Photo et robinets
- 1. Préambule.
Faire de la photographie est souvent déroutant pour un débutant et souvent vous êtes déçus par le résultat obtenu. Vos clichés sont trop sombres ou trop clairs, ou manquent tout simplement de nuances. A toutes ces raisons une grande partie est due un problème de robinet !
En photographie le robinet s’appelle diaphragme Voir Figure 1
Figure 1
Tout le monde sait à présent que pour faire de la photographie il faut de la lumière. En règle générale pour la photo extérieure on attend le soleil ou on utilise un flash et il vaut mieux avoir trop de lumière que pas assez. Nous verrons plus loin l’explication.
Bien entendu ici cela n’exclue pas de photographier un jour de pluie sous un ciel « flamand » ou la pénombre d’un sous bois.
Cet article fait référence à du matériel photographique dit « grand public » et à un photographe débutant cherchant à comprendre des rudiments de technique photographique pour améliorer ses photos.
Cela dit, les lois de l’optique et de la technique photo restent les mêmes quel que soit l’appareil utilisé. Ce qui change avec l’emploi des appareils sophistiqués ou « professionnels » est qu’ils permettent de régler manuellement chaque paramètre de la prise de vue là ou les appareils « grand public » se contentent parfois d’un « mode P », mode expert qui prend en charge tout les paramètres de la prise de vue.
- 2. Problème de robinet :
Imaginez que vous soyez en train de faire du plâtre, une pâtisserie, de la peinture … il vous faut de l’eau ! Le résultat de votre entreprise dépend de l’exacte quantité d’eau et vous n’avez pour la mesurer qu’un récipient soigneusement choisis en fonction de son volume. Figures 2 & 3
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| Figure-2 | Figure-3 |
Pour remplir ce récipient vous disposez d’un robinet Figures 4 & 5 dont la taille si elle ne vous est pas imposée est choisie une fois pour toute durant l’opération et d’un chronomètre. Figure 6
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Figure 4 |
Figure 5 |
Figure 6 |
Trop d’eau ou pas assez et le résultat sera compromis. Nous voici contraints de jouer avec les paramètres à notre disposition,
L’ouverture du robinet. - Le volume d’eau en fonction du récipient préalablement choisis.
- Le temps de remplissage car nous ne maitrisons pas la pression dans le tuyau.
C’est donc une règle de trois
Débit du robinet en fonction de l’ouverture |
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= Quantité d’eau dans le récipient |
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Temps de remplissage |
En conclusion pas assez d’eau ou trop d’eau ne produiras jamais le résultat escompté !
- 3. Lumière et Photographie.
La comparaison est donc à faire ici avec la photographie.
- La lumière remplace l’eau.
- Le diaphragme tient lieu de robinet
- Le temps de pose choisis sur votre appareil remplace le chronomètre.
- La sensibilité du film est ici le volume du récipient à remplir exactement.
Ouverture du diaphragme |
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= Quantité de lumière sur la surface sensible |
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Temps de Pose |
Trop de lumière « délaye » les couleurs ou « brule » les photos, tandis que pas assez les assombris ou au pire vous ne voyez que du noir.
NB : Si votre photo est floue, les causes sont ailleurs !
- 4. La sensibilité du film ou du capteur :
Avant de nous intéresser au diaphragme, faisons un arrêt obligatoire sur le film car c’est le style de photos mais aussi les conditions de la prise de vue que l’on veut faire qui conditionne le choix du film ou du moins sa sensibilité à la lumière exprimée en ISO (International Standard Organisation)
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Elle est universellement à présent définie par la norme ISO 5800:1987 Cette norme a remplacé les anciennes normes de dénomination ASA (American Standards Association)
La norme ASA est, américaine et linéaire alors que la norme et DIN est allemande et logarithmique
A présent en les combinant on obtient par exemple, un film qui « valait » ASA 200 (24° sur l'échelle DIN) vaut : ISO 200/24°. Dans l'usage courant, on ne retient souvent que la première valeur. L’emploi de la norme DIN à été délaissée par la profession des photographes mais elle existe toujours pour les puristes car elle facilite parait’ il les calculs d’exposition.
NB: Plus la valeur de la sensibilité est élevée, plus la pellicule (ou le capteur) est sensible à la lumière, et donc plus la quantité de lumière nécessaire à une exposition correcte est faible.
