Colorimétrie comparée des logiciels de développement des Raw

Cet article, rangé dans la catégorie Gestion des couleurs, aurait pu figurer dans la rubrique Idées fausses tant le sujet abordé fait l'objet d'incompréhensions. Il s'inscrit d'ailleurs dans le prolongement de la chronique intitulée Idée fausse # 2 sur le format RAW et le rendu par défaut des logiciels, dans laquelle j'ai expliqué pourquoi les logiciels de développement produisaient des rendus différents, et pourquoi aucun ne pouvait prétendre mieux représenter la "vérité" que les autres, pas plus que ne le peut le Jpeg du boîtier. Si vous n'avez pas lu cette chronique je vous invite à le faire, car elle constitue uni introduction importante à ce qui suit.

Nous allons explorer la notion de colorimétrie d'un boîtier au travers de ses deux produits que sont le Jpeg et le Raw. Si le Jpeg est un pur produit de l'appareil et de son logiciel embarqué, le Raw nécessite d'être converti en externe par un logiciel de développement, ce qui complique un peu l'affaire. Pour quelle raison les couleurs ne sont-elles pas identiques alors que tous les fichiers proviennent de la même capture brute du signal, y compris le Jpeg direct ? Existe-t-il un logiciel meilleur que les autres dans ce domaine ? Est-il possible d'accéder à une colorimétrie aussi juste que possible ? Autant de questions auxquelles nous allons tenter de donner des réponses.

Dans l'univers de la photographie, une couleur se définit par ses composantes dans l'espace RVB. Très utilisé également, le mode de représentation perceptif TSL décrit une couleur par sa teinte, sa saturation et sa luminosité. Ce mode, utilisé dans la plupart des logiciels, permet de mesurer l'impact des réglages de tonalité sur les couleurs. Poussez le contraste et vous constaterez que la saturation augmente. C'est notamment pour cette raison que le réglage des tonalités se situe naturellement en amont de celui des couleurs dans les logiciels.

Obtenir des couleurs justes passe donc bien sûr par un bon dématriçage du Raw et par l'application d'un profil adéquat, mais aussi par un réglage fin des tonalités. Or, ces paramètres ne sont pas fixés dans le Raw et relèvent de l'interprétation. Tous ces degrés de liberté dans la fabrication du Jpeg à partir du Raw vont donc logiquement produire des différences qui peuvent être sensibles entre les logiciels (parmi lesquels celui embarqué dans le boîtier).

Quand on parle de colorimétrie d'un boîtier, ce n'est pas celle de la capture brute du signal lumineux qui par construction en est dépourvue, mais celle de la "cuisine" logicielle qui donne naissance au Jpeg. La colorimétrie n'est pas intrinsèque au Raw : elle lui est appliquée au moment du développement. On pourrait même dire que le Raw se voit "infliger" une colorimétrie tant sa transformation en Jpeg lui fait perdre de degrés de liberté. Il est donc important que les couleurs soient aussi satisfaisantes que possible à l'issue du développement du Raw (ou pour le Jpeg direct), car le potentiel de correction des couleurs en Jpeg relève du bricolage et ne se fait jamais sans dégâts sur l'image.

Notez en passant qu'à partir du Raw, il est simple de produire une image "typée Canon" à partir d'un Raw issu d'un boîtier Nikon ou Sony (et inversement). Les meilleurs logiciels de développement offrent cette possibilité qui montre bien qu'on a affaire à une manipulation logicielle, par le processeur du boîtier ou par le photographe dans la chambre claire numérique.

Si les couleurs d'une photo sont si dépendantes de l'interprétation qu'en fera l'appareil ou le photographe, on peut s'interroger sur la possibilité d'obtenir des couleurs justes, c'est-à-dire conformes à la réalité de la scène photographiée. Un Jpeg directement issu du boîtier propose-t-il une colorimétrie acceptable ? Quid des logiciels de développement auxquels ont confie nos Raw ? La réponse n'est pas simple, car les constructeurs font parfois le choix de s'écarter de la neutralité pour donner du punch aux photos, notamment en augmentant la saturation et le contraste (sans parler des modes créatifs ou scènes qui peuvent s'en écarter fortement). Nous allons voir que les logiciels de développement proposent des rendus par défaut généralement plus neutres, ce qui donne souvent l'impression aux débutants que les Raw sont "fades" comparés aux Jpeg, ou que tel logiciel est plus satisfaisant que tel autre. Cela n'a guère de sens, sauf à décider a priori qu'on se contentera de la proposition initiale du logiciel.

Cela étant, le photographe est en droit d'exiger des couleurs justes, quitte à s'en éloigner volontairement au cours du post-traitement. L'objectif principal de cet article est précisément d'évaluer la justesse des principaux modes de rendu du boîtier testé et ceux des logiciels de développement. Nous verrons dans les articles suivants comment obtenir des couleurs justes avec un boîtier ou un logiciel qui n'y donne pas accès de façon naturelle.

