Rolling Shutter : c'est quoi et comment l'éviter ?
- Quentin
- il y a 2 jours
- 7 min de lecture
Un problème très connu lorsqu'on photographie avec un capteur en mode électronique ou lorsque l'on filme, c'est le Rolling shutter. Je vous avais déjà parlé d'autres problèmes facilement corrigeables avec un appareil photo et notamment les objectifs, comme les aberrations chromatiques, la distorsion et vignettage. Allez voir si ça vous intéresse. 🤗 Nous aujourd'hui, on va parler du terrifiant Rolling shutter !
Apprenez comment les caméras vidéo avec "obturateurs à défilement" peuvent provoquer des distorsions ou effet " jello " (Rolling shutter), et découvrez des méthodes pour les éviter et les corriger.
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Qu’est-ce que l’effet de Rolling shutter (ou d’obturateur déroulant) ?
Le rolling shutter est un procédé où l’image est enregistrée ligne par ligne sur le capteur. Comme celui-ci balaie la scène de haut en bas, le haut est capturé légèrement avant le bas. Ce petit décalage peut provoquer des distorsions indésirables, par exemple lorsque vous filmez un sujet en mouvement rapide ou que vous effectuez un panoramique.
Plus votre mouvement est rapide, et plus l'effet sera fort et visible. On parle alors de vitesse de lecture de capture de quelques dizaines de ms (milliseconde), mais c'est bien suffisant pour provoquer un effet de Rolling shutter.
Lorsque vous photographiez avec un obturateur mécanique (celui avec le rideau qui s'ouvre et se ferme pour laisser passer plus ou moins de lumière), l'effet n'existe pas, donc aucun problème.
Maintenant, des appareils utilisent de plus en plus d'obturateur électronique (sans rideau) et ça, c'est vachement plus embêtant, à moins d'avoir une lecture de capteur très rapide, ou un autre type de capteur…
De plus, si vous filmez avec votre appareil, vous utilisez forcément un obturateur électronique, c'est là le plus souvent où l'effet Rolling shutter apparaît.
On distingue aujourd’hui deux grands types de capteurs : CMOS et CCD. Les reflex et hybrides numériques dotés d’un CMOS classique, ainsi que la plupart des smartphones (comme les iPhones), utilisent un obturateur déroulant (rolling shutter).
À l’inverse, les caméras équipées d’un capteur CCD (Sony A9 III) fonctionnent avec un obturateur global (Global shutter), qui enregistre toute l’image en une seule fois. Ces dernières offrent un rendu plus fidèle mais restent coûteuses et complexes à produire.
Les caméras à obturateur déroulant sont très efficaces pour filmer à haute fréquence d’images, car elles évitent la surchauffe et ménagent la batterie. Elles constituent donc un excellent compromis pour les débutants, même si elles s’accompagnent de quelques limites.
Autre petit soucis avec les Global shutter, on perd un petit peu en dynamique de l'image. Ça veut dire par exemple qu'un Sony A7RV à environ 15 stops de dynamique, ce qui est extrêmement bien ! Mais présente un très gros Rolling shutter, notamment dû au capteur lent et à ses 61 mégapixels.
Le Sony A9 III perd en dynamique comparé au RV (un peu) alors qu'il est plus récent. Par contre, il a un "Global shutter", l'image est capturée instantanément, donc zéro Rolling shutter.
Avec le schéma juste au-dessus, vous voyez la lecture et enregistrement d'un capteur avec la ligne verticale noire. On voit qu'avec du mouvement dans la scène, cela provoque des déformations. Bien sûr, c'est une illustration, un capteur est bien plus rapide pour lire et enregistrer, mais selon la rapidité de mouvement de votre sujet ou de vous même, l'effet de "jello" ou déformation sera bien présent.
Quand le Rolling shutter est le plus visible ?
Le Rolling shutter devient surtout gênant dès qu'un type de mouvement s’invite dans la vidéo.
Si vous filmez des sujets très rapides, comme les pales d’un avion en marche ou les cordes d’une guitare qui vibrent, ou même un véhicule qui passe rapidement devant vous, vous pouvez observer un effet de vacillement, souvent appelé effet "Jello".
L’image peut alors sembler onduler, certaines zones apparaître floues, ou encore des lignes droites se transformer en courbes déformées.
Ce phénomène peut aussi se produire lorsque c’est la caméra elle-même qui bouge pendant l’enregistrement : la perspective se décale et des distorsions apparaissent.
Cela dit, en dehors de cas extrêmes (par exemple une toupie qui tourne à toute vitesse sur une table, des mouvements brusques de caméra…), l’effet reste généralement discret.
Comme ces déformations peuvent altérer la netteté et la lisibilité d’un plan, il est essentiel que les vidéastes connaissent les moyens de les limiter ou de les corriger.
Pour réduire fortement cet effet de Rolling, vous avez également des capteurs empilés présent sur de plus en plus de modèles : comme sur le Sony A1, A1 II, Nikon Z8, Canon R5 mark II, etc. Ce sont des appareils qui valent cher, mais le Rolling shutter est bien moins présent que sur des capteurs non empilés.
Aussi, plus il y a de pixel, plus le temps de lecture du capteur sera lent, logique. Et donc, plus de Rolling shutter il y aura.
Comment éviter les déformations et les vacillements dus au Rolling shutter ?
Maîtrisez votre vitesse d’obturation.
Pour limiter les déformations liées au Rolling shutter lors de mouvements rapides ou d’un panoramique, il est conseillé d’adapter la vitesse d’obturation. La règle de base consiste à la régler à environ deux fois la fréquence d’images. Ainsi, si votre caméra filme à 25 images par seconde, la vitesse minimale à utiliser sera d’environ 1/50.
Gardez à l’esprit que la vitesse d’obturation ne doit jamais être inférieure à la cadence d’images, sinon le capteur n’aurait pas le temps d’enregistrer correctement chaque frame. En réalité, pour créer un certain "effet", filmer comme ça, avec moins de vitesse d'obturation est tout à fait possible. Mais on parle d'un plan ou deux dans une vidéo, pas de tout filmer comme ça. Notez que cette astuce c'est la "base", cela ne supprimera pas l'effet de Rolling shutter.
Si vous filmez à 25 fps = réglez la vitesse sur 1/50.
Si vous filmez à 50 fps = réglez la vitesse sur 1/100.
Si vous filmez à 100 fps = la vitesse sur 1/200.
Etc.
À l’inverse, une vitesse trop élevée peut également poser problème.
Comme énormément de vidéastes s'accordent à le dire (moi aussi) : L’œil humain est habitué à percevoir un léger flou de mouvement. Quand vous agitez la main devant vos yeux, vous voyez ce flou sans même y prêter attention. Mais si vous fixez une vitesse d’obturation trop rapide, le mouvement paraît anormalement figé et notre regard s’en rend compte. Si vous vous rappelez de vos courts sur la vitesse d'obturation, avec une vitesse très rapide, on fige le mouvement, on le laisse apparaître avec une vitesse plus lente.
Et le meilleur compromis entre netteté et flou de mouvement naturel en vidéo, c'est d'avoir la vitesse au double du nombre d'images par seconde. Je filme à 30 fps = je règle ma vitesse à 1/60, ou la plus proche.
Si vous avez trop de lumière quand vous filmez, utilisez un filtre ND.
Choisissez bien votre équipement.
Une autre manière de limiter les déformations liés au Rolling shutter consiste à réduire au maximum les mouvements et les tremblements de la caméra. Pour cela, équipez-vous d’un bon trépied ou d’un stabilisateur (steadicam ou gimbal) afin de garder votre appareil stable, notamment lors des panoramiques.
Attention cependant : si vous utilisez une vitesse d’obturation très rapide, il faudra souvent ajouter de la lumière pour éviter que vos images soient sous-exposées. C’est encore plus vrai lorsque vous filmez au ralenti avec un capteur à obturateur déroulant.
En effet, avec une fréquence d’images élevée (par exemple 50, 120 ou 240 fps), vous devez doubler la vitesse d’obturation en conséquence. Le capteur n’est exposé qu’un très court instant, ce qui nécessite un éclairage plus puissant pour compenser.
C’est la raison pour laquelle on voit tant de vidéos au ralenti tournées en extérieur, sous un grand soleil. En intérieur, il n’y a tout simplement pas assez de lumière pour l’obturateur déroulant.
En résumé : si l’effet Rolling shutter ou le manque de lumière compliquent la capture d’un mouvement, vous pouvez toujours envisager un autre type de plan. Mais dans la plupart des cas, en respectant la règle du doublement de la fréquence d’images et en fournissant assez de lumière à votre capteur, il est tout à fait possible d’obtenir une vidéo fluide et exploitable avec un obturateur déroulant.
Une solution bien plus radicale (que je ne conseille pas forcément), serait de passer sur un capteur empilé, ou un Global shutter comme dit plus haut.
Stabilisez votre vidéo en post-production
Même si vous avez correctement réglé votre vitesse d’obturation, il arrive que des artefacts de Rolling shutter apparaissent malgré tout. La stabilisation en postproduction a longtemps été compliquée à gérer, mais avec des logiciels comme Adobe Premiere Pro ou Davinci Resolve, c'est désormais plus simple.
En appliquant une stabilisation, vous verrez que les réglages par défaut suffisent souvent à corriger les déformations. Vous pouvez ensuite affiner le rendu en ajustant des paramètres comme la fréquence de l’obturateur déroulant ou la direction de balayage. Le premier permet d’incliner l’image d’un côté ou de l’autre pour compenser les distorsions, tandis que le second définit comment l’image est lue par le capteur (de haut en bas, de gauche à droite, etc.). Ça c'est pour Premiere Pro, mais sur Davinci aussi, la stabilisation en post-prod est vraiment devenu facile à utiliser et très performante, surtout pour pouvoir faire des mouvements de caméra à main levée.
En résumé, la meilleure approche reste de prévenir l’effet Rolling shutter directement lors du tournage, en jouant sur la vitesse d’obturation, la stabilité de la caméra, vos mouvements et l’éclairage. Mais si cela ne suffit pas, Premiere Pro ou d'autres logiciels offrent une solution efficace pour corriger vos séquences en postproduction.
J’espère que cet article, un peu plus technique vous aura éclairé sur le sujet.
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