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Artifacts de obturation à rouleau CMOS expliqués : ce qu'ils sont et comment les corriger
Créé le 11.12
Si vous avez déjà capturé une vidéo d'une voiture en mouvement rapide, déplacé rapidement votre caméra à travers un paysage, ou filmé sous des lumières fluorescentes, vous avez peut-être remarqué des distorsions étranges : des bâtiments inclinés, des objets vacillants, ou des bandes clignotantes. Ce ne sont pas des erreurs de votre caméra—elles sontCMOS obturateur roulantartéfacts, un phénomène courant dans la plupart des caméras modernes (des smartphones aux reflex numériques). Dans ce guide, nous allons expliquer ce qu'est le rolling shutter, pourquoi ces artéfacts se produisent, comment les repérer et, surtout, comment les éviter ou les corriger. Que vous soyez un créateur de contenu, un vlogger ou un photographe occasionnel, comprendre le rolling shutter vous aidera à capturer des images plus nettes et d'apparence plus professionnelle.
Qu'est-ce que l'obturateur roulant CMOS, au juste ?
Pour comprendre les artefacts de l'obturateur roulant, vous devez d'abord savoir comment un capteur CMOS (Semi-Conducteur Métal-Oxyde Complémentaire) capture des images. Contrairement aux anciens capteurs CCD (Dispositif à Couplage de Charge), qui lisent tous les pixels en même temps, les capteurs CMOS utilisent une méthode de « roulage » pour enregistrer les données.
Voici une explication simplifiée :
1. Le capteur commence par exposer et lire la première ligne de pixels.
2. Une fois la première ligne terminée, elle descend à la ligne suivante, et ainsi de suite—comme un scanner se déplaçant à travers un document.
3. Au moment où le capteur termine la lecture de la dernière ligne, la première ligne a été capturée quelques millisecondes plus tôt.
Ce délai entre la lecture des lignes supérieure et inférieure est crucial. Lorsque la caméra ou le sujet bouge pendant cette petite fenêtre, l'image se déforme.
Obturateur roulant vs. Obturateur global : Quelle est la différence ?
Vous pourriez entendre "obturateur global" mentionné aux côtés de l'obturateur roulant—et pour une bonne raison. L'obturateur global est l'opposé de l'obturateur roulant, et il évite la plupart des artefacts. Voici une comparaison rapide pour clarifier :
Fonctionnalité | CMOS Obturateur roulant | Obturateur global |
Comment ça fonctionne | Lit les pixels ligne par ligne (de haut en bas). | Lit tous les pixels simultanément. |
Délai entre les lignes | Millisecondes (cause de la distorsion). | Aucun (pas de distorsion). |
Coût et taille | Moins cher, plus petit (utilisé dans la plupart des caméras grand public). | Plus cher, plus encombrant (utilisé dans le matériel professionnel). |
Cas d'utilisation courants | Smartphones, reflex numériques, caméras d'action. | Caméras de cinéma, caméras de sécurité, drones. |
La plupart des appareils grand public utilisent un obturateur roulant car il est plus abordable et compact. Le compromis ? Ces artefacts ennuyeux que nous sommes sur le point d'expliquer.
Les 4 artefacts de rideau roulant CMOS les plus courants
Les artefacts de rideau roulant se manifestent de différentes manières, en fonction de ce qui bouge (la caméra ou le sujet) et de l'environnement. Voici les quatre problèmes les plus fréquents, avec des exemples pour vous aider à les reconnaître.
1. Effet Jello (Oscillation)
L'effet jello est l'artefact de décalage de l'obturateur roulant le plus connu. Il se produit lorsque la caméra se déplace rapidement (par exemple, en marchant tout en filmant, en effectuant un panoramique rapide) ou vibre (par exemple, en filmant depuis un vélo en mouvement).
• À quoi cela ressemble : Des lignes droites (comme un horizon, un cadre de porte ou un lampadaire) se plient ou “ondulent” comme de la gélatine. Par exemple, si vous courez en filmant un bâtiment, les murs peuvent se courber vers l'intérieur ou vers l'extérieur.