L'objectif est donc de tester les caractéristiques colorimétriques d'un fichier Jpeg issu du boîtier ou d'un logiciel de développement. Pour cela, j'ai utilisé deux mires : la classique ColorChecker de X-Rite et la Digital Target 3 de CMP qui sont toutes deux prises en charge par le logiciel Imatest. Éclairage lumière du jour avec balance des blancs manuelle réalisée sur une Refcard. Je ne présenterai ici que les résultats obtenus avec la ColorChecker, plus simples à examiner.

Le principe est d'évaluer l'écart entre les couleurs théoriques et celles mesurées sur le Jpeg. Le résultat du test est exprimé globalement en ΔC et ΔE (moyenne et écart-type) avec une indication de la saturation moyenne, la dérive de chacune des 24 couleurs de la mire étant visualisée sur un graphique représentant une vue aplatie de l'espace de couleurs. Le carré représente la couleur théorique, le cercle celle mesurée sur le Jpeg, les deux étant reliées par un segment de droite. La périphérie du graphique correspondant aux nuances les plus saturées, il est logique que les écarts y soient plus importants. Si vous désirez avoir plus de détails sur ce protocole de test et sur le logiciel Imatest, je vous invite à lire l'article préparatoire intitulé Protocole de test pour évaluer la colorimétrie d'un boîtier.

Comme il fallait bien choisir un boîtier pour les tests, j'ai opté pour l'Alpha 77. J'ai fait les mêmes tests sur le NEX-7 en obtenant des résultats qualitativement très proches. Il est a priori délicat d'extrapoler les conclusions aux autres boîtiers Alpha, et encore plus à ceux des autres marques, les logiciels pouvant caler la colorimétrie différemment selon les boîtiers. Pour autant, je serais toutefois surpris que les variations de comportement des logiciels soient très sensibles d'un boîtier à un autre.

Côté logiciels, j'ai ratissé large en testant Lightroom/Camera Raw, DxO Optics Pro, Capture One Pro, Aperture, AfterShot Pro et RawTherapee, auxquels j'ai naturellement ajouté Sony Image Data Converter (qui se comporte comme le logiciel embarqué dans le boîtier). Pour chaque logiciel, j'ai produit des Jpeg pour chaque option colorimétrique ou preset de développement (certains en proposent peu, d'autres plus d'une dizaine). Je n'ai modifié aucun autre réglage, les tonalités étant celles par défaut ou issues du preset utilisé.

La justesse des couleurs du Jpeg directement issu du boîtier avec les réglages par défaut est à examiner en premier lieu, car c'est le lot de nombreux utilisateurs. Le rendu est exactement le même pour un Raw est développé avec les paramètres par défaut du logiciel Sony IDC.

Le résultat est une assez bonne surprise sans en être vraiment une, car les boîtiers Sony sont connus pour proposer des rendus neutres. On le voit bien sur le graphique avec une saturation globale de 103,2% (donc en très léger excès) et des écarts faibles entre les valeurs mesurées et théoriques. Les ΔC sont bons, le ΔE plus que convenable. Avec le réglage standard, les sonystes peuvent donc s'appuyer sur une base colorimétrique assez juste.

Le piège serait de croire que le mode de rendu Neutre l'est vraiment. En réalité, c'est une petite catastrophe, comme on le voit ci-dessous.

Le résultat est très terne, avec une forte sous-saturation (85%) notamment dans la zone vert-jaune-orange. L'écart moyen entre les couleurs mesurées et théoriques reste convenable, mais erratique : faible pour certaines couleurs et assez élevé pour d'autres. Le mode de rendu le plus neutre est donc bien le Standard et non le Neutre...

À titre d'exemple, si vous avez la tentation de choisir le mode créatif Paysage en Jpeg ou dans IDC, voici ce qui vous attend.

La saturation explose, la plupart des cercles donnant l'impression de vouloir sortir du cadre. La valeur moyenne ne trompe pas : 124,5% ! Les ΔC et ΔE sont en hausse sensible. Si vous shootez en Jpeg et que vous aimez l'herbe bien verte et les ciels bien bleus, ce mode est fait pour vous. Sinon, passez votre chemin et préservez la neutralité de la prise de vue quitte à en faire une interprétation différente en post-traitement. Les autres modes créatifs sont tous plus ou moins dans ce cas.

La colorimétrie par défaut de Lightroom sur l'Alpha 77 (et le NEX-7) est remarquablement neutre, un simple coup d'oeil sur le graphique permettant de le mesurer.

Avec une saturation globale de 102,8% et des écarts très faibles entre les couleurs mesurées et théoriques, le résultat est excellent. Mais ce qui est une qualité pour les utilisateurs avertis pourra sembler être un défaut pour les débutants, car le rendu de Lightroom (ou de Camera Raw) sera moins pimpant que le Jpeg direct (surtout chez les constructeurs qui ont la main un peu lourde sur la saturation et le contraste global).

À noter que la colorimétrie par défaut du processus 2012 est en très légère amélioration par rapport à celle du processus 2010.

