Sony ARW 2.3 est t’il un vrai RAW ?

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Sony ARW 2.3 est t’il un vrai RAW ?

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Cette question me tracasse depuis plusieurs jours maintenant …

J’ai lu cet excellent article, dont je saisie le sens général, mais pas tous les détails, vu qu’il est en anglais.

http://www.rawdigger.com/howtouse/sony-craw-arw2-posterization-detection

Dois-je en déduire de leurs analyses que le format RAW (Original, NDLR) de Sony (format ARW 2.3) est un RAW compressé et avec plein d’informations manquante ?

Est-ce que cela vient du capteur ou bien d’un traitement intermédiaire ?

Vu que j’ai notamment un Sony Alpha 6000, cela me trouble, et pas qu’un peu …


Dans les commentaires de cet article, il y a une phrase que j’ai noté : « switch histogram to linear mode, set bin size to 1 (you’ll need to select some narrow part of whole range) and you’ll see gaps very clear »

Alors j’ai téléchargé le logiciel RawDigger pour Mac

Ensuite, il me fallait des éléments de comparaison : je savais que sur DPReview, ils proposaient de télécharger les RAW des images de leurs tests. Je suis donc aller sur http://www.dpreview.com/reviews/canon-eos-7d-mark-ii/11 et j’ai pris tout un tas d’appareils (voir à la fin de l’article).

Voici la photo de test, celle utilisée par les services très compétent de DPReview !

IMG_7796 - copie

Ensuite, j’ai tout simplement fait une analyse des histogrammes (dans un « range » de données restreint pour avoir une vue détaillée), le tout pour la même scène, le même range, la même photo mais avec différents appareils.

Pour mon Sony Alpha 6000, voici la courbe (en mode Linéar, sur un contraste de 1 bin) :

A6000RAW

Bon, l’histogramme ne veut rien dire en soit tel quel pour les béotiens. On constate juste qu’il a une forme correcte, un panel large de couleurs … sauf que : regardez bien l’image en grand et vous observerez très bien « l’effet de peigne » : il y a des informations manquante entre les pics, l’histogramme n’est pas continu !

Il faudrait, pour cela, avoir un vrai élément de comparaison.
Prenons le Canon 700D par exemple, qui est à peu près dans la même catégorie que le A6000 :

700DRAW

En voilà un bel exemple d’histogramme continu !

En gros cela signifie quoi ? L’image reste sensiblement la même au final. Que demande le peuple ?

Du modelé !!!!

Oui, du modelé!

Un histogramme en peigne, cela signifie surtout qu’il n’y a pas d’informations, pas de couleurs représenté dans entre chaque pics !
Donc il manque donc des couleurs, et toute la gamme de nuance n’est pas représentée !

Mais peut-t’on représenter toutes les couleurs ? Non, c’est impossible, et encore moins en numérique.
Cependant la plupart des fichiers RAW sortent des images au format 14bits/couches.

14 bits ?

Nikon donne une très bonne explication de l’intérêt du 14bits pour les images sur leur site d’assistance : https://nikoneurope-fr.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/24179/~/quels-sont-les-avantages-dun-enregistrement-14%C2%A0bits-par-rapport-%C3%A0-un

En gros, cela donne une – énorme – marge de retouche ! Plus on à de nuances, plus on peut contraster, ou faire des retouches en conservant le plus possible de modelé, CAD de nuances dans les dégradés de couleurs.

Prenons maintenant le cours d’interprétation d’un histogramme de nos amis de chez Pixelistes.com : http://www.pixelistes.com/download/tutoriaux/divers/histogramme/Interpreter_un_histograme.pdf, je cite :

L’apparition du peigne ne signifie pas pour autant qu’il y a eu dégradation de l’image, surtout si on a pris le soin de travailler en RAW. Pourquoi ? Une image RAW 12 bits (par exemple, NDLR) autorise de travailler avec 4096 niveaux de luminosité (par couche). Imaginons que nous n’ayons utilisé que 60% des possibilités de notre capteur à cause du manque de contraste de la scène photographié. Nous aurions alors utilisé 2457 niveaux sur les 4096 disponibles. Certes nous allons « creuser » des trous en étalant ces 2457 niveaux entre 0 et 4095. Mais n’oublions pas que bien souvent nous allons finir par enregistrer notre image dans un fichier JPEG huit bits qui lui, n’autorise que 256 niveaux de luminosité. Il va alors se passer le phénomène inverse que lors de l’application de l’outil niveaux. Il faudra « caser » nos 2457 niveaux sur les 256 disponibles. Les fameux « trous » vont se combler naturellement. Ce ne sera évidemment pas le cas, si notre image de départ est codée sur 8 bits. Dans ce cas, il se peut que l’apparition du peigne se traduise sur l’image par des dégradés moins nuancés.

