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Bases Photographiques
La formation d'images à partir de la lumière à l'aide d'un sténopé fut décrite pour la première fois
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par Aristote (IV av. JC). Cet appareil a été très utilisé au XV par les artistes de la Renaissance pour
leurs peintures : il prend alors le nom de camera obscura (chambre noire). Deux perfectionnements lui
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ont été ajoutés au XVI pour accroître la netteté de l'image : la lentille optique (Jérôme Cardan, 1550)
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et le diaphragme (Daniele Barbaro, 1530). Au XVIII , on chercha à fixer l'image obtenue. Après un
siècle d'essais infructueux, la première photographie fut prise par Joseph Nicéphore Niepce en 1827
sur une plaque d'étain recouverte de bitume de Judée (en réalité, il s'agissait d'une héliographie, sorte
de photogravure). En 1839, les principes de la photographie sont présentés par Daguerre à
l'Académie des sciences sous le nom de daguerréotype (plaque d'argent). Puis, Fox Talbot créa un
procédé concurrent avec développement, le calotype. Ensuite d'autres procédés virent le jour, avec de
nombreuses améliorations : passage du métal au verre, puis au papier, diminution sensible des temps
de pose (de plus de 8 h en 1827 à moins de 3 s en 1847). Enfin, la création par George Eastman de
la firme Kodak en 1888 permit à tous de réaliser des photographies : films secs et en rouleaux,
appareils portables et simples d'emploi.
Constitution d'un appareil photographique reflex
Le reflex 24x36 mono-objectif représente le meilleur compromis entre la qualité des images,
l'universalité, la maniabilité, le prix et le nombre d'accessoires. Cependant, on peut leur reprocher leur
bruit, leur lenteur à déclencher (parallaxe de temps) et leur format de négatif, trop petit pour un grand
nombre d'applications (reproductions de grand format...).
Le principe du reflex est de présenter au photographe la vue exactement comme elle sera
enregistrée sur le négatif. En effet, contrairement aux autres appareils, la visée se fait à travers
l'objectif, grâce à un miroir mobile à 45°.
Reflex traditionnel en vue éclatée
Viseur
Le pentaprisme permet de viser et de cadrer. Il redresse l'image, inversée par le trajet à travers
l'objectif. Il est associé au verre de visée (en dessous), dépoli et sérigraphié, sur lequel se forme
l'image. Enfin, un oculaire permet d'adapter l'image à l'œil. Un viseur est caractérisé par sa luminosité,
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le type de verre de visée (dépoli uniforme, quadrillé...), sa couverture (en % de la surface du négatif)
et son dégagement oculaire (distance à laquelle l'image se forme, en mm ; plus la valeur est élevée,
moins on aura besoin de coller son œil au viseur).
Obturateur
C'est un jeu de lamelles métalliques (ou rideaux sur les appareils plus anciens) qui permet de
laisser passer la lumière ou non. Lorsqu'on déclenche (prend une photo), l'obturateur s'ouvre puis se
referme. Le temps d'ouverture est nommé temps de pose : il s'échelonne de quelques secondes
jusqu'au 1/8000 s (selon les boîtiers). Les vitesses normalisées suivent une progression géométrique
de 1/2, ce qui permet de diviser par 2 la quantité de lumière à chaque valeur : 1 1/2 1/4 1/8 1/15 1/30
1/60 1/125 1/250 1/500... l'unité est la seconde. Le choix du temps de pose se fait selon la mobilité du
sujet à photographier.
Objectif
Ils sont interchangeables sur tous les reflex, mais
chaque marque a sa propre monture (à baïonnette
le plus souvent). Ses caractéristiques principales
sont sa distance foca-le (ou focale) et son ouverture
(voir
diaphragme).
Définition de la longueur
La
focale
focale d'une lentille
"normale" (qui
correspond à la perspective et à l'angle de champ de l'œil) en
24x36 est de 50 mm, soit à peu près la diagonale du négatif. Un
objectif de focale < 50 mm est nommé grand angulaire (ou grand
angle) et un de focale > 50 mm téléobjectif. Les focales
courantes s'échelonnent de 24 à 300 mm. La focale caractérise
l'angle de champ de l'objectif, mais aussi la perspective de
l'image.
Influence de la focale sur l'angle de champ
Il est nécessaire d'effectuer la mise au point (MAP) pour avoir
une photo nette. Les appareils modernes sont autofocus : la MAP
est automatique (faisceaux IR ou détection de phase) donc pas
de soucis. Sinon, pour s'assurer de l'exactitude de la MAP, les
boîtiers possèdent des dispositifs optiques.