DxO Optics Pro est connu pour produire des rendus directement exploitables, sans intervention du photographe. De fait, le rendu par défaut est très agréable, mais n'est pas des plus neutres. 

Les ΔC sont bons, mais le ΔE est assez élevé. En cause, l'excès de saturation (109,4%) qui produit des images aux teintes vives (conformément aux attentes de beaucoup de photographes).

Ceux qui sont à la recherche d'un rendu plus neutre devront fouiller un peu dans les nombreux presets de développement. Après les avoir tous testés, il s'avère que le plus neutre est Autoréglages | Color ans Light Adjustment | Variation sur couleurs réalistes 1 (Raw seulement). Voici ce que cela donne.

La saturation moyenne tombe à 103,5%, les ΔC sont très bons et le ΔE à peine plus élevé que celui obtenu avec Lightroom. C'est donc plutôt l'option à retenir si vous désirez obtenir des images très neutres.

Avec Capture One, l'Alpha 77 ne bénéficie pas d'autre preset de développement que le mode Standard. Il faut donc s'en contenter. 

Le rendu est très satisfaisant du point de vue de la saturation moyenne (98,9%), mais les écarts entre les couleurs mesurées et théoriques sont plus élevés qu'avec Lightroom ou qu'avec le "bon" preset de DxO Optics Pro. C'est un peu surprenant quand on sait que beaucoup de pros de studio utilisent Capture One Pro en mode connecté avec leurs reflex ou leurs moyens formats. Je m'attendais à obtenir une excellente neutralité, mais ce n'est pas le cas. Les boîtiers pros bénéficient peut-être d'une colorimétrie mieux calée, à moins que les pros ne les calibrent pour Capture One (nous verrons dans un prochain article que les résultats obtenus sont alors assez remarquables).

Le premier test réalisé avec Aperture m'a un peu surpris, car il s'est avéré être le moins bon de tous les logiciels testés, Jpeg direct compris. J'ai refait le test plusieurs fois pour m'assurer qu'aucune erreur n'avait été commise.

La saturation moyenne est élevée (113,4%), les ΔC sont acceptables, mais le ΔE est également élevé. L'examen du graphique montre que le comportement est assez régulier, avec des couleurs qui s'éloignent du centre. J'ai fait de nombreux essais et comparé le rendu Aperture avec ceux des autres logiciels. Le preset le plus convaincant et le plus simple que j'ai obtenu est le suivant : il suffit de caler le contraste sur la valeur -0,12 ! Voici ce qu'on obtient alors. 

Le rendu est remarquablement neutre avec une saturation moyenne quasi parfaite (100,5%), de bons ΔC et un très bon ΔE. Avec cette correction de contraste, le rendu Aperture est au niveau de celui de Lightroom. Là encore, il ne sera pas du goût de tout le monde, car pour neutre qu'elle soit, l'image devient moins tonique.

Même si le rachat de Bibble Pro par Corel a un peu fait oublier qu'il s'agissait d'un très bon logiciel (et le seul à considérer pour les linuxiens ambitieux), j'ai tenu à tester AfterShot. 

La saturation moyenne est excellente (99,6%), mais les écarts entre les couleurs mesurées et théoriques sont parfois élevés et de façon erratique, ce qui ne permet pas de trouver un preset simple à appliquer comme pour Aperture. C'est donc un peu décevant, mais les ΔC et ΔE restent tout de même dans une zone plus que convenable.

Je termine ce test avec le logiciel Libre RawTherapee auquel beaucoup de débutants font appel (notamment ceux qui ont choisi l'OS Linux).  

Le constat est assez semblable à celui émis pour AfterShot, avec une saturation moyenne un peu moins bonne (95,5%). On reste toutefois, là encore, dans une zone acceptable, même si ce n'est pas avec RawTherapee qu'il faudra développer ses Raw pour de la reproduction de tableaux...

J'ai été plutôt surpris par la neutralité des logiciels de développement. Même les moins bons sont très convenables, avec une saturation globale sans excès (à l'exception d'Aperture qui a choisi un rendu par défaut trop tonique, mais qui se corrige facilement). Ce bon comportement (et même parfois excellent) explique la fréquente déception des débutants face à des rendus moins claquants que les Jpeg directement produits par leur appareil (ou, pire, par leur smartphone). Méfiez-vous des impressions initiales, et souvenez-vous qu'il vaut toujours mieux partir d'une bonne colorimétrie pour, si on le désire et seulement si on le désire, aller vers un rendu différent.

À l'heure des filtres Instagram et autres horreurs photographiques, la recherche d'une bonne colorimétrie peut sembler d'un autre temps, mais il est très rassurant de constater que les logiciels de développement conservent une volonté d'exactitude. Comme je l'ai dit plus haut, libre à vous de vous en écarter si vous le désirez. Et si c'est à encore plus d'exactitude que vous aspirez, vous verrez dans les prochains articles que le calibrage de l'appareil photo peut aboutir à des résultats stupéfiants !

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