Cours photo 3 – Techniques de base

Ce cours est dédié à l’apprentissage des bases de la prise de vue. Pour commencer, il faut se rappeler qu’un appareil photo n’est rien de plus qu’une boîte à lumière munie d’un objectif qui concentre les rayons lumineux vers un plan focal et d’une surface photosensible (film, papier argentique, capteur numérique) qui enregistre la lumière sur ce plan focal. Lorsque l’on prend une photo, un obturateur s’ouvre dans l’appareil qui laisse passer la lumière vers cette surface photosensible, et se referme quand la pose est terminée.

Bref, tous ces appareils…

Many_camera

 

…Ne sont que des chambres noires ! Munies d’un objectif, et d’un obturateur – C’est tout de même plus pratique.

CamaraOscura petit

images Wikimedia commons

 

 

Dès lors, le travail du photographe est d’utiliser à bon escient l’objectif en recherchant le meilleur cadrage : l’objectif est un ensemble de lentilles en verre ou polycarbonate qui permet de diriger la lumière vers le plan focal. On parle d’ailleurs aussi de focale, car on définit l’angle de vue par la distance focale, c’est-à-dire la distance entre la lentille frontale et le plan focal, où les rayons lumineux se croisent. Les lois de l’optique font que plus un objectif a une longue focale, plus l’angle de vue est réduit (téléobjectif), et inversement, plus la focale est courte, plus l’angle de vue est large (grand-angle). Les objectifs vont ainsi du fish-eye de quelques millimètres de longueur focale (vue à 180°) au quasi-télescope supérieur à 1000mm (angle de vue de quelques degrés seulement), en passant par les objectifs standard ; il est considéré que ces objectifs « standard »,  proches de la vision humaine, sont ceux où la longueur focale est proche de la longueur diagonale de la surface photosensible : pour un capteur ou une pellicule de format 24*36mm, de diagonale ~43mm, les objectifs de 35 à 50mm sont ainsi généralement considérés comme « standard ». Ce sont d’ailleurs les moins chers pour une qualité optique donnée, car les plus simples à fabriquer. En-deçà, il s’agit d’un grand-angle, au-delà, d’un téléobjectif. Il est à noter que le grand-angle tend à déformer les perspectives et les objets, tandis que les téléobjectifs présentent une profondeur de champ (cf ci-dessous) plus faible, des perspectives ramassées et un risque de bougé plus grand (cf partie « vitesse d’obturation »).

En même temps que le cadrage, le photographe s’assure d’obtenir la meilleure lumière et que l’appareil enregistrera la bonne quantité de lumière, c’est-à-dire avec une bonne exposition (de la surface photosensible à la lumière). Il y a pour cela trois paramètres principaux, qui sont liés entre eux : l’ouverture du diaphragme, la vitesse d’obturation et la sensibilité.

L’ouverture du diaphragme tout d’abord, détermine – avec la vitesse d’obturation – la quantité de lumière qui entre au niveau de l’objectif. Le diaphragme est une sorte d’iris, comme dans l’œil, qui peut s’ouvrir et se fermer pour laisser passer plus ou moins de lumière. L’ouverture est notée f:n ou f/n avec n la valeur d’ouverture. Le f correspond à la focale car « ouvrir à f:8 » par exemple signifie physiquement parlant ouvrir le diaphragme de telle façon que le diamètre soit égal à la « focale » (distance focale : 50mm pour un objectif 50mm par exemple) divisée par 8. C’est ce qui explique ce symbole : ou / entre le f et le n, qui n’est autre que le symbole de la division.

Lenses_with_different_apetures220px-Iris.eye.225px

 

 

 

 

 

(photos Wikimedia commons)

Cette division explique deux choses contre-intuitives :

– Plus le nombre n augmente, plus l’ouverture du diaphragme diminue ! Ainsi ouvrir à f:4 par exemple permet de laisser rentrer plus de lumière qu’ouvrir à f:8. On comprend aisément que moins il y a de lumière, plus le diaphragme doit être ouvert (et donc plus le nombre n doit être petit)

– L’échelle n’est pas linéaire. Ainsi, ouvrir à f:4 plutôt qu’à f:8 ne fait pas passer deux fois plus de lumière à travers l’objectif mais 4 fois plus. Car la surface d’ouverture évolue avec le carré du rayon, donc du diamètre ! Souvenez-vous… Pour un cercle, la surface vaut S = πR², soit S = πD²/4 Pour laisser entrer deux fois plus de lumière qu’à f:8, on « ouvre » ainsi à f:5,6. Si l’objectif fait 50mm dans notre exemple, la surface d’ouverture sera donc de (50/8)²/4 soit 9,77 mm² dans un cas, (50/5,6)²/4 soit 19,93mm² dans l’autre, soit un rapport de 1 à 2 – A quelques centièmes près, mais on comprendra que pour des raisons évidentes de simplicité, on évite de donner les chiffres d’ouverture avec trois chiffres après la virgule !

