mesurer les variations de luminosité avec un caméscope

Remus · 1 janvier 2015

Bonjour à tous (et au passage bonne année 2015 !!!)

Je pratique le tir à la carabine et j’aimerais pouvoir détecter les variations de luminosité sur la cible pendant les compétitions se déroulant en extérieur. En effet, ces variations de luminosité occasionnent des difficultés dans la perception du centrage de la cible avec les organes de visée, elles sont donc importantes à prendre en compte pour la qualité de la visée.

Je me suis mis à la vidéo depuis 3 ans avec une modeste caméra Sony CX-130 pour filmer mes matches, et j’ai récemment trouvé une technique pour quantifier cette luminosité (en tout cas de façon relative). Avec le modèle colorimétrique TSL dans paint (teinte – saturation –luminosité) j’ai pu quantifier la luminosité de l’enregistrement vidéo (de 0 à 240). La caméra est placée derrière le tireur, avec la cible visible en arrière-plan. En faisant des impressions écran toutes les 5 secondes (fichiers .bmp 24 bits) et en plaçant la pipette au même endroit sur la zone de la cible (autour du rond noir : zone blanche) pour chaque image, j’ai pu relever les valeurs de luminosité sous excel pour pouvoir en sortir une courbe retraçant les variations de luminosité de la compétition au cours du temps. Je précise bien évidemment que le diaphragme ainsi que la mise au point étaient configurés manuellement et restaient identiques du début à la fin de l’enregistrement. Le gros avantage de cette technique est qu’elle ne nécessite pas d’autre appareil de mesure que la caméra (luxmètre…).

J’ai analysé un match en entier avec cette technique, et si je pouvais discerner clairement les variations soudaines de luminosité (passage de nuage…), j’ai pu me rendre compte que la luminosité mesurée à certains moments était à son maximum mesurable (240), empêchant ainsi de rendre compte des variations. Peut-être que le diaphragme aurait dû être davantage fermé pour éviter ce problème…Qu’en pensez-vous ?

J’aimerais pouvoir relever ces variations de luminosité le plus précisément et le plus fidèlement possible par rapport à la réalité. Or j’ai lu récemment que cette qualité intrinsèque de la caméra dépendait en grande partie du capteur, particulièrement de sa taille : si j’ai bien compris, plus celui-ci serait grand, meilleures seraient les nuances de couleur captées dans l’image filmée.

Dans mon cas, il se trouve que le capteur de ma caméra est d’une taille relativement faible (¼ de pouce), je me pose donc la question de savoir si une upgrade vers un modèle plus récent avec un capteur plus gros améliorerait de façon conséquente la captation des variations de luminosité. Je pensais à deux modèles, encore abordables pour moi (et surtout pas trop encombrants) :

-le caméscope Sony CX900E

-le caméscope Panasonic HC-X920

-Sinon, quid du gain apporté par des caméras semi-pro voir pro à ce niveau ?

Je réaliserai probablement une expérience où un jour de temps partiellement couvert (ciel et petits nuages), je filmerai avec ma caméra les variations de luminosité sur la cible, tandis qu’un luxmètre (ou posemètre… ?) mesurera la luminosité à proximité de celle-ci. Avec la technique de mesure évoquée plus haut, je comparerai les données de ces 2 sources en superposant les courbes de luminosité pour évaluer le degré de précision de ma caméra dans ce domaine.

Voilà, pour les courageux m’ayant lu jusqu’ici je vous remercie d’avance de votre réponse, et n’hésitez pas à me suggérer d’autres méthodes de mesure de luminosité avec la caméra si vous en connaissez ;-)

1 janvier 2015

Re bonjour et re bonne année 2015, Remus.

Ton choix entre le Sony cx900 et le panasonic devient pour toi une question de budget car je pense que dans ces gammes grand public, il y a forcément un histogramme, un graphique qu'on peut faire apparaître sur un coin du viseur et du lcd et qui renseigne sur l'état de la luminosité de tout le plan.

Tu sais ainsi les variations de luminosité sur chaque zone du plan en sachant que l'équilibre idéal est un graphique centré, une belle montagne en plein milieu !

Quand tout est biscornu (chaîne des andes ou de l'himalaya), soit rattraper l'exposition, soit laisser tomber et ne pas filmer ...

La différence de taille du capteur joue en effet un rôle mais pas en plein jour ou sous éclairage (si la compète est nocturne, j'espère qu'on ne vous laisse pas dans le noir). Dans ta situation, c'est plus une question de dynamique, c'est à dire un bon compromis entre les hautes et basses lumières (vérifiable donc avec le même histogramme).