Ainsi une pellicule de 200 ISO est’ elle deux fois plus sensible à la lumière que sa petite sœur de 100 ISO
Le premier point à retenir ici est que pour vos photos dynamiques prises en vacances à la plage en plein soleil il vaut mieux choisir 100 ou 200 ISO alors que les photos autour du sapin de Noel à la lumière du lustre seront plus certainement réussies (avec ou sans flash) avec 400 voir 800 ISO !
Les photos prises avec une sensibilité basse auront des couleurs plus saturées et vous y distinguerez plus de détails, alors que celles prises avec une pellicule sensible auront plus de grain donc moins de détails visibles. La remarque précédente s’applique aussi dans une certaine mesure à la photographie numérique. Nous verront plus loin toutes les explications.
La gamme des sensibilités d’une pellicule ou d’un capteur va donc de 25 ISO à 5000 ISO selon une échelle linéaire ou la sensibilité double à chaque fois. Cela n’exclue pas de trouver selon les fabricants des valeurs intermédiaires. ….25, 32, 40, 50, 64, 100, 160, 200 ….1600 … 5000.
L’avantage des appareils numériques et que l’on peut changer à tout moment la sensibilité du capteur et donc le style de photo.
Faire par exemple 10 photos en plein soleil avec un réglage à 100 ISO et l’instant d’après faire des photos à l’ombre ou à l’intérieur en 400 ISO. Cette souplesse là n’était que difficilement possible avec une pellicule argentique et nécessitait des acrobaties et un certain savoir faire au développement du film et au tirage des photos. Elle est quasi impossible avec un film de diapositives !
- 5. Lumière et ouverture du diaphragme
Depuis l’avènement des objectifs modernes et aussi du numérique le réglage qui se faisait par une bague sur l'objectif , .tel que sur la Figure 8B
Avec l'avancement des technologies ,le diaphrgme s'est lui aussi motorisé pour permettre l'automatisme. La bague à disparue et le réglage du diaphragme se fait à présent grace à une molette et / ou un menu sur l’appareil car il n'y à plus de bague de réglageVoir Figure 8A
Les valeurs d’ouverture sont elles aussi normalisées selon la norme ISO. On parle d’ouverture focale exprimée universellement avec l’abréviation f/x. Ou x signifie la fraction d’ouverture par rapport à 1 qui délivre par définition la quantité de lumière reçue par l’œil humain. Voir Figure 7
L’échelle est logarithmique car selon les lois de l’optique chaque valeur contigüe représente la moitié ou le double de lumière admise par rapport à la valeur en référence.
Ainsi entre f/1.4 et f/2.8 il est admis sur le film ou le capteur 4 fois MOINS de lumière. VoirFigure 7
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Figure 7 |
Plus l’ouverture maximale d’un objectif se rapproche de f/1 plus il est imposant en taille, en diamètre et bien entendu en poids.
Une chambre photographique est comme une pièce de maison ; Il y entrera d’autant plus de lumière que son ouverture sur l’extérieur est grande. Plus l’ouverture est grande plus il vous sera facile de photographier dans de mauvaises conditions de lumière.
L’objectif est dit dans ce cas lumineux et en général le prix de ce bijou d’optique et de technologie est directement proportionnel à ses performances. Personne n’a jamais réalisé de chef-d'oeuvre photographique avec « un cul de bouteille » !
Pour information : Au monde il n’existe au catalogue du marché tous fabricants d’objectifs confondus que 4 ou 5 objectifs qui ouvrent à f/1
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Figure 8A |
Figure 8B |
Les objectifs grand public sont généralement des zooms dits « trans-standards » dont la luminosité varie avec la distance focale de f/2.8 à f/5.6
Les lois de l’optique font que avec de tels objectifs, plus on se rapproche du sujet grâce à la fonction zoom moins on admet de lumière sur la surface sensible (Film ou capteur).
Les objectifs dit « zoom professionnel » de focale 400, 500… 800 sont de véritables tuyaux de poêle et leur ouverture descends très rarement en dessous de f/4 quand ce n’est pas f/5.6 !
Conséquences pour l'emploi de ces super zooms,
- Vitesse lente recommandée pour éviter le flou de bougé
- Vitesse lente imposée par manque de lumière
Ce qui implique l’utilisation du pied photographique ou à défaut de choisir une sensibilité du film ou du capteur adaptée.
