Support de cours.
L’appareil photo est une simple camera obscura (chambre obscure) qui permet d’obtenir l’image inversée de ce qui se trouve à l’extérieur. À l’origine, un simple sténopé (petit trou percé sur la face avant de la chambre) permettait d’obtenir une image suffisamment nette (mais pas très claire). Un objectif (comportant une ou plusieurs lentilles) permet d’obtenir une image plus nette et plus claire qu’un simple sténopé. L’objectif est monté sur un soufflet ou comprend une monture qui permet d’effectuer la mise au point. L’objectif comprend un diaphragme qui permet d’en régler l’ouverture, et donc d’obtenir une image plus ou moins claire. L’appareil photo comprend enfin un obturateur qui permet de contrôler le temps de pose.
Le choix commence par le celui de l’appareil photo (et donc du format) et de l’objectif (et donc de la focale). Ces choix déterminent la perspective qu’on obtient (angle de champ, cadre) et en partie la profondeur de champ.
Les réglages de l’appareil photo sont : le réglage de la distance, le réglage de l’ouverture de l’objectif et le réglage du temps de pose. La profondeur de champ dépend du format, de la distance focale, de la distance du sujet et du réglage de l’ouverture.
Le réglage de l’exposition dépend de l’éclairement du sujet et de la sensibilité du film ou du capteur. Il comprend le réglage de l’ouverture de l’objectif et le réglage du temps de pose. Le réglage de l’ouverture détermine en partie la profondeur de champ. Un temps de pose court permet de figer le mouvement.
Distance