Au-delà de sa fonction de régulateur de lumière entrante, l’ouverture du diaphragme joue aussi deux rôles importants :

– Sur la qualité d’image : une ouverture trop grande ou trop petite nuit au « piqué » de l’image, c’est-à-dire à sa netteté : l’objectif donne en général le meilleur de lui-même dans les valeurs d’ouverture moyenne, de f5,6 à f11 par exemple. Les tests d’objectifs publiés sur internet ou dans les magazines comprennent généralement une courbe de piqué en fonction de l’ouverture ; cette courbe est un critère important de choix d’objectif ! D’autres paramètres sont affectés par l’ouverture, à savoir principalement la déformation géométrique, le vignettage (inhomogénéité de la lumière sur la arrivant sur la surface sensible, avec un effet d’assombrissement dans les coins) et l’aberration chromatique (bandes de couleur apparaissant sur les contours des objets).

– Sur la profondeur de champ : c’est la zone de netteté de l’image. Plus l’ouverture augmente (donc plus le nombre n diminue), et plus des zones de flou vont apparaître dans l’image, derrière et devant la zone nette. Cela est simplement lié aux lois de l’optique que nous ne détaillerons pas ici. Il suffit de retenir que pour obtenir une netteté maximale, on va chercher à « fermer » au maximum (nombre n élevé), et inversement pour obtenir un effet d’arrière-plan et/ou d’avant plan flou, en portrait par exemple, on va « ouvrir » au maximum. Avec la contrepartie que nous venons d’énoncer, qui est une perte de qualité optique en allant vers ces extrêmes. Chaque photographe fait alors son propre compromis.

Jonquil_flowers_at_f5Jonquil_flowers_at_f32 Profondità_di_campo_-_Diaframma

Images Wikimedia commons

La vitesse d’oburation ou temps de pose permet aussi de régler la quantité de lumière qui arrive sur la surface sensible ; alors que le diaphragme joue sur la géométrie, c’est ici le temps qui entre en scène. Tant que l’obturateur – de fines lamelles conçues pour pouvoir s’ouvrir et se fermer très vite – est fermé, aucune lumière n’arrive sur la surface photosensible. De façon très évidente, plus l’obturateur de l’appareil photo reste ouvert longtemps, c’est-à-dire plus la pose est longue, plus une quantité importante de lumière arrive jusqu’à la surface photosensible. L’alliance du temps de pose et le diaphragme, ou le « couple diaphragme-vitesse », permet de régler « l’exposition » (de la surface photosensible à la lumière), c’est-à-dire de prendre des photos dans quasiment toutes les conditions de lumière, du contre-jour le plus lumineux à la nuit la plus noire. Le temps de pose est également d’utilisation contre-intuitive ; il est souvent noté, surtout sur les réflex, « 250 » pour 1/250è de seconde, « 125 » pour 1/125s, etc. Par contre, diviser ou multiplier par deux le temps de pose a pour effet de diviser ou multiplier par deux la quantité de lumière, de façon tout à fait intuitive.

Mais le temps de pose influe aussi autrement sur l’image finale :

– Une vitesse « lente », c’est-à-dire un temps de pose long, entraîne un risque de flou de bougé : petit moyen mnémotechnique, celui-ci a plus de chances de survenir si le n de la vitesse d’obturation 1/n est inférieur à la focale de l’objectif. Par exemple si l’objectif est un 50mm, une vitesse de 1/50 de seconde est la limite du flou de bougé : en tenant correctement son appareil, pour une vitesse de 1/125 s, la photo devrait être nette (125>50). Par contre, pour une vitesse de 1/10 s (10<50), gare au flou ! C’est ce qui se passe notamment, lorsque, avec un appareil en mode automatique, l’on prend une photo de nuit à main levée. L’appareil ouvre le diaphragme au maximum et augmente le temps de pose pour compenser la faible luminosité ambiante. Il est alors utile d’utiliser un trépied pour s’assurer que l’appareil photo est bien stable pendant la prise de vue.

– On règle aussi la vitesse d’obturation pour maîtriser les effets de mouvement, que ce soit un mouvement de l’appareil, du sujet, ou les deux. Ainsi, sur la première de ces deux images prises depuis l’avant d’un train, le temps de pose est de 1/25è de seconde, avec un trépied pour éviter le flou de bougé du au tremblement du photographe. La deuxième image est réalisée, toujours sur trépied, avec un temps de pose deux fois plus long, à 1/13s. Pour l’exercice, la même ouverture de diaphragme a été utilisée, ce qui explique que la deuxième photo est deux fois plus claire, car deux fois plus de lumière a eu le temps de passer à travers le diaphragme – pour obtenir la même luminosité que sur la première, il aurait fallu « fermer d’un diaphragme », ce qui signifie diviser par deux la surface de l’ouverture du diaphragme (passer de f/1,8 à f/2,8 dans ce cas précis).