- 6. Le temps de pose
Les vitesses d’obturation parfois appelées temps de pose ont elles aussi été normalisées selon la norme ISO Elles sont exprimées en minutes, secondes ou fraction de seconde. Les appareils de grande qualité permettent des temps d’exposition allant de la pose /B jusqu’à 1/5000 s de seconde. Figure 9
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Figure 9 |
NB : ne pas confondre 2 et .2 la deuxième vitesse signifie 0,2 secondes est donc dix fois plus rapide que la première qui elle se rapproche plus de la pose !
En règle générale les photographes expérimentés n’aiment pas trop travailler avec des vitesses en dessous du 1/125 s car cela suppose plus d’attention pour éviter le flou de bougé surtout quand on travaille à main levée.
Une règle éprouvée nous dit que
v=1/d
v = vitesse en seconde, d = distance focale en mm
Cela valant pour les prises de vue "à main levée" (sans pied). Par exemple 1/200 s avec un 200 mm
Cela à l’unique condition que le film soit assez sensible et la lumière présente en conséquence.
Les éventuels mouvements du sujet et de la distance du photographe influent ça vas de soi sur la vitesse de prise de vue.
- 1/30 pour un objet statique ou une nature morte.
- 1/60 s pour un portrait,
- 1/125 s pour un paysage,
- 1/250 s pour un sportif à distance moyenne,
- 1/1500 s pour figer une action rapide ou le passage d'une automobile.
Quand on utilise un flash extérieur sur la griffe de l’appareil, la vitesse d’obturation sera au moins égale ou supérieure à la vitesse de synchronisation du flash quel que soit le modèle du flash utilisé. Typiquement 1/125 s.
Dans le cas d'un flash intégré à l'appareil; La vitesse de prise de vue se synchronise généralement sur la vitesse du flash.
- 7. Les automatismes
Les appareils ont énormément évolués depuis 20 ans et les progrès techniques et technologiques sont continus. Au départ ils étaient équipés d’un posemètre sous la forme d’une simple cellule en silicium qui mesurait la lumière et une aiguille ou un indicateur vous signalait la bonne exposition. Puis ce fut l’avènement des premiers réflexes TTL (Tough The Lens) ou la mesure se fait à travers l'objectif.
Les cellules des appareils à mesure TTL de lumière sont devenues de véritables calculateurs programmables et on sait à présent faire une mesure matricielle de la lumière en 1 ou 100 points de la photo telle qu’elle sera prise.
Les appareils professionels sont équipés à présent de un voir plusieurs « ordinateurs » hyperspécialisés qui analysent en quelques dixième de seconde jusqu’à une centaine de points lumineux sur la photo et en déduisent les meilleurs réglages à faire.
Il est devenu très difficile de prendre en défaut le mode programme mode P des appareils modernes. Sauf dans des cas extrêmes les photographes se passent désormais d’une mesure de la lumière faite avec un posemètre à main.
Il existe Cinq modes principaux d’exposition communs à tous les appareils et désormais aussi les Pockets et quelques autres qui sans être exotiques rendent parfois la photo plus facile quand on en maitise la signification. Figure 10
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Le mode P (Programme) Assez proche du mode auto à l’exception près que vous pouvez apporter quelques modifications. L’appareil photo règle automatiquement la vitesse et le diaphragme et vous laisse la possibilité de modifier, selon les modèles, le réglage de l’exposition, la balance des blancs, le type de lumière ou encore le collimateur AF...
Certains appareils photo numériques possèdent une version du mode P appelée Programme variable et permettant de choisir une combinaison différente de vitesse/diaphragme. En gros vous obtenez toujours une bonne exposition mais vous pouvez privilégier la profondeur de champ (vitesse lente et petit diaphragme) ou bien figer une action (grande vitesse et grande ouverture).
