Apprentissage de la photographie

Apprentissage de la photographie – maitriser les bases de la photographie numérique, présentation des fondamentaux


L’appareil photo numérique (APN) est constitué d’un boîtier et d’un objectif.

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Le boîtier

Les “organes” principaux du boîtier numérique sont :

  • le capteur photosensible, qui est chargé de convertir la lumière en signaux électriques. Un système électronique traite l’ensemble de ces signaux qui sont numérisés, puis stockés sur une carte mémoire sous la forme d’un fichier numérique.
  • le miroir, incliné de 45°, qui redirige la lumière vers le pentaprisme et qui, au moment de la prise de vue, va se relever pour laisser passer la lumière directement vers le capteur photosensible à travers l’obturateur.
  • le pentaprisme, qui permet de remettre l’image à l’endroit et d’observer ainsi directement la lumière telle qu’elle sera reçue par le capteur.
  • l’obturateur, qui s’ouvre comme un “rideau” pendant la durée de la pose choisie.

L’objectif

Il est constitué de plusieurs lentilles de verre mobiles et se caractérise par sa focale f exprimée en mm. Elle  est liée à l’angle de champ qui est est d’autant plus grand que la focale est courte.

Un objectif peut être :
  • à focale fixe. Exemple: 50 mm (angle de champ de 46°).-
  • à focale variable : zoom Exemple : 70-200 mm (angle de champ variant de 34° à 12°).

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Le coefficient de recadrage

Tout dans un appareil photo numérique fonctionne de la même façon que dans un appareil photo argentique, à ceci près que le capteur et l’électronique de traitement de l’image remplacent la pellicule. Or aujourd’hui, les capteurs numériques ont pour la plupart une taille inférieure à celle d’une pellicule. Par conséquent, avec un même objectif, on obtiendra avec un appareil photo numérique une portion plus petite de la scène photographiée et donc un angle de champ plus faible qu’avec un appareil photo argentique. On dit qu’il existe un coefficient de recadrage.

Par exemple, les capteurs les plus répandus sur les appareils reflex ont une dimension de 16 mm x 24 mm (format APS-C) à comparer au format d’une pellicule standard : 24 mm x 36 mm. Dans ce cas, le coefficient de recadrage vaut 1,5.
Les  appareils photo hauts de gamme ont un coefficient de 1 ; à l’opposé, les compacts ont un coefficient de 6 ou plus, c’est-à-dire un capteur de très petite taille.

 

La focale équivalente

Si l’angle de champ est 1,5 fois plus faible, l’image enregistrée correspond à celle qui aurait été prise avec une focale plus grande d’un facteur 1,5. La focale équivalente est donc 1,5 x f. La focale indiquée sur un objectif reste cependant la focale réelle de l’objectif. Dans le cas d’un capteur au format APS-C, un zoom 24-70 mm donne l’impression de couvrir le même champ qu’un zoom 36-105 mm monté sur un appareil argentique du type 24 x 36 ( comme en numérique, il existe de nombreux autres formats de pellicules que le 24 x 36).


Gammes de focales
 
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Les réglages

Les 4 réglages fondamentaux sont la mise au point, l’ouverture, la “vitesse” et la sensibilité.

La mise au point:

Faire la mise au point (MAP) (ou faire le point) consiste à positionner les différentes lentilles de l’objectif pour qu’un point choisi du sujet ait son image bien nette sur le capteur. La MAP peut se faire à la main en déplaçant une bague de réglage, mais les appareils photographiques modernes disposent tous d’un système autofocus (AF) souvent bien plus performant. L’AF s’effectue en appuyant sur le déclencheur à mi-course.
Dans le viseur, sont dessinés plusieurs petits carrés appelés collimateurs. Il est possible de sélectionner l’un de ces collimateurs sur lequel l’appareil effectuera la MAP ou de laisser l’appareil se charger de déterminer où faire la mise au point selon la scène photographiée.

Le diaphragme, l’ouverture, la profondeur de champ et le piqué:

Le diaphragme:

C’est un ensemble de lames métalliques mobiles formant un trou de forme quasi circulaire, dont le diamètre D est appelé ouverture. La quantité de lumière reçue par le capteur dépend de cette ouverture D. On définit le nombre d’ouverture par la relation : n = f / D.