Diaphragme
C'est une vanne à lumière. Il permet de régler le débit de
lumière qui va arriver sur le film. Typiquement, ils sont constitués
de fines lamelles de métal se chevauchant : il est alors nommé
diaphragme à iris et peut être comparé à l'iris de l'œil. Sa valeur
est appelée ouverture. L'échelle des ouvertures est une
progression géométrique de premier terme 1 et de raison V2 : les
valeurs sont 1 1.4 2 .8 4 5.6 8 11 16... Cette progression a été
choisie pour ses propriétés : à chaque graduation, la quantité de
lumière est divisée par 2 (plus le chiffre est grand, plus le trou est petit !). De plus, c'est une ouverture
relative à distance focale de l'objectif : soit n cette ouverture, F la focale de l'objectif (en mm) et d le
diamètre du diaph (c'est-à-dire le diamètre du faisceau lumineux), on a alors n = F/d. Une ouverture
de 4 sera notée 1:4 ou f/4. Le diaphragme est fixé selon la profondeur de champ désirée (zone de
netteté devant et derrière le sujet sur lequel la mise au point a été faite).
Films argentiques
Le format du négatif est de 24x36 mm sur des films perforés de 35 mm de large, dits films 135. Il
existe plusieurs types de films : négatif ou positif (diapositives), couleur, noir & blanc et même
infrarouge... de quoi satisfaire tout photographe ! Leur caractéristique commune est la sensibilité (ou
rapidité) : c'est la quantité de lumière nécessaire pour que le film soit correctement exposé. La
sensibilité s'exprime en ISO (anciennement en ASA). On trouve des films de 25 à 3200 ISO. Les
valeurs "courantes" sont 100, 200 et 400. La contrepartie de l'augmentation de la sensibilité est
l'accroissement sensible de la granulation du négatif. A chaque fois que la sensibilité double, la
quantité de lumière nécessaire est divisée par 2.
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Une autre caractéristique qui peut être importante est la température de couleur du film.
Typiquement, les films sont équilibrés pour la lumière du soleil, soit environ 5400 à 6000 K. On trouve
des films équilibrés pour chaque type d'éclairage artificiel (halogène, tungstène...), ce qui évite les
dominantes colorées (jaune par exemple).
D'autres formats sont disponibles pour les reflex (APS et 120), mais le choix est bien moindre que
pour les 135, car bien moins utilisés.
Les films sont maintenant tous codés DX : un jeu de contacts électrique sur le boîtier lui permet de
connaître la sensibilité du film. Si l'appareil ne possède pas ces contacts, l'utilisateur doit régler
manuellement la sensibilité sur l'appareil (à ne pas oublier !).
Maintenant, nous allons voir l'utilité des différents réglages de l'appareil.
l'Exposition
Comme nous l'avons vu plus haut, le film a besoin d'une certaine quantité de lumière. Cette
quantité de lumière est l'exposition (ou lumination). Elle est égale au produit de l'éclairement du
négatif (en lux) par le temps de poses (en seconde). Le diaphragme contrôle le débit de lumière, donc
l'éclairement, et l'obturateur joue sur le temps.
On appelle couple vitesse/diaphragme toute combinaison de ces deux valeurs qui donnera une
exposition correcte. En effet, on peut faire passer beaucoup de lumière pendant peu de temps ou bien
peu de lumière pendant longtemps. Par exemple, pour une rapidité donnée, les couples 1/250 f4 et
1/500 f2.8 sont parfaitement équivalents en terme d'exposition.
Désormais, tous les boîtiers possèdent un posemètre intégré. Celui-ci mesure la lumière réfléchie
par le sujet et donne à l'utilisateur un couple correct (en mode auto). Les autres modes sont : priorité
vitesse (le photographe choisi la vitesse, l'appareil trouve le diaph correspondant), priorité ouverture
(le contraire du précédent) et manuel (le posemètre ne fait qu'indiquer l'écart avec l'exposition
théorique).
Mais, si certains couples correspondent à la même exposition, la photographie finale sera toute
différente...