En effet, un fichier JPEG (le fameux) est limité à un affichage de 8bits/couches. Donc quoi qu’on ai au dessus de 8 bits par couche nous donne une marge de retouche. Mais plus on a de « bit », plus on a de marge et donc de modelé, pour après recompresser et aplatir à 256 niveaux !

Donc, on vient de voir que l’histogramme du Canon produit bien une image RAW de 14bits/couche plein.

Mais Sony est censé produire aussi du 14 bits par couche ?

En théorie, oui …Certaines personnes indiquent même l’avoir lu sur certains manuels ou brochure. De mes recherches, Sony semble occulter, de toutes les présentations d’appareils, ce genre d’information.

Regardons un peu les histogrammes de la marque …

Le vaisseau-amiral Sony Alpha 99 et son capteur Full Frame :

A99RAW

Son petit frère relooké : le Sony Alpha 77 mark II et son puissant capteur APS-C :

A77IIRAW

L’appareil phare de la marque : le Sony Alpha 7R et son capteur Full Frame gonflé à bloc :

A7RRAW

Le porte drapeau de la nouvelle génération : le Sony Alpha 7S et ses + de 400 000 iso de sensibilité !

A7SRAW

Tous des peignes ! (certes, moins prononcés que mon petit A6000)

Pourquoi ?

C’est justement le but de l’article de RAW Digger : Il semblerait que le format ARW 2.x sortent des fichiers compressés (OMG !) de 11bits (et 7bits pour le delta) seulement !
Sony semble justifier cela pour alléger le poids final et, de facto augmenter les cadences moteur en RAW et se contenter d’un petit « buffer » (mémoire cache entre le processeur et la carte mémoire). Mais quelle perte de qualité !

Je vous invite a relire l’article si vous êtes sur Sony, qui explique même les artéfacts et la postérisation de leur méthode de compression RAW (si on peut encore appeller cela du RAW) : http://www.rawdigger.com/howtouse/sony-craw-arw2-posterization-detection

Bon, 11 bits : pour sortir des fichiers JPEG en 8 bits, c’est pas la mort !
Mais quelle perte énorme en modelé et en capacité de retouche !
Quand c’est pour un appareil « grand public », c’est pas très grave, mais pour des appareils entre 1000 et 2500 euros …
Surtout que Sony n’est pas très clair sur le sujet … et très peu d’informations sont disponible sur les spécifications du format ARW, ni sur la compression appliqué à ce format !

Mais au final : peut t’on se retrouver avec des aplats de couleurs ?

applat
Hoooo le bel aplat (pas surex) dans les bleus !

Alors, cela vient t’il des capteurs Sony ? Cela vient t’il d’un choix technologique du processeur BIONZ (x), ou bien un choix délibéré de programmation d’algorithme au niveau du firmware ?

Cela à une incidence sur la photo … mais quand est t’il de la vidéo ?
Je vous laisse également lire le test très poussé du mode vidéo du Sony Alpha 7S par Focus Numérique, il est plein d’enseignements  : http://www.focus-numerique.com/test-1880/compact-a-objectifs-interchangeables-sony-a7s-mode-video-17.html (merci Fred W.D.)

Pourquoi n’avons nous pas plus d’information sur le choix fait par Sony de ce type de compression, et l’incidence que cela peut avoir sur l’image en elle même ?

Après, la marge de retouche est réduite, mais dans la plupart des cas avec des scènes bien exposés (comme la photo d’exemple) cela à tellement peu d’incidences que c’est négligeable.
Cependant j’ai bien senti que ma marge de manoeuvre était + réduire depuis que je suis de NIkon à Sony. Il faut dire que j’ai l’art de pousser les boitiers dans leurs retranchements ^_^


Je vous propose de regarder également les autres marques et modèles :

Panasonic GH4 (un histogramme très tassé …)

GH4RAW

Pentax K3

K3RAW

Fuji X-T1 (Sur 3 valeurs RGB)

X-T1RAW

Nikon D750 (ah … des peignes, mais beaucoup moins prononcés. Capteur Sony ?)