En cas de trop forte luminosité (le sommet de la montagne qui disparaît) ou le zébra (autre fonction forcément existante) qui inonde toute l'image, le cx900 a en plus des filtres neutres à diverses densités intégrés (dits ND) alors qu'il faut en acheter un et de préférence variable pour le panasonic x920 (il en faut d'ailleurs un dans les 2 cas pour protéger l'objectif mais donc sans variation de densité pour le Sony).

Selon moi, tu mets donc toutes les chances de ton côté avec le Sony mais le x920 ne sera pas invalidant en cas de critère budgétaire

Remus · 4 janvier 2015

Merci beaucoup de ta réponse rapide ciné7 ;-)

Oui effectivement dans mon cas, c'est plus une question de dynamique entre basses lumières et hautes lumières. Au niveau des filtres neutres, dans quelles situations s'utilisent-t-ils? Ne vais-je pas perdre un peu au niveau de la dynamique ?

En fait j'ai une contrainte importante à gérer dans mes enregistrements vidéo : je ne peux utiliser qu'une seule caméra pendant les compétitions, ce qui implique je dois faire figurer en un plan tous les éléments qui m'intéressent : principalement le tireur dans sa ligne de tir jusqu'à la cible, afin d'avoir des infos sur l'environnement dans lequel il évolue. Cela nous donnera des infos sur l'évolution de la luminosité, du vent, tout ce que fait le tireur à chaque instant...bref pas mal de choses que je dois pouvoir avoir dans le même plan en me plaçant derrière en direction de la cible, légèrement à droite du tireur.

Quelques photos pour vous montrer de quoi il s'agit : la 1 pour tous les éléments que j'observe durant le match : http://hpics.li/73747a6

La 2 pour vous montrer un cas où il y a une forte différence de luminosité : http://hpics.li/eecda24

Le problème dans cette configuration est que le tireur qui est abrité se retrouve bien souvent dans la pénombre, par rapport au champ de tir et la cible, donc je dois faire un gros compromis dans le réglage du diaphragme, la priorité étant donné à la luminosité au niveau de la cible. Du coup, même si je peux retrouver les impacts en cible avec la feuille de résultat à la fin du match, j'ai du mal à distinguer certaines actions déterminantes que fait le tireur pendant son match (réglage de dioptre : combien de clics exactement? pas toujours clair à distinguer)

Du coup, je pensais à 2 pistes. Je voudrais savoir si :

-changer de caméscope pour l'un des 2 modèles indiqués (par exemple) permettrait grandement de gagner en lisibilité d'image pour les zones de faible luminosité ?

-ou alors en gardant ma caméra, retraiter le fichier vidéo pour éclaircir les zones de lumière basse suffirait pour y voir plus clair au niveau du tireur (mais quoi faire exactement? pour info j'ai adobe première elements 2010)

4 janvier 2015

Bonsoir Remus,

Franchement, pour ce type de travail, le panasonic x920 serait parfait !

Regardes néanmoins (pour le second exemple), s'il n'y a pas une fonction dite "backlight" sur ton cx130. Elle devrait permettre de rééquilibrer le contre-jour sur le tireur (car c'est un problème de contre jour "back light" et non pas de simple contraste).

crackers · 5 janvier 2015

Bonjour

je doute qu'un capteur quel qu'il soit puisse enregistrer une telle dynamique ...

pour des zones claires correctes , les zones sombres n'auront pas d infos, ou illisibles , en post prod .

puisqu'il ne faut qu'une seule cam , n'est il pas possible d' éclairer le tireur par derrière ?

plutot qu'une video , une serie de photos HDR pour chaque tir n'est elle pas suffisante ?

bonne continuation

crackers

adesir · 5 janvier 2015

Bonjour,

Effectivement, la dynamique nécessaire est importante, ce qui obligerait à passer sur des capteurs très pros, donc chers. Passer en HDR parait une bonne idée a priori mais ce n'est pas la solution, puisque c'est une modification de la dynamique qui viendra fausser la mesure.

Antoine

Remus · 25 janvier 2015

Merci à tous pour vos réponses.

Concernant le backlight sur ma CX130, il était déjà activé sur l'image n°2.

Voici ce que donne l'analyse de la luminosité en fixant le curseur sur la zone blanche de la cible, avec mesure toutes les 5 secondes (passage d'un gros nuage) :

http://hpics.li/b8e51d2

et à l'échelle du match (plsieurs dizaines de minutes, avec mesure toutes les minutes) :

http://hpics.li/da897bb

Je pense m'orienter à priori vers le sony CX900, voire AX100, que j'utiliserai d'abord en 1920*1080 en attendant que les logiciels soient prêts pour la 4K.

Si quelqu'un a un retour d'expérience à faire sur l'un de ces 2 modèles, qu'il n'hésite pas.