Le nombre d’ouverture n’est donc d’autant plus petit que l’ouverture D = f / n est grande.

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Dans la suite de nombres ci-dessous, pour chaque changement de valeur, on double ou l’on divise par 2 la quantité de lumière entrante. On dit que l’on ouvre ou que l’on ferme d’un “diaph” (d’un EV ou encore d’un IL)

Sur un objectif est toujours indiquée l’ouverture maximale disponible :-

  • un “50 mm 1:1,8” est un objectif de focale 50 mm et d’ouverture maximale : D = f/1,8 = 28 mm ;-
  •  un “18-55 mm 1 :3,5-5,6” est un zoom de focale variable de 18 à 55 mm et d’ouverture maximale glissante : D = 18/3,5 = 5 mm à 18 mm et D = 55/5,6 = 10 mm à 55 mm ;-
  • un “17-55 mm 1:2,8” est un zoom de focale variable de 17 à 55 mm et d’ouverture maximale: D = f/2,8 à toutes les focales, c’est-à-dire de nombre d’ouverture constant n = 2,8.
  • Le choix de l’ouverture détermine la profondeur de champ (PDC) et influe sur le piqué.

 

La profondeur de champ

C’est l’étendue (en profondeur) de la zone nette de l’image.

  • la profondeur de champ est d’autant plus courte que:
    – le sujet photographié est proche;
    – la focale f est grande (petit angle de champ)
    – l’ouverture D est grande (petit nombre n). cf. figur

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Remarque : par rapport au point, la profondeur de champ se répartit à peu prêt à raison de 1/3 à l’avant du point et 2/3 à l’arrière. Le piqué d’un objectif est l’un des principaux critères de mesure de sa qualité. À une focale donnée, le piqué évolue avec l’ouverture suivant une courbe en cloche plus ou moins marquée.

Deux causes expliquent la perte de qualité aux ouvertures extrêmes :

  • la performance optique des lentilles est moins bonne sur les bords qu’au centre or, aux grandes ouvertures (ex : f/2), on utilise les bords des lentilles.-
  • aux petites ouvertures (ex : f/16), la diffraction par le petit trou formé par le diaphragme, devient visible.

 

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Il est donc intéressant de connaître l’allure de cette courbe pour l’objectif utilisé, afin de tirer le meilleur parti de son matériel selon le résultat souhaité.

La “vitesse” ou le temps d’exposition

La quantité de lumière reçue par le capteur dépend également de la durée pendant laquelle la lumière éclaire le capteur.
C’est le rôle de l’obturateur, qui s’ouvre pendant une durée réglable, au cours de laquelle le capteur est exposé. La durée pendant laquelle l’obturateur reste ouvert est ce que l’on appelle la “vitesse” ou le temps d’exposition ou le temps de pose, qui se mesure en secondes et qui peut varier de plusieurs heures à 1/8000ème s ! Notons que le terme de “vitesse” est un abus de langage, puisqu’une vitesse ne se mesure pas en secondes. On comprend cependant que pour un faible temps d’exposition, la vitesse de l’obturateur est grande.

Exemple : 1/2000 s est un temps court, qui correspond à une grande vitesse. Dans la suite de nombres ci-dessous, pour chaque changement de valeur, on double ou l’on divise par 2 la quantité de lumière entrante (modification d’un “diaph”, d’un EV ou d’un IL.

Attention : quand l’appareil indique un temps d’exposition de 250, cela signifie 1/250ème s. quand l’appareil indique un temps d’exposition de 3″, cela signifie 3 s

La sensibilité

Une fois que la lumière a atteint le capteur, elle est transformée en signaux électriques, que l’on peut amplifier électroniquement avec un gain réglable.Par analogie avec la sensibilité des films argentiques (chimiques), on exprime ce gain en ISO.

Dans la suite ci-dessous, pour chaque changement de valeur, on double ou l’on divise par 2 la quantité de lumière enregistrée (modification d’un “diaph” / d’un EV / d’un IL).