D750RAW

Nikon D7100 (Idem)

D7100RAW

Canon 7D MK2

7DM2RAW

Canon 5D MK3

5DM3RAW

Laissez moi vos commentaires et analyses sur la question !

MAJ du 19/12/14 : Sur le manuel du Sony Alpha 6000, il est indiqué :

RAW :
Format de fichier : RAW (enregistre en utilisant le format de compression RAW.)
Aucun traitement numérique n’est réalisé pour ce format de fichier. Sélectionnez ce format pour traiter des images sur un ordinateur, à des fins professionnelles.

Voir aussi ce site pour voir la différence entre une image 12 et 14 bits : http://www.earthboundlight.com/phototips/nikon-d300-d3-14-bit-versus-12-bit.html

Il faut dire qu’avoir une large plage (14bits) de représentation n’est utile que si on utilise toute la gamme … sinon autant proposer direct un fichier en 12 bits !

MAJ du 23/12/14 : Finalement j’aurais bien appelé cet article : « 50 nuances de … RAW », dommage !

MAJ du 31/12/14 :

Pour completer mon analyse, je vais donner un tableau du calcul du nombre de nuances par couche en fonction de la quantification de l’échantillonnage (en bits):

Pour un fichier photo en 8 bit (comme le jpeg), le nombre de nuances est de 2^8 soit 256 nuances
- 9 bits : 512
- 10 bits : 1024
- 11 bits : 2048
- 12 bits : 4096
- 13 bits : 8192
- 14 bits : 16384

Quand on prend un fichier Canon, Nikon, Pentax ou Fuji, on a bien 16384 environ de nuances représenté.

Lorsqu’on regarde Sony avec une courbe RAW normalisée, on a bien environ le même nombre … mais lorsqu’on prend une courbe linéaire, on se retrouve avec 4096 nuances représenté environ.

Donc on peut dire que le fichier ARW 2.x de Sony encapsule un fichier Raw de 12 bits (soit 4096 nuances) dans un fichier censé contenir 14 bits (soit 16384 nuances) donc 4 fois moins de données.

Mais, quand on regarde à nouveau l’histogramme de Sony avec une courbe RAW linéaire, on s’aperçoit, mais cette fois-ci quelque soit la zone de l’histogramme, qu’il n’y a que :

Une nuance sur 2 pour le Sony Alpha 7r, 7s et 7mk2, soit seulement 2048 nuances (11 bits)
Une nuance sur 4 (!!!) pour le Sony Alpha 6000, soit seulement 1024 nuances (10 bits)

Certes, on est pas sur du 8 bits, donc le travail est possible sur un RAW ayant malgré tout entre 4 et 8 fois plus de nuances qu’un JPEG, mais il y a quand même entre 8 et 16 fois moins de nuances et modelé que sur les autres marques (excepté Panasonic avec lequel on se retrouve avec un vrai fichier RW2 sur 12 bits, soit 4096 nuances, et Nikon pour lequel on a quelques trous, mais très peu).

Alors oui, on va sortir du JPEG la plupart du temps, et même si la marche de manoeuvre est très limité par rapport aux autres marques, pour l’impression ou la publication pour des clients (TIFF et encodage 16 bits), la différence va se faire nettement ressentir.

J’ai aussi trouvé un très bon site sur l’analyse des fichiers Raw dont le calcul de la dynamique du capteur : http://www.cmp-color.fr/dynamique_capteur.html

MAJ du 02/01/15 : La plupart des ordinateurs, cartes graphiques et écrans sont paramètrés pour afficher seulement … 8bits par couches (L’appellation commerciale du « Couleurs 32 bits » est en vérité du 8 bits sur 4 couches « Alpha, Rouge, Vert et Bleu » – « ARGB8888 »), donc nous ne voyons absolument aucunes différences à l’écran, car il y en a pas !
Il faut travailler pour cela avec des cartes graphique « haut de gamme » et des moniteurs du type EIZO ou NEC voir DELL Ultrasharp (10 bits avec LUT 12, 14 et 16 bits) le tout étalonné pour apercevoir une différence et profiter de la gamme de nuances de couleurs disponible pour un rendu optimal …

PS : Chaque marques appartiennent à leurs propriétaires respectifs.

MAJ du 26/09/15

Sony vient enfin de prendre des mesures sur son tout nouveau vaisseau amiral : le Sony A7RII ! Un nouveau firmware introduit le RAW 14bits non compressé ! Je vous laisse lire cet article en anglais : http://www.dpreview.com/articles/6144418951/what-difference-does-it-make-sony-uncompressed-raw

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