Influence de la vitesse
La vitesse influe sur la netteté des sujets mobiles. Si on veut figer un mouvement, il faut employer
une vitesse d'obturation rapide. Sinon, le sujet apparaîtra flou. D'autre part, l'utilisation de longues
focales sans pied peut provoquer un flou de bougé : ce n'est plus le sujet qui bouge, mais le
photographe, et la longue focale amplifie ce bougé. Une règle empirique donne comme vitesse
minimum à main levée (sans pied ni stabilisateur) l'inverse de la focale utilisée. Ainsi, avec un 200
mm, il ne faut pas descendre en dessous du 1/200 s. Les vitesses lentes (1/4 s et plus) sont utilisées
en faible lumière, car on est limité par l'ouverture maximale de l'objectif.
Influence de l'ouverture - profondeur de champ
La profondeur de champ (pdf) est la zone nette en avant et en arrière du sujet sur lequel est faite la
MAP. Plus l'ouverture choisie est grande (chiffre petit), plus la profondeur de champ est limitée.
Inversement, plus l'ouverture est petite, plus la pdf sera importante. La pdf est inversement
proportionnelle à la focale utilisée : plus la focale utilisée est courte, plus la pdf sera importante. La pdf
est proportionnelle à la distance de mise au point. Il est à remarquer que la zone de netteté se répartie
d'environ 1/3 en avant de la MAP et 2/3 en arrière.
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1/500 – f/2.8
1/60 – f/8
1/15 – f/16
Il faut donc composer entre la vitesse et l'ouverture pour obtenir l'image désirée : sur l'image de
gauche, le liquide est figé grâce à la vitesse élevée, mais la bouteille située à l'arrière plan est floue à
cause de l'ouverture ; l'effet contraire peut être observé sur l'image de droite.
Influence de la focale
Le changement de focale n'implique pas seulement un changement d'angle de champ : le choix de
l'objectif implique aussi un choix de perspective et de profondeur de champ. Les focales courtes
donnent une impression d'espace, alors que les longues focales compressent les perspectives. Les
longues focales limitent aussi la profondeur de champ.
28 mm
50 mm
135 mm
35 m
80 mm
200 mm
Les trois photographies ci-dessus ont été prises avec des focales différentes, mais en laissant au
sujet principal la même importance dans l'image (le photographe a reculé en augmentant la focale).
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Sur les photos précédentes, on voit l'évolution de l'angle de champ en fonction de la focale (point
de vue identique).
En photographie, on est à l'infini lorsque la distance qui sépare le film du sujet est d'au moins 1000
fois la distance focale de l'objectif. Sur le graphique ci dessus, la pdf arrière s'étend donc jusqu'à
l'infini.
Cette fois ci, la focale est fixe (50 mm) et on ferme le diaphragme. La mise au point est faite à 3 m.
La profondeur de champ augmente avec la fermeture du diaphragme.
Avec un objectif de 100 mm ouvert à f/8, la profondeur de champ très réduite à courte distance
augmente rapidement avec la distance de mise au point.
Mesure de la lumière
Tous les reflex modernes intègrent des circuits électroniques dans le but de faire la mesure de
lumière la plus juste. En effet, plus l'exposition s'écarte de la valeur nominale, moins on aura
d'information enregistrée : trop de lumière, et le film est surexposé (ou brûlé), pas assez, et il est
sous-exposé (ou bouché). La tolérance d'exposition (mesurée en diaphragme) dépend du type de film
(à titre indicatif : -0.5 à +0.3 en inversible, -0.5 à +1 en négatif). Ainsi, il existe 4 modes de mesures :
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1.Matricielle (ou multizone ou évaluative) : l'image est divisée en zones (de 2 à des milliers) et
la détermination de l'exposition se fait selon le contraste des zones et leur répartition dans
l'image, par comparaison avec une banque de donnée ;
2.Intégrale à prédominance centrale (ou centrale pondérée) : la mesure est effectuée
uniformément sur toute l'image, mais accorde plus d'importance au centre ;
3.Sélective : la mesure porte uniquement sur une zone de l'image (7-8 %) ;
4.Spot : idem, mais sur 2 ou 3 %.
La mesure de lumière est réalisée à l'ouverture maximale de l'objectif (diaphragme couplé). Sur
des appareils anciens, la mesure s'effectuait à diaphragme réel avec comme avantage la visualisation
de la profondeur de champ en continu, mais en assombrissant la visée. Sur certains appareils, on
peut cependant vérifier la pdf à l'aide d'un testeur de profondeur de champ (il ferme le diaph à la
valeur choisie).