Ce mode est donc idéal pour passer du mode automatique destiné aux débutants à celui des modes à priorités. Il vous guidera tout en vous laissant une certaine liberté de création |
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Ce mode va donc vous permettre d’obtenir l’effet que vous souhaitez sur un sujet en action (sport, animaux, enfants…). En effet, vous allez pouvoir geler l’action avec une vitesse rapide (1/500 sec par exemple) ou bien donner une sensation de vitesse (effet de filé) avec une vitesse lente (1 sec par exemple). Bien sur la profondeur de champ est plus ou moins importante selon la vitesse. Si votre vitesse est élevée, la profondeur de champ sera réduite et inversement. Notez également que ce mode n’est pas recommandé pour les photographies nocturnes. En effet le mode priorité Vitesse permet de capturer des images qui ont une exposition équivalente à celle que voit l’œil humain, il vous sera donc impossible de vous servir de la vitesse (et donc d’une longue exposition) pour obtenir des images plus lumineuses… Vous serez, dans ce cas, obligé de passer en mode manuel. |
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Afin de maîtriser au mieux la zone de netteté de votre image (et donc sa profondeur de champ), il faut toujours garder à l’esprit qu’une grande ouverture (f/2,8 par exemple) permet d’obtenir une profondeur de champ réduite. Une grande ouverture est donc préférable pour les portraits ou pour la macrophotographie. Ainsi vous l’aurez compris, une faible ouverture (f/22 par exemple) vous permettra d’obtenir une grande profondeur de champ, idéale pour les paysages. |
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Ce mode est à conseiller dans deux cas précis : |
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Figure 10 |
- 8. Indice de Lumination
Lumination exprimé en IL est le terme équivalent du terme anglophone « EV » qui signifie Exposure Value.
Pour bien comprendre ce qu’est un IL, il faut se se souvenir de ce que nous avons vu plus haut pour les vitesses d’obturation et les ouvertures possibles qui sont normalisées.
On passe d’une vitesse entière à la suivante en divisant grosso modo par 2 la valeur de la première vitesse. Nous obtenons la suite suivante ou 1 seconde correspondant à la première vitesse : le reste s'en suit 1 s, 1/2 s, 1/4 s, 1/8 s, 1/15 s, 1/30 s, 1/60 s, 1/125 s, 1/250 s, etc...
La quantité de lumière qui arrive sur la pellicule de votre appareil est donc multipliée par 2 ou divisée par 2 à chaque « cran de vitesse ».
De même, pour les ouvertures du diaphragme, on passe d’une ouverture entière à la suivante en multipliant ou divisant sa valeur par 2
Soit 1.4, la valeur de la première ouverture. 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, etc,
La quantité de lumière qui arrive sur la pellicule de votre appareil est donc multipliée par 2 ou divisée par 2 à chaque « cran d’ouverture ».
Nous ne tiendrons ici pas compte des vitesses et ouvertures intermédiaires qui compliquent inutilement la compréhension de la signification des IL
Constance de l'exposition
La quantité de lumière reçue par la pellicule, est donc la même que l’on prenne une photo au 1/250 s avec une ouverture à f/2.8 ou que l’on prenne une photo au 1/15 s avec une ouverture à f/11… On multiplie par 16 la durée d’exposition mais, de l’autre côté, on divise par 16 la quantité de lumière qui passe par l’ouverture entre f/2.8 et f/11. Il faut bien que le robinet et le chonomètre servent !
L’exposition est strictement identique du point de vue de la théorie , mais la photo sera sûrement très différente !
Si vous photographiez un oiseau au 1/250 s, (Style Road Runner) il y a de grandes chances que celle-ci soit nette (mais sauf s'il est empaillé) elle ne le sera pas au 1/15 s… La profondeur de champ ne sera pas non plus la même entre une ouverture à f/2.8 et une ouverture à f/11.
La notion d’IL permet donc de traduire la constance de l’exposition en fonction du couple (ouverture / vitesse).
Le principe est de passer des vitesses et des ouvertures avec un mode d' échelle logarithmique à un mode de calcul décial simple et intuitif.
On à associé une fois pour toutes la valeur IL 0 à une photo prise avec une sensibilité de pellicule ou de capteur 100 ISO à ouverture f/1 et temps de pose de 1s !
Une fois cette correspondance mathématique établie, l’indice de luminance est obtenu à partir de la formule simple suivante :
IL = TV + AV
Rappel : TV la vitesse d’obturation, AV la valeur de l’ouverture. IL désignant ici l’indice de luminance qui est donc simplement l’addition de la vitesse et de l’ouverture
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Figure 11 |
Le tableau de la Figure 11 donne les indices de luminance pour une sensibilité de 100 ISO. Pour 200 ISO par exemple, vous ajoutez 1 aux valeurs des IL... et vous ajoutez 2 si 400 ISO, etc….
- 9. Conclusion
J’espère qu' à présent vous prendrez de beaux clichés en vous disant que la technique photographique c’est très bien et qu’il convient de l’oublier ! Il vaut peut être mieux consacrer ses neurones à la créativité.