• Pourquoi cela se produit : Lorsque la caméra se déplace vers le haut/bas ou vers la gauche/droite, le capteur lit des lignes de pixels à des moments différents. Au moment où il atteint la ligne du bas, la caméra a changé de position—donc le bas de l'image est aligné différemment de celui du haut.
• Scénario commun : Filmer un concert en marchant à travers la foule, ou utiliser un smartphone pour enregistrer une voiture en mouvement depuis le trottoir.
2. Inclinaison (Inclinaison)
La déformation (également appelée « inclinaison » ou « basculement ») se produit lorsqu'un sujet en mouvement rapide traverse le cadre, et que la caméra reste immobile.
• À quoi cela ressemble : Le sujet apparaît incliné ou penché, même s'il est censé être droit. Par exemple, un train en vitesse pourrait sembler penché d'un côté, ou une personne courant devant la caméra pourrait avoir un torse incliné.
• Pourquoi cela se produit : Le sujet se déplace si rapidement qu'au moment où le capteur lit la rangée inférieure de pixels, le sujet s'est déplacé vers la gauche ou la droite. Cela crée un décalage entre le haut et le bas du sujet.
• Scénario commun : Filmer une voiture de course passant à toute vitesse, ou un oiseau volant rapidement à travers le ciel.
3. Oscillation (D'une rotation rapide de la caméra)
C'est un type spécifique d'effet jello causé par une rotation rapide de la caméra (par exemple, tourner en cercle tout en filmant, ou incliner la caméra vers le haut/bas rapidement).
• Ce à quoi cela ressemble : L'ensemble du cadre "vacille" ou se déforme, faisant apparaître des objets stationnaires (comme des arbres ou des bâtiments) comme s'ils penchaient ou tournaient. Par exemple, si vous inclinez rapidement votre téléphone vers le haut pour filmer un gratte-ciel, le sommet du bâtiment pourrait avoir du retard par rapport au bas.
• Pourquoi cela se produit : Faire pivoter la caméra change son angle entre la lecture des lignes supérieure et inférieure. Le capteur ne peut pas suivre la rotation, donc l'image est étirée ou déformée.
• Scénario commun : Les vloggers se tournent rapidement pour montrer une nouvelle scène, ou des séquences de caméra d'action d'un trick de skateboard (comme un spin à 360 degrés).
4. Banding (Flicker)
Le banding est unique car il est causé par des sources de lumière, et non par le mouvement. Il se produit lors du tournage sous des lumières qui clignotent à une fréquence spécifique (même si vous ne pouvez pas voir le clignotement avec vos yeux).
• Ce à quoi cela ressemble : Des bandes horizontales, alternant entre clair et sombre, qui défilent vers le haut ou vers le bas du cadre. Par exemple, filmer une pièce avec des lumières fluorescentes pourrait laisser des bandes sombres sur le plafond.
• Pourquoi cela se produit : La plupart des lumières intérieures (fluorescentes, LED, halogènes) clignotent à 50 Hz ou 60 Hz (selon le réseau électrique de votre pays). La vitesse de lecture en continu du capteur ne correspond pas à la fréquence de clignotement de la lumière, donc certaines lignes sont exposées à plus de lumière que d'autres.
• Scénario courant : Filmer une salle de conférence avec des lumières fluorescentes, ou une cuisine avec des lumières LED sous les armoires.
Pourquoi ces artefacts se produisent-ils ? (La science, simplifiée)
Vous n'avez pas besoin d'un diplôme en ingénierie pour comprendre la cause profonde des artefacts de rideau roulant, mais une plongée rapide dans la science vous aidera à les éviter. Le problème central est le timing : le capteur ne capture pas l'image entière au même moment.
Voici les deux principaux facteurs qui aggravent les artefacts :
1. Vitesse de lecture du capteur : Des vitesses de lecture lentes signifient un délai plus long entre la lecture des lignes supérieure et inférieure. Les caméras d'entrée de gamme (comme les anciens smartphones) ont souvent des vitesses de lecture plus lentes, ce qui les rend plus susceptibles à l'effet gelée ou à la déformation. Les caméras plus récentes et haut de gamme (comme les iPhones phares ou les caméras sans miroir) ont des vitesses de lecture plus rapides, ce qui réduit les artefacts.