Les capteurs de lumière sont situés contre le pentaprisme ou dans le bas du boîtier, couplés au
détecteurs AF (mesure pondérée en fonction de la zone de MAP), la lumière étant renvoyée par un
miroir secondaire (fixé au miroir principal).
En effet, il est assez facile de tromper certains appareils, en cas de contre-jour par exemple : la
cellule de mesure est éblouie par la lumière très forte, elle indique de fermer le diaph (ou augmenter la
vitesse…). Résultat, les zones ayant une luminosité moyenne (typiquement le sujet principal) n'ont
pas reçu assez de lumière et sont noires sur la photo. Solution : surexposer de +1 à +2, ou mieux,
faire une mesure spot sur le sujet principal.
Prendre une photo
La prise de vue comporte deux opérations principales : le choix du cadrage et la prise de vue. Pour
le cadrage il n'existe pas de règles, mais certains usages permettent d'avoir une certaine esthétique :
1.ne pas essayer de vouloir en dire trop sur une seule photo, isolez le sujet principal ;
2.éviter de centrer le sujet principal ;
3.attention aux zooms : zoomer ne remplace pas le déplacement du photographe : une longue
focale réduit l'angle de champ, mais aussi la perspective !
Pour la seconde partie, c'est plus technique :
1.cadrer l'image, choisir son point de vue et son objectif ;
2.faire la mise au point ;
3.mesurer la lumière, choisir le couple et donc l'exposition ;
4.déclencher (après avoir armé le déclencheur et avoir avancé le film, si le boîtier est manuel).
Maintenant, c'est l'appareil qui travaille :
- remontée des miroirs (principal et
secondaire) ;
- fermeture du diaphragme ;
- ouverture de l'obturateur ;
- réouverture du diaph et descente du
miroir.
Obturateur
Les obturateurs modernes sont dits focaux et sont composés de deux jeux de lamelles
métalliques. Deux modes de fonctionnement existent, selon la vitesse adoptée. Pour les vitesses
lentes (jusqu'à la vitesse dite synchro X, cf. plus bas), le premier jeu de lamelles s'abaisse (le négatif
est alors exposé sur toute sa surface), puis le second jeu s'abaisse, empêchant la lumière de passer.
Le temps de pose correspond alors à la durée séparant le départ des trains de lamelles. Pour avoir
accès à des vitesses plus hautes, les deux trains de lamelles se suivent à vitesse constante, et c'est
l'écart entre elles qui détermine le temps de pose.
Flash
La vitesse de synchronisation X correspond à la vitesse maximum à laquelle l'obturateur est
totalement ouvert (de 1/60 à 1/250 suivant le boîtier). C'est donc la vitesse maximum d'utilisation du
flash. En effet, la durée de l'éclair d'un flash est très courte (de l'ordre du 1 / 10 000 s ou moins) et doit
avoir lieu lorsque l'obturateur est totalement ouvert.
Un flash électronique émet une lumière voisine de 6000 K. Il est utilisé lorsque la quantité de
lumière n'est pas suffisante, mais aussi en plein jour, pour réduire le contraste (débouchage des
ombres ou fill-in). Il est caractérisé principalement par sa puissance (ou nombre guide : NG) : NG =
portée x ouverture (pour 100 ISO). Des automatismes aident à l'exposition en jouant sur la durée de
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l'éclair : elle est déterminée soit par un computer : le flash affiche les couples portée/diaphragme à
utiliser et l'éclair est coupé grâce à une cellule située sur le flash ; soit en mode TTL (through the lens)
: une cellule interne à l'appareil mesure la quantité de lumière directement sur le film pendant
l'exposition et envoie l'ordre au flash de couper l'éclair (beaucoup plus juste que le computer).
Il est très fortement conseillé, lorsque c'est possible, de diriger l'éclair vers un réflecteur (mur,
plafond…) qui diffusera la lumière. En effet, le gros inconvénient du flash est d'être une source quasi
ponctuelle de lumière : ceci provoque des ombres disgracieuses et un fort contraste.
Depuis quelques années, apparaissent des flashes à synchro rapide (jusqu'au 1 / 12 000 s) : ils
émettent en réalité plusieurs éclairs de petite puissance pour exposer la totalité du négatif.
L'exposition est alors entièrement automatique… Les capteurs TTL des appareils sont maintenant
couplés aux capteurs multizones des appareils (ceux-ci étant couplés aux capteurs AF), augmentant
ainsi la précision de l'exposition, avec en plus un bref pré éclair qui permet l'analyse de la scène par
l'appareil.
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