Sur le chemin du travail_BRU3914

L’effet de mouvement est plus important sur la seconde image, mais le mouvement relatif des trains se fait sentir, le train n’est plus tout à fait net en raison du temps de pose trop long. L’effet de vitesse est donc aussi un compromis : Veut-on figer l’eau qui coule d’une cascade avec un temps de pose très court ? Ou au contraire d’obtenir un doux « filé » avec un temps de pose très long ? Jusqu’à quel point peut-on suivre ce cycliste sans trembler, pour donner l’impression de mouvement ? Comme souvent en photographie, c’est l’expérience qui fera prendre certaines habitudes techniques, liées à des goûts propres à chacun. Certaines images ne sont parfois pas possibles en raison de choix qui ne peuvent permettre d’exposer correctement la photographie : par exemple, on ne peut pas à la fois utiliser un temps de pose long et une grande ouverture (faible profondeur de champ) en plein soleil, et inversement un temps de pose court et une faible ouverture (grande profondeur de champ) en pleine nuit.

Le couple diaphragme-vitesse se règle, sur la plupart des appareils, de quatre façons différentes, avec les modes P, A, S et M. P pour Programme (automatique), A pour Aperture ou « priorité ouverture » où l’on ne règle que l’ouverture, l’appareil se chargeant de trouver la vitesse d’obturation adéquate pour une bonne exposition. S pour Speed ou « priorité vitesse », où l’on règle la vitesse tandis que l’appareil trouve la bonne ouverture (dans les limites de ce qui est physiquement possible), et M pour Manuel, où l’on règle les deux paramètres soi-même.

Dernier paramètre, la sensibilité renvoie directement à la réaction du support photosensible à la lumière. Plus la sensibilité augmente, plus pour une luminosité donnée de la scène, l’image sera claire. A l’inverse, plus la sensibilité diminue, toutes choses égales par ailleurs, plus l’image sera dense (sombre). l’échelle est linéaire et s’exprime en ISO, en référence au système ISO de normalisation internationale : ainsi 200 ISO est deux fois plus sensible que 100 ISO et deux fois moins sensible que 400 ISO.

Physiquement, le phénomène est assez simple, comme le décrivent les images suivantes :

100_as10 petit image212 petit800_as12 petit
A gauche, la situation d’un capteur (ou, schématiquement, d’un film) à 100 ISO. Chaque carré représente un « photosite », qui est l’unité de base du capteur numérique, chaque photosite correspondant à un pixel, ou un grain d’argent photosensible. Chaque photosite ou grain d’argent reçoit suffisamment de photons pour être excité, ce qui sera traduit en intensité lumineuse et en couleur. Au milieu, le même capteur ou film avec huit fois moins de lumière y parvenant. Si l’on garde une sensibilité de 100 ISO, l’image sera très sombre, car les photosites ou grains d’argent n’auront pas été suffisamment excités. La solution est donc d’obtenir l’excitation d’une plus grande surface par une même quantité de lumière (schéma de droite).

On comprend intuitivement que si « monter en sensibilité » est pratique en cas de faible lumière et/ou de couple diaphragme-vitesse l’imposant (court temps de pose pour figer un instant et faible ouverture pour obtenir dans le même temps une grande profondeur de champ par exemple), cela entraîne une moindre qualité d’image car l’information lumineuse reçue par le support photosensible est plus limitée ; dans le cas du film, les grains d’argents des pellicules à haute sensibilité sont plus gros, donc l’image moins définie – on dit ainsi que le « grain » est plus visible. Dans le cas du capteur numérique, l’information manquante est interprétée, ce qui conduit au « bruit » numérique avec une image moins définie, comportant une colorimétrie moins fiable et un contraste plus élevé. Malgré des progrès énormes dans ce domaine, ces effets sont toujours visibles : à moins de les rechercher, on préfèrera donc se placer toujours à la sensibilité la plus faible possible.

Voilà, vous savez tout. Maintenant, il n’y a plus qu’à s’entraîner en utilisant une table de correspondances de ce type ! elle donne, pour un IL (indice lumineux) donné entre -6 et 18, à une sensibilité donnée, tous les couples diaphragme-vitesse possibles. Monter ou descendre d’un IL équivaut à multiplier ou diviser par deux la luminosité de la scène. Exemple : pour un IL de 14 (beau temps), avec une sensibilité de 100 ISO, en restant dans la même ligne du tableau, on peut utiliser les couples suivants pour que la scène soit correctement exposée : 1/8000s à f:1,4, 1/4000s à f:2, 1/2000s à f:2,8, etc. Sachant que le couple le plus couramment utilisé sera 1/250s à f:8. Pour rappel, dans le tableau, 8000 ne signifie pas 8000 secondes mais 1/8000 s, 4000  désigne 1/4000s, etc.

S’il y a de la neige, l’indice lumineux de la scène va passer vers la valeur de 16, soit quatre fois plus lumineux. Il faut donc laisser entrer quatre fois moins de lumière. Soit, au lieu de 1/250s à f:8, 1/250s à f:16, ou 1/1000s à f:8, ou 1/500s à f:11, ou… A vous de jouer !

Charte-dexposition-1

Retour page générale

Leave a Reply