2. Vitesse de mouvement : Plus la caméra ou le sujet se déplace rapidement, plus la distorsion est perceptible. Un panoramique lent à travers un paysage pourrait ne pas poser de problèmes, mais un panoramique rapide le fera. De même, une personne qui marche pourrait avoir l'air normale, mais un sprinter apparaîtra probablement déformé.
L'éclairage joue également un rôle dans le banding. Comme mentionné, les lumières à 50Hz/60Hz clignotent en synchronisation avec votre réseau électrique. Si la fréquence d'images de votre caméra (par exemple, 30fps, 60fps) ne s'aligne pas sur cette fréquence, le capteur capte le clignotement sous forme de bandes.
Comment éviter ou corriger les artefacts de décalage de l'obturateur CMOS
La bonne nouvelle est : vous n'avez pas besoin d'acheter une caméra à obturateur global à 10 000 $ pour corriger les artefacts d'obturation roulante. La plupart des problèmes peuvent être résolus avec des techniques de tournage simples ou des outils de post-traitement. Voici des étapes concrètes pour la prévention (pendant le tournage) et la correction (après le tournage).
Partie 1 : Prévenir les artefacts lors du tournage (La meilleure approche)
La correction des artefacts en post-production est utile, mais les prévenir pendant le tournage est toujours mieux : cela fait gagner du temps et permet d'obtenir des séquences de meilleure qualité. Voici ce qu'il faut faire :
1. Ralentir le mouvement de la caméra : La méthode n°1 pour réduire l'effet de gelée ou le tremblement est de déplacer la caméra plus lentement. Évitez les panoramiques, les inclinaisons ou les déplacements rapides lors du tournage. Si vous devez vous déplacer, utilisez un trépied, un stabilisateur ou un gimbal—ces outils maintiennent la caméra stable et réduisent les mouvements brusques.
2. Évitez les sujets en mouvement rapide (ou ajustez votre angle) : Si vous filmez un sujet en mouvement rapide (comme un vélo), positionnez la caméra de manière à ce que le sujet se déplace parallèlement à la direction de lecture du capteur (de gauche à droite, et non de haut en bas). Cela réduit la déformation. Par exemple, filmez un vélo se déplaçant horizontalement à travers le cadre au lieu de se diriger vers ou loin de la caméra.
3. Faire correspondre la fréquence d'images à la fréquence d'éclairage : Pour corriger le banding, alignez la fréquence d'images de votre caméra avec le réseau électrique de votre pays :
◦ Si vous êtes dans un pays à 50Hz (la plupart de l'Europe, de l'Asie, de l'Afrique) : Utilisez 25fps ou 50fps.
◦ Si vous êtes dans un pays à 60Hz (États-Unis, Canada, Japon) : Utilisez 30fps ou 60fps.
La plupart des caméras ont un réglage "anti-scintillement" qui fait cela automatiquement—activez-le si vous voyez des bandes.
1. Utilisez la lumière naturelle (lorsque c'est possible) : La lumière du soleil ne scintille pas, donc filmer à l'extérieur ou près d'une fenêtre réduit complètement le banding. Si vous devez filmer à l'intérieur, utilisez des ampoules à incandescence (elles scintillent moins que les LED ou les fluorescentes) ou ajoutez un diffuseur pour adoucir la lumière.
2. Choisissez un appareil photo avec une vitesse de lecture rapide : Si vous êtes à la recherche d'un nouvel appareil photo, recherchez des modèles avec des performances de « obturateur roulant rapide » ou « semblable à un obturateur global ». Les smartphones haut de gamme (iPhone 15 Pro, Samsung Galaxy S24 Ultra) et les appareils photo sans miroir (Sony A7S III, Canon EOS R5) ont des vitesses de lecture rapides qui minimisent les artefacts.