Cependant, plus la sensibilité est grande et plus la qualité de l’image se détériore. Du fait de la forte amplification, du bruit numérique apparaît sur l’image sous la forme de petits points colorés. Quand ce sera possible, on choisira donc en général la plus faible sensibilité de l’appareil. Nous verrons dans la partie C. que la “vitesse”, l’ouverture et la sensibilité sont trois paramètres intimement liés : ouvrir davantage ou ouvrir plus longtemps a la même répercussion en terme de quantité de lumière reçue par le capteur (exposition). Par contre le résultat sur la photographie ne sera pas du tout le même, comme le montrent les illustrations suivantes.

 

Illustrations 

 

Mise au point:

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L’exposition

La mesure d’exposition

Tous les appareils photos disposent aujourd’hui d’un système de mesure d’exposition automatique, qui analyse l’intensité lumineuse de la scène et la compare à une banque de données. À l’aide de cette mesure, l’appareil peut connaître, pour une sensibilité donnée, les couples “vitesse”/ouverture, pour lesquels l’exposition sera correcte. Le graphique ci-dessous indique, pour une scène donnée, les couples correspondant à une “bonne” exposition (ligne noire).

Exemple : les couples f/2 -1/250èmes et f/8 -1/15èmes correspondent à la même exposition.

  • On obtiendra:
    une surexposition (photo plus claire) soit en augmentant le temps d’exposition (ie : en diminuant la “vitesse”), soit en augmentant l’ouverture (ie : en diminuant le nombre n).
    une sous exposition (photo plus sombre) soit en diminuant le temps d’exposition (ie : en augmentant la “vitesse”), soit en diminuant l’ouverture (ie : en augmentant le nombre n).

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Les modes de mesure d’exposition

Le photographe peut définir la zone dans laquelle l’APN effectuera la mesure d’exposition

  • Mesures:
    –  matricielle ou intégrale : l’exposition est mesurée sur l’ensemble de la scène photographiée
    –  pondérée centrale : l’exposition est mesurée sur l’ensemble de la scène en accordant davantage d’importance à la zone centrale
    – spot : la mesure s’effectue précisément sur le collimateur sélectionné.

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Le mode automatique

Les appareils photos numériques  grand public disposent tous d’un mode automatique. Ce mode ne laisse que très peu de liberté au photographe, mais donne presque toujours un résultat techniquement satisfaisant. Le photographe compose sa photo en choisissant le point de vue, la focale et le cadrage. L’ APN mesure l’exposition et choisit le couple temps d’exposition/ouverture. Si nécessaire, il adapte la sensibilité et fait fonctionner le flash intégré.

Les modes scènes
  • Les modes scènes (portraits, paysages,…) sont des modes automatiques, mais l’APN est “prévenu” du type de scène et il va donc pouvoir s’y adapter plus facilement.
Le mode P (Program)
  • C’est un mode automatique, mais cette fois, le photographe peu choisir lui-même la sensibilité et décider d’employer ou non le flash. Le photographe peut cependant choisir de décaler le réglage proposé par l’APN suivant la droite 0 EV (cf. graphique du C.1.)
Le mode A (Aperture) ou Av :
  • Priorité à l’ouverture, Le photographe choisit lui-même la sensibilité et l’ouverture. L’ APN choisit le temps d’exposition adaptée d’après la mesure de lumière.
Le mode S (Speed) ou Tv :
  • Priorité à la “vitesse”Le photographe choisit lui-même la sensibilité et le temps d’exposition. L’ APN choisit l’ouverture adaptée d’après la mesure de lumière.
  • Le photographe choisit lui-même la sensibilité, le temps d’exposition et l’ouverture. L’ APN indique cependant au photographe si le couple temps d’exposition/ouverture choisi est conforme à sa mesure de lumière, mais le laisse libre de son choix
Le mode M (Manuel):
  • Le photographe choisit lui-même la sensibilité, le temps d’exposition et l’ouverture. L’ APN indique cependant au photographe si le couple temps d’exposition/ouverture choisi est conforme à sa mesure de lumière, mais le laisse libre de son choix

suite de cet article – Comment prendre une photo ?


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