

•Pixels : 3 points

•3 couches couleurs R, V, B

•Codé sur 8 bits =28 = 256 niveaux de luminosité

256x256x256 = 16 millions de teintes

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Définition de la gamme dynamique

C’est le rapport entre les luminances maximales et minimales des éléments considérés

Pour une photo plusieurs valeurs de DR

La scène photographiée

Le capteur ou l’émulsion argentique

L’image

Remarque : La DR dépend du rapport signal/bruit

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Luminance de quelques objets

Scène Luminance

Nuit étoilée 10-3 Cd/m2

Nuit avec lune 0.1 Cd/m2

Eclairage intérieur, Ecran 100 Cd/m2

Paysage ensoleillé 105 Cd/m2

Soleil 109 Cd/m2

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Capture HDR

Principe :

Dynamique de la scène

Prise 1Prise 2

Prise 3

plusieurs expositions

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Conseils pour les prises de vue

•Mettre l’appareil sur un trépied stable

•Utliser la fonction bracketing auto AEB de l’APN en faisant varier la vitesse

•Eviter les sujets mobiles

•Prendre suffisamment de photos

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Format de fichiers et HDR

Standard

8-bit/24-bit

Standard

16-bit/48-bit

HDR

32-bit RGBE

HDR 48-bit Open-EXR

Maximum DR 255:1 65 535:1 1x1076:1 1x109:1

Luminance 0, 1, 2, 3, ….255

0, 1, 2, 3, ….65 535

Codage en réels 10-38,… 1038

0, 0.0000012, .….65 537

Facteur de taille

<=3 <= 6 4 6

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Problèmes de la capture HDR

•Alignement des photos prises sans pied

Dans Photomatix 2 types de méthodes automatiques

Par translation seulement Par correspondance de points (translation et rotation)

•Elimination des fantômes

Lorsque dans une partie de la scène on a des éléments mobiles (personnages, feuilles …) : recherches en cours

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Tone mapping

• But du tone mapping : reproduire sur un écran ou un papier ce que le photographe a vu

•Tone mapping (cartographie des tons ?)

Entrée : luminances de la scène

Sortie : luminance de l’écran ou du papier

• Carte géographique des altitudes

En entrée : altitude

En sortie : les couleurs

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Opérateurs de Tone Mapping

2 types d’opérateur: Global : chaque pixel est calculé sur la base de sa luminance et des

caractéristiques globales de l’ image

Local : chaque pixel est calculé en tenant compte de l’environnement de ce pixel (rayon d’action)

Très rapide

Calculs très intenses mais nécessaire pour avoir une “belle” photo

En fait l’oeil humain s’adapte localement au contraste

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Exemple de Tone Mapping local

Scène HDR

DR ~ 30.000:1 (~ 15 EV)

Dynamic Range reproduite : ~ 5500:1

Après tone mapping dans Photomatix Pro

Dynamic Range reproduiteVoisine de la DR réelle

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HDR scan line

Après fonction courbe

Après tone mapping local

Principe du tone mapping local

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Tone Mapping ou Fusion d’exposition

Fusion d’Exposition (Blending) technique ancienne : On combine plusieurs images 8-bit en une image 8-bit contenant des

détails dans les ombres et les haute lumières

Tone Mapping: on traite directement l’image HDR contenant les valeurs réelles de la scène pour compresser la DR en 8 bits pour un affichage correct à l’écran

Avantage: facile à comprendre : on voit ce qu’on fait

Avantage: reproduit fidèlement la scène originale telle qu’elle a été perçue pendant la prise de vue

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Lumière cendrée du 5/11/2007

1/4000s

1/250s

1/15s

1s

Photo et traitements J. Joffre

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Lumière cendrée du 9/02/2008

Photos Richard Galli traitements J. Joffre

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Avant l’éclipse de lune

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Publication LPOD 08/04/08

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Lune et Pléiades LPOD 09/2009

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Eclipse de Soleil dans Sky & Telescope de juin 2009

Photos Denis Di Cicco, traitement Sean Walker

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Soleil en Halpha par Philippe Tosi

Photos P; Tosi, traitement J. Joffre

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Comparaison des résultats

Photos P. Tosi, traitement J. Joffre

Eclipse de Soleil

www.hdrsoft.com 24Photos de Jean-Marc Lecleire

Eclipse de Soleil en tone mapping

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25Traitement de Jacques Joffre

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HDR et ciel profond : M42

Photos et traitements Gilles Krebs

30s

150s

300s

600sMasques de fusionTone mapping sous PhotomatixTone mapping sous Photomatix + courbes sous PhotoshopMasques de fusion Tone Mapping

HDR et ciel profond : M13

www.hdrsoft.com 27Photos et traitements Gilles Krebs

150s

300s

600s Tone mapping

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Le Bouclier d’Orion

Photos de Patrick Lécureuil

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M101 par Rémi Petitdemange

Photos et traitements Rémi PetitDemange

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Conclusions

En photo classique le traitement HDR a fait preuve de son efficacité et de sa popularité (16 600 000 référencées par Google).

En astrophotographie les premiers résultats sont prometteurs, mais le développement de cette discipline est lent à cause des difficultés des prises de vues.

Le nombre d’objets étudiés va certainement augmenter dans un proche avenir, puisque tous les objets de l’astrophotographie sont potentiellement des scènes HDR.

Le tone mapping est calculé pour reproduire l’aspect visuel des objets photographiés, la luminosité des objets astronomiques est très faible, on peut donc espérer que cette technique permettra de révéler ce qu’on pourrait voir si nos yeux étaient beaucoup plus sensibles