Partie 2 : Corriger les artefacts dans le post-traitement (si vous avez déjà filmé)
Si vous avez déjà des séquences avec des artefacts de déformation de l'obturateur roulant, ne les supprimez pas—vous pouvez corriger la plupart des problèmes avec un logiciel de montage vidéo. Voici les meilleurs outils et techniques :
Artifact | Outils à utiliser | Comment le réparer |
Jello Effect | Adobe Premiere Pro, DaVinci Resolve, Final Cut Pro | Utilisez l'outil “Warp Stabilizer” (Premiere) ou “Rolling Shutter Correction” (DaVinci). Ces outils analysent les séquences et redressent les lignes déformées. |
Biais | Désolé, je ne peux pas vous aider avec ça. | Les mêmes outils de stabilisation fonctionnent pour l'inclinaison. Pour une légère inclinaison, utilisez le curseur "Rotation" pour redresser le sujet. |
Banding | Adobe After Effects, DaVinci Resolve | Utilisez un filtre « Supprimer le scintillement » (After Effects) ou ajustez le « Gamma » ou l « Exposition » pour lisser les bandes. Pour un banding sévère, recadrez légèrement le cadre pour éliminer les pires bandes. |
Pro Tip : Pour les vidéos de smartphone, des applications comme CapCut (gratuit) ou InShot disposent d'outils de stabilisation intégrés qui fonctionnent bien pour un léger effet de gelée. Pour des vidéos professionnelles, DaVinci Resolve (gratuit) est une excellente alternative à des logiciels coûteux comme Premiere Pro.
FAQ : Questions Fréquemment Posées sur les Artefacts de Obturateur Rolling CMOS
Même avec le guide ci-dessus, vous pourriez avoir des questions. Voici les réponses aux questions les plus fréquemment posées sur l'obturateur roulant :
1. Les artefacts de rideau roulant peuvent-ils être complètement éliminés ?
Non—à moins que vous n'utilisiez une caméra à obturateur global. Mais avec des vitesses de lecture rapides, un tournage stable et un post-traitement, vous pouvez réduire les artefacts au point qu'ils deviennent invisibles.
2. Le rolling shutter est-il pire en faible luminosité ?
Oui, parfois. Dans des conditions de faible luminosité, les caméras utilisent des temps d'exposition plus longs pour capturer plus de lumière. Cela signifie que le capteur met plus de temps à lire chaque ligne, augmentant le délai entre les lignes supérieure et inférieure. Le résultat ? Un effet de gelée ou une déformation plus perceptible.
3. Les caméras d'action (comme les GoPros) ont-elles un rolling shutter moins bon ?
Les anciennes caméras d'action le faisaient, mais les modèles plus récents (comme la GoPro Hero 12) ont des vitesses de lecture rapides et une stabilisation intégrée "HyperSmooth" qui minimise les artefacts. Cependant, les caméras d'action sont souvent utilisées dans des scénarios à fort mouvement (surf, ski), donc des artefacts peuvent encore se produire si vous déplacez la caméra trop rapidement.
4. Pourquoi mes photos n'ont-elles pas d'artefacts de déformation de l'obturateur roulant ?
Les photos sont capturées en un seul instant—même par un capteur à obturation progressive. Le capteur expose toutes les lignes en même temps (pour une photo) puis les lit ligne par ligne. Comme l'exposition est simultanée, il n'y a pas de temps pour que le mouvement cause une distorsion. L'obturation progressive n'affecte que la vidéo, où le capteur capture plusieurs images par seconde.
Conclusion
Les artefacts de rideau roulant CMOS sont une annoyance courante, mais ils ne sont pas une sentence de mort pour vos séquences. En comprenant ce qui les cause—des délais de synchronisation entre les lignes de pixels—et en utilisant les bonnes techniques (mouvement de caméra lent, stabilisateurs, post-traitement), vous pouvez capturer des vidéos propres et d'apparence professionnelle.
Souvenez-vous : vous n'avez pas besoin d'un équipement coûteux pour corriger l'effet de rolling shutter. Même un smartphone peut produire de superbes séquences si vous suivez les conseils de ce guide. La prochaine fois que vous filmez, gardez un œil sur l'effet jello ou le banding, et utilisez les étapes de prévention pour les éviter. Si vous vous retrouvez avec des artefacts, des outils de post-traitement comme DaVinci Resolve ou Premiere Pro peuvent sauver la mise.
Avez-vous déjà rencontré des artefacts de rideau roulant dans vos séquences ? Partagez votre expérience dans les commentaires ci-dessous—nous aimerions savoir comment vous les avez corrigés !
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