Le mot "Photographie" signifie "dessin lumineux" en Grec.
Par définition,
la photographie permet de créer une image en captant la lumière
constituant le sujet.
Cette lumière, qu'elle soit naturelle comme le soleil, ou bien artificielle
comme les lampes et le flash est le coeur de la prise de vue.
La lumière d'apparence blanche est, en réalité, composée
d'une gamme de couleurs allant du violet vers le rouge comme on peut le constater
sur un arc-en-ciel. Newton, en 1669, réalise la décomposition
de la lumière blanche à l'aide d'un prisme. Cet étalement
de couleurs est appellé "spectre".
Le spectre est composé de 3 zones dominantes : le Bleu, le vert et le rouge. Avec ces trois couleurs, il est possible de reconstituer toute la gamme du spectre en dosant chacune d'elles. On appelle cela la "selection trichrome".
La lumière solaire subit des variations lors de son entrée dans l'atmosphère terrestre. Lorsque l'atmosphère est pure comme en mer ou en haute montagne, les radiations bleues sont beaucoup plus nombreuses que les radiations rouges. A l'inverse, quand la lumière du soleil parcours une plus grande distance à travers l'atmosphère, les radiations bleues sont atténuées par les poussières ou la brumes et les radiations rouges sont prédominantes. C'est le cas lors d'un couché de soleil. Celui-ci à une teinte beaucoup plus rouge que lorsqu'il est au zénith.
En photographie,
lors d'une prise de vues, on doit tenir compte de la couleur de la lumière
qui éclaire le sujet. Cette "température couleur", s'exprime
en Kelvins
(0 Kelvin = zéro absolu = -273°C). Elle désigne les différentes
teintes de la lumière.
Les films utilisés réagissent à cette température de couleur. Ainsi un film lumière du jour (daylight) réagit à 5500K tandis qu'un film lumière artificelle (tungstène) réagit à 3200K.
Voici quelques exemple
d'éclairages associé à leur température couleur
:
Bougie : 1500K
Ampoule classique 100W : 2900K
Ampoule classique 200W : 3000K
Projecteur tungstène : 3200K
Lumière du jour, Flashes éléctronique : 5500K
Ciel : 7000K
L'appareil photographique est l'outil qui va permettre au photographe d'enregistrer une image. Quel que soit son prix, sa taille, sa marque, l'appareil photo est toujours composé au minimum des organes suivants :
- Un objectif : Composé de plusieurs lentilles, il va reproduire l'image de la scene située devant lui.
- Un diaphragme : Mécanisme qui va déterminer la quantité de lumière à laisser entrer.
- Un obturateur : Mécanisme qui va déterminer le temps nécessaire d'ouverture pour laisser entrer une certaine quantité de lumière.
- Un système de visée : Permet de voir et de régler la scène qui sera photographiée.
- Un système de mise au point : Mécanisme permettant de régler la netteté de l'image.
- Un système de capture de l'image : Element réagissant à la lumière sur lequel est exposée la scène photographiée (négatif, diapositive, capteur photosensible, etc...).
- Un système de stockage de l'image : Support sur lequel les photos sont stockés après chaque prise de vue (négatif, diapositive, carte mémoire, etc...).
- Une chambre noire : Boitier étanche à la lumière où est situé le système d'enregistrement de l'image.
Il est composés de plusieurs lentilles positionnées dans une structure cylindrique. Une bague permet de déplacer les lentilles afin d'obtenir la netteté souhaitée de l'image. On retrouve plusieurs informations sur l'objectif dont, en général, la marque, la distance focale, l'ouverture maxi.
Lorsque l'objectif est réglé sur l'infini, la distance entre son centre optique et le plan de projection (le système de capture de l'image) s'appelle la distance focale.
L'angle de vue d'une scène est directement proportionnelle à distance focale de l'objectif (voir shéma ci-dessous).
Ainsi, si l'on prend un sujet situé à 10m avec une focale de 50mm, l'angle de vision de la scene sera deux fois grand avec un 25mm et deux fois plus petit avec un 100mm.
- Les focales normales
On dit d'une focale qu'elle est normale lorsque la diagonale de son format est proche la distance focale de l'objectif.
Par exemple : pour un 24 x 36, la focale normale est de 24²+36²= 1872² soit racine carré de 1872 = 43.26mm.
La focale normale pour du 24 x 36 (appelé aussi 35mm) est donc de 43,26mm que l'on arrondit à 50mm.
La focale normale donne une image dont l'échelle est sensiblement identique à celle perçue à l'oeil nu.
- Les focales courtes
Appelés aussi grands angulaires, les objectifs à focales courtes sont des objectifs dont la distance focale est plus courte que la focale normale.
Ces objectifs ont un angle de vue plus large que celui d'une focale normale.
- Les focales longues
Appelés aussi téléobjectifs, les objectifs à focales longues sont des objectifs dont la distance focale est plus grande que la focale normale.
Ces objectifs ont un angle de vue plus fermé que celui d'une focale normale.
- Les focales variables
Appelés aussi zoom, les objectifs à focales variables sont des objectifs ou il est possible de faire varier
la distance entre les lentilles et le plan de projection selon le besoin.
Leur plage de focales est indiquée sur l'objectif comme par exemple : 28-80mm.
- Rapport de focale entre numérique et argentique
Comme nous l'avons vu plus haut (voir les focales normales), la focale normale dépend du format utilisé.
En numérique, la diagonale des capteurs est beaucoup plus petites que celle des supports argentiques.
Donc si l'on place un objectif 50mm argentique sur un appareil numérique, l'angle de vue sera plus petit (voir shéma ci-dessous).
Ainsi, pour obtenir un cadrage identique à un argentique (en gardant le sujet toujours à la même distance), il faudra utiliser une focale plus courte sur le numérique.
Comme les capteurs sont de tailles différents selon les modèles, les constructeurs indiquent toujours l'équivalence au 35mm (format le plus répandu).
Prenons l'exemple de l'EOS 350D. Le constructeurs indique un rapport de 1.6.
Cela signifie que mon objectif 50mm argentique sera équivalent à 50 x 1.6 = 80mm sur mon EOS 350D.
Le shéma ci-dessous illustre bien ce rapport. Nous avons placé une lentille à 50 mm des plan de projection du 35 mm (en marron) et du capteur (en bleu).
On voit bien que l'angle de vue du capteur est de 30,3° ce qui correspondant bien à un 80mm argentique (voir distance focale).
Il est situé dans l'objectif, il permet de doser la quantité de lumière que l'on souhaite laisser entrer
dans l'appareil photographique. La taille d'ouverture du diaphragme est représentée par le nombre f/ (à ne pas
confondre avec la distance focale). Les tailles les plus courantes sont (par ordre croissant) :
f/1.2 |
f/1.4 |
f/2 |
f/2.8 |
f/3.5 |
f/4 |
f/5.6 |
f/8 |
f/11 |
f/16 |
f/22 |
La profondeur de champ est distance allant du premier plan net (Ppn) au dernier plan net (Dpn) du sujet sur une image.
Quatres paramètres influent sur la profondeur de champ :
- La distance focale de l'objectif (F).
- L'ouverture du diaphragme (f).
- La distance du sujet (D).
- La valeur du cercle de confusion (cdc).
Qu'est-ce que les cercles de confusion ?
Se sont deux points placés l'un à coté de l'autre sur le support photosensible de manière à ce que leurs bords se touchent sans avoir d'écart ni se chevauchent.
La valeur du cercle de confusion correspond au diamètre mesuré sur le support de ces points lorsque ceux-ci apparraisent nets sur le papier.
Selon Zeiss et Sinar, la valeur de ce point correspond à 1/1730ème de la diagonale du format.
Exemple : Pour un format 24x36, nous avons donc 24²+36²= 1872² soit racine carré de 1872 = 43.26.
Donc le diamètre de confusion serait 43.26 / 1730 = 0.025mm.
Dans la réalité, des mesures ont été effectuées de manière à attribuer une valeur pour un format donné.
Le problème se complique un peu plus depuis l'arrivée des appareils photos numériques (APN). En effet, les supports sont des capteurs photosensible intégrant des millions de pixels.
Les fabricants diminuant sans cesse la taille des capteurs tout en augmentant la quantité de pixels, on se retrouve donc avec des cercles de confusion plus petit qu'un support négatif et dont les valeurs varient selon le type de ces capteurs.
On peut dire de manière générale que les valeurs de cercle de confusion varient de 0.018mm à 0.03mmm pour les reflex numériques et de 0.004mm à 0.008mm pour les compacts numériques.
Vous trouverez quelques valeurs de cdc dans le tableau ci-dessous :
| Format du négatif | Valeur cdc (en mm) |
| 35 mm | 0.033 |
| APS | 0.025 |
| 6x45 cm | 0.05 |
| 6x6 cm | 0.06 |
| 6x7 cm | 0.65 |
| 5x4 inch | 0.15 |
| 10x8 inch | 0.3 |
| Format du numérique | Valeur cdc (en mm) |
| CANON 1Ds | 0.03 |
| CANON 1D/ 1D mark II | 0.023 |
| CANON 10D/ 20D/ D30/ D60/ 300D/ 350D | 0.019 |
| CANON Powershot A10/ A20/ A30/ A40/ A60/ A70/ A75/ A85/ A300/ A310/ A510/ A520/ S1IS/ S110/ S200/ S230/ S300/ S330/ SD10/ SD20/ SD100/ SD110/ SD200/ SD30/ SD400 | 0.005 |
| NIKON D1H/ D1X/ D2H/ D2Hs/ D2X/ D70 /D100 | 0.02 |
| NIKON Coolpix 2000/ 2500/ 3100/ 3200/ 3500/ 3700/ 4100/ 4800/ 5600/ 775/ SQ | 0.005 |
| SIGMA SD9/ SD10 | 0.018 |
| Casio Exilim EX-S2/ EX-P505/ EX-Z30/ EX-Z40/ EX-Z50/ EX-Z55/ EX-Z57 | 0.005 |
| Fujifilm Finepix 30i/ A120/ A203/ A303/ A330/ A340/ A345/ A350/ E500/ E510 | 0.005 |
| Konica Minolta Dimage 7/ 7i/ 7Hi/ A1/ A2/ A200 | 0.008 |
| Olympus C-3020/ C-3040/ C-4000/ C-4040Z/ C-50/ C-55/ C-5500/ C-60/ C-70/ C-7000/ C-5000/ C-5050/ C-5060/ C-7070/ D-40/ E-100 RS/ | 0.006 |
| Pentax Optio 30/ 33WR/ 43WR/ 33LF/ 50/ 230/ 330GS/ MX4/ S/ S4i/ S5i/ S5n/ S30/ S40/ S50/ SV/ X/ WP | 0.005 |
| Sony Cyber Shot DSC-P3/ DSC-P5/ DSC-P7/ DSC-P9/ DSC-P10/ DSC-P73/ DSC-P93/ DSC-P100/ DSC-P120/ DSC-P150/ DSC-P200/ DSC-S75/ DSC-S85/ DSC-V1/ DSC-V3/ DSC-W1/ DSC-W5 | 0.006 |
Pour calculer la profondeur de champ, nous avons besoins de la distance hyperfocale.
L'hyperfocale est la distance minimum au delà de laquelle tout est net lorsque l'objectif est réglé sur l'infini.
Voici la formule :
Attention à utiliser la même unité pour tout le calcul. D, F et cdc s'expriment soit en mm, soit en m.
H = F²/(f x cdc)
L'hyperfocale permet de déterminer le Ppn et le Dpn.
Ppn = (H x D)/(H + D)
Dpn = (H x D)/(H - D)
La différence des deux nous donne la profondeur de champ :
Pdc = Dpn - Ppn
Le calculateur ci-dessous vous permet d'obtenir instantanément l'hyperfocale, le premier plan net (Ppn), le dernier plan net (Dpn) et la profondeur de champ totale selon les paramètres donnés.
Il se situe devant la chambre noire, parfois sur l'objectif, parfois directement dans le boitier. C'est un rideau qui va s'ouvrir pendant un temps donné afin de laisser entrer la lumière.
On appelle ça la "vitesse d'obturation".
Les vitesses d'obturation généralement utilisées sont :
1 seconde, 1/2 s, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/60, 1/125,
1/250, 1/500, 1/1000 et 1/2000ème de seconde.
Dans certains cas comme les photos de nuit, ces temps peuvent aller de 30 secondes jusqu'à plusieurs minutes. On appelle ceci des "poses longues".
Il permet au photographe de cadrer et d'avoir une visualisation de l'image qui sera enregistrée.
Il existe plusieurs types de visées, les plus répandues chez le grand public étant les visées reflex et les visées optiques.
La visée optique se trouve sur la plupart des appareils photos de construction simple (comme les jetables). C'est un petit cadran situé au dessus de l'objectif.
On trouve dans ce cadran un rectangle correspondant à l'image qui sera réellement enregistrée puisque le cadran ne se situe pas directement dans l'axe de l'objectif.
Contrairement à la visée optique, la visée reflex restitué exactement l'image qui sera enregistrée grace à un miroir placer entre l'obturateur et l'objectif.
Ce miroir renvoi la scène sur un prisme qui retranscrit l'image dans le viseur. Lors du déclenchement, le mirroir se lève pour laisser passer la lumière vers l'obturateur.
On évalue la taille d'une image numérique au nombre de ses Octets.
Rappel : 8 bits = 1 Octet donc pour une image "classique" en 24 bits, on à 3 Octets.
Ces 3 Octets définissent la couleur d'un pixel.
Ainsi, pour une image prise avec mon appareil numérique CANON IXUS 400 (4 millions de pixels) en haute résolution (2272 x 1704), on obtient 3 871 488 de pixels soit une taille de :
3 871 488 x 3 (nombre d'Octets par pixel) = 11 614 464 Octets ou 11,6 Mo.
Une image en 4 millions de pixels non compréssée (le format TIFF est un format non compréssé) pésera donc 11,6 Mo.
Les dimensions d'une image dépendent de la taille à laquelle les pixels sont affichés.
Rappel : La résolution d'une image se mesure en dpi (points par pouce, de l'anglais dot per inch).
A savoir : 1 inch = 2,5 cm.
Donc pour mon exemple ci dessus, les dimensions de mon images seront sur mon écran d'ordinateur de :
2272 / 72 dpi (résolution d'un écran d'ordinateur) = 31,5 inch soit 31,5 x 2,5 = 78,8 cm pour la largeur.
1704 / 72 = 23,6 inch soit 23,6 x 2,5 = 59,1 cm pour la hauteur.
Pour du format papier, la taille sera de :
2272 / 300 dpi (résolution minimum pour une impression photo) = 7,57 inch soit 7,57 x 2,5 = 18,9 cm pour la largeur.
1704 / 300 dpi = 5,68 inch soit 5,68 x 2,5 = 14,2 cm pour la hauteur.
Le JPEG est une norme mise au point à la fin des années 1980 par un groupe d'experts (Joint Photographic Expert Group)
nommés par les organismes nationaux de normalisation et des industries.
C'est un format de compression dit "Non entropique", c'est à dire qu'il ne conserve pas la qualité des images initiales.
Rappel : La couleur d'un pixel est codées par un nombre compris entre 0 et 255. (Pour info, 0 = Noir et 255 = Blanc).
Pour compresser une image en JPEG, on utilise la "Transformation par DCT (Transformée en Cosinus Discrète) sur des blocs de 8 x 8 soit 64 pixels
puis on en extrait la moyenne.
Ainsi, la moyenne trouvée est utilisée dans la formule DCT, pour ensuite être quantifiée puis codée.