Pourquoi la lumière LED clignote sur les vidéos de smartphone
Une vidéo d’anniversaire : la hotte éclaire le gâteau, mais sur l’écran, des bandes sombres traversent la scène. Dans la pièce, la lumière semble pourtant parfaitement stable.
Filmer sous une lampe LED, c’est parfois découvrir sur l’image des effets que personne ne remarque dans la pièce : vibrations, bandes sombres, lumière qui pulse. Ce phénomène ne dit rien d’un défaut matériel. Il signale une différence de fonctionnement entre ce que l’œil humain perçoit et ce qu’un capteur numérique enregistre.
Ce décalage rend perplexe. On s’attend à ce que la caméra montre la réalité telle qu’on la voit. Pourtant, elle révèle une part cachée du quotidien : la lumière, en apparence constante, est en fait saccadée à l’échelle de la milliseconde. Beaucoup pensent à un bug ou à un problème de lampe, alors qu’il s’agit d’un simple effet d’interaction technique.
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Créer un compteLe clignotement ultra-rapide des LED
Une LED ne brille pas en continu. Elle s’allume et s’éteint des dizaines ou centaines de fois par seconde, suivant le rythme du courant électrique. Steve W. Webb (The Physics of Medical Imaging) montre que ce clignotement suit la fréquence du secteur (50 ou 60 Hz). L’œil humain ne le perçoit pas, car il fusionne ces éclats rapides en une lumière stable.
Mais le capteur du smartphone, lui, balaye la scène ligne par ligne, à une cadence propre (rolling shutter, décrit dans les livres blancs Sony). Si le rythme du balayage ne colle pas exactement à celui de la LED, certaines lignes sont captées quand la LED est allumée, d’autres quand elle est éteinte. À l’image, cela crée des bandes sombres ou un effet de « tremblement ».
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L’Institut Fraunhofer (rapport 2017) précise que la perception humaine lisse ces fluctuations, sauf dans des cas extrêmes. Les capteurs numériques, eux, sont insensibles à ce lissage : ils enregistrent chaque micro-variation, d’où l’écart entre ce que l’on voit à l’œil nu et ce que capture la caméra.
La lumière stable qui ne l’est pas
Dans la cuisine, tout paraît normal ; sur la vidéo, la lumière danse. Ce n’est ni la LED, ni le smartphone qui est en faute. Ce sont deux horloges différentes qui se croisent : la pulsation invisible de la LED et la cadence du capteur. Leurs battements, parfois synchrones, parfois non, dessinent cette lumière qui n’existe que sur écran.
Quand le phénomène s’accentue ou disparaît
Plus la fréquence de la LED est basse, plus les bandes sont visibles. Un variateur d’intensité mal conçu peut réduire la fréquence et aggraver l’effet. L’inverse se produit avec des LED de haute qualité ou des lampes dotées d’un filtrage : le clignotement est alors trop rapide pour être saisi, même par la caméra. Le mode vidéo choisi importe aussi : filmer au ralenti accentue souvent ces bandes, car le rythme de capture ne s’aligne presque jamais avec celui de la LED.
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Dans certaines vidéos, les bandes se déplacent lentement ou changent de taille quand on modifie l’angle de la caméra ou le réglage de la lumière. Ce n’est pas un hasard : chaque réglage modifie la façon dont les deux rythmes se superposent.
LED : lumière problématique ou simple effet visuel ?
Certains chercheurs, comme ceux de l’Institut Fraunhofer, soulignent que ce clignotement peut avoir un effet sur la fatigue visuelle dans certains cas extrêmes, mais que la plupart des LED modernes minimisent ce risque pour l’œil humain. D’autres, notamment dans l’industrie vidéo (Sony), estiment que l’essentiel du problème n’existe qu’en capture numérique, et que pour l’usager quotidien, la lumière reste inoffensive et stable. Le débat porte donc sur l’importance à accorder à un phénomène réel mais invisible hors caméra.
Le clignotement des LED filmées vient du décalage entre la pulsation rapide de la lumière et la lecture en ligne du capteur.