ISO natif / ISO de base

Définition

La Base ISO (également appelée Native ISO) est le réglage de sensibilité ISO auquel un capteur de caméra fonctionne de manière optimale, sans amplification électronique ni perte d'amplification. À la Base ISO, le capteur atteint :

• Rapport signal/bruit (SNR) maximal
• Plage dynamique maximale
• Bruit minimal
• Meilleure fidélité des couleurs

En dessous de la Base ISO : Atténuation électronique (perte de hautes lumières/détails)
Au-dessus de la Base ISO : Amplification électronique (augmentation du bruit)

Principe physique

Comment fonctionne l'ISO

Conversion Photons-Signal :

┌─────────────────────────────────┐
│ 1. La lumière atteint le capteur │ Identique pour tous les ISO
├─────────────────────────────────┤
│ 2. Photodiode → Électrons │ Identique pour tous les ISO
├─────────────────────────────────┤
│ 3. Amplification électronique │ C'EST ICI que l'ISO fait la différence
│ (Application du Gain) │
├─────────────────────────────────┤
│ 4. Conversion Analogique-Numérique │ SNR variable
├─────────────────────────────────┤
│ 5. Signal de sortie (Gain Faible/Élevé)│ Résultat de l'ISO
└─────────────────────────────────┘

Mécanisme de gain

Base ISO (ex: ISO 160) :
 Gain du capteur : 0dB (pas d'amplification)
 
 Signal : 100 Unités
 Bruit : 5 Unités
 SNR = 100/5 = 20:1 (Optimal)

Au-dessus de la Base ISO (ex: ISO 320, +1 stop) :
 Gain du capteur : +6dB (Facteur 2)
 
 Signal : 100 × 2 = 200 Unités
 Bruit : 5 × 2 = 10 Unités (Le bruit est amplifié !)
 SNR = 200/10 = 20:1 (Identique)
 
 Mais : Le bruit est maintenant visible (10 au lieu de 5)

En dessous de la Base ISO (ex: ISO 80, -1 stop) :
 Gain du capteur : -6dB (Facteur 0.5)
 
 Signal : 100 × 0.5 = 50 Unités
 Bruit : 5 × 0.5 = 2.5 Unités
 SNR = 50/2.5 = 20:1 (Identique)
 
 Mais : Le signal perd des détails (50 au lieu de 100)

Spécifications techniques

Base ISO dans les caméras modernes

ISO vs Niveau de lumière

Exigences d'éclairage à la Base ISO :

ARRI Alexa Mini (ISO 160) :
 Extérieur de jour (Ensoleillé) : Parfait
 Intérieur de jour (Fenêtres) : Idéal
 Intérieur de nuit (Lumière minimale) : Sous-exposé
 
 → Nécessite ~2000+ Lux pour une exposition normale

Sony FX30 (ISO 100) :
 Extérieur de jour (Ensoleillé) : Parfait
 Intérieur de jour (Fenêtres) : Idéal
 Intérieur de nuit (Lumière minimale) : Sous-exposé
 
 → Nécessite ~1500-2000 Lux pour une exposition normale
 → 1.5x plus sensible que l'ARRI (seulement 1 stop !)

RED Komodo (ISO 320) :
 Extérieur de jour (Ensoleillé) : Parfait
 Intérieur de jour (Fenêtres) : Idéal
 Intérieur de nuit : Mieux
 
 → Nécessite ~3000-4000 Lux pour une exposition normale
 → 2x moins sensible que l'ARRI
 → Pour les scènes de nuit, l'ISO doit être augmenté

Base ISO en pratique

Planification de l'éclairage

La Base ISO détermine le budget lumineux minimum :

Scène : Drame en intérieur (éclairage classique)

ARRI Alexa Mini (Base ISO 160) :
 Lux cible : ~500-800 Lux pour la lumière principale
 Lumière d'appoint : ~100-200 Lux (Ratio 1:3)
 Équipement : Fresnel standard / Lumières douces
 Budget : Modéré
 
Sony FX30 (Base ISO 100) :
 Lux cible : ~300-500 Lux pour la lumière principale
 Lumière d'appoint : ~75-150 Lux (Ratio 1:3)
 Équipement : Moins de puissance nécessaire
 Budget : Moins cher
 
RED Komodo (Base ISO 320) :
 Lux cible : ~1000-1500 Lux pour la lumière principale
 Lumière d'appoint : ~200-300 Lux (Ratio 1:4)
 Équipement : Lumières plus puissantes nécessaires
 Budget : Plus cher

Stratégie d'exposition

Règle d'or : "Toujours filmer à la Base ISO si possible"

Pourquoi ?
 1. Plage dynamique maximale
 2. Bruit minimal
 3. Informations couleurs maximales
 4. Gestion du bruit minimale en post-production
 
 Seulement déroger si :
 - Pas assez de lumière → Augmenter l'ISO
 - Trop de lumière → Utiliser des filtres ND (pas baisser l'ISO !)
 - Scène en basse lumière → Augmenter l'ISO (acceptable)

Filtres ND vs Réduction ISO

Scénario : Extérieur de jour lumineux (Sur-exposé à la Base ISO)

Problème :
 Base ISO ARRI Alexa : 160
 Lumière du soleil à midi : Trop forte, surexposerait
 
Solution 1 : Filtre ND (CORRECT)
 - Appliquer un filtre ND4 (2 stops)
 - L'ISO reste 160 (Base)
 - Signal : Inchangé, seule la lumière est réduite
 - Résultat : Optimal, meilleure qualité d'image
 
Solution 2 : Baisser l'ISO (INCORRECT)
 - ISO 160 → ISO 40 (4 stops)
 - Pas de filtre
 - Signal : Atténué électroniquement
 - Résultat : Les hautes lumières/détails sont perdus
 
Règle empirique : Toujours utiliser des filtres ND plutôt qu'une réduction ISO

Plages ISO

ISO Bas (En dessous de la Base)

Atténué électroniquement, perd des détails :

ARRI Alexa : Base ISO 160
 ISO 80 : -1 stop réduit électroniquement
 ✗ Possibilité de clipping des hautes lumières
 ✗ Détails du signal perdus
 ✓ Mais : Le plancher de bruit diminue
 
 ISO 40 : -2 stops réduits
 ✗ Perte significative de détails
 ✗ Non recommandé

ISO Natif/Base (Optimal)

ARRI Alexa : ISO 160 (Optimal)
 ✓ SNR maximal
 ✓ DR maximal
 ✓ Bruit minimal
 ✓ Meilleures couleurs

Sony FX30 : ISO 100 (Optimal)
 ✓ SNR maximal
 ✓ DR maximal
 ✓ Bruit minimal
 ✓ Meilleures couleurs

ISO Élevé (Au-dessus de la Base)

Amplifié électroniquement, plus de bruit :

ARRI Alexa : Base ISO 160
 ISO 320 : +1 stop d'amplification électronique
 ✓ 1 stop de sensibilité lumineuse supplémentaire
 ≈ Le bruit augmente minimalement (presque imperceptible)
 ✓ Praticable pour la basse lumière
 
 ISO 640 : +2 stops
 ≈ Bruit visible
 ≈ Détails des couleurs légèrement dégradés
 ~ Encore acceptable pour les scènes de nuit
 
 ISO 1280 : +3 stops
 ✗ Bruit prononcé
 ✗ Couleurs dégradées
 ✗ Uniquement pour les situations d'urgence en basse lumière

Base ISO et taille du capteur

Fait intéressant : les capteurs plus grands ont une Base ISO plus élevée

Raison : Taille des pixels et efficacité de conversion photoélectrique

ARRI Alexa Mini (Super35, pixels de 5.3µm) :
 Base ISO : 160
 Raison : Pixels de 5.3µm, grands = beaucoup de photons par pixel

Sony FX30 (APS-C, pixels d'environ 2.4µm) :
 Base ISO : 100
 Raison : Pixels plus petits = moins de photons
 Physiquement moins efficace
 Mais : L'électronique est très performante, donc SNR similaire

RED Monstro (Grand format, pixels d'environ 4.9µm) :
 Base ISO : 320
 Raison : Pixels de 4.9µm, mais électronique très optimisée

Règle empirique :
 Pixels plus grands → Base ISO plus élevée (règle confirmée)
 Mais : L'électronique moderne peut compenser les différences

ISO Étendu et Double ISO Natif

ISO Étendu (Extended ISO)

ARRI Alexa 35 :
 Base ISO : 160
 Options d'ISO Étendu :
 - 40 : -2 stops (Priorité aux hautes lumières)
 - 80 : -1 stop
 - 160 : Base
 - 320 : +1 stop
 - 640 : +2 stops
 
 Utilisation :
 - 40 ou 80 : Lumière très vive (neige, eau)
 - 320 ou 640 : Très basse lumière
 
 Mais : En dehors de la Base ISO, la qualité est compromise

Double ISO Natif (Cas spécial)

Certaines caméras ont deux ISO natifs :

Sony FX30 :
 ISO Natif 1 : 100 (Standard)
 ISO Natif 2 : 3200 (Double Natif !)
 
 Signification :
 - ISO 100-1600 : Comportement de bruit normal
 - ISO 3200 : Second point idéal (électronique optimisée)
 - ISO 1600-3200 : Zone de transition (bruit plus élevé)
 - ISO 3200+ : Bruit ISO élevé normal
 
 En pratique :
 Pour la basse lumière : Utiliser l'ISO 3200 (pas 1600)
 Les profils de bruit sont plus propres à 3200

Voir aussi

• Double ISO Natif – Approche étendue de la Base ISO
• Sensibilité ISO – Fondamentaux de l'ISO
• Technologie des capteurs – Physique de l'ISO
• Plage dynamique – Influencée par la Base ISO
• Filtre ND – Alternative au changement d'ISO
• Mesure de l'exposition – Utilisation pratique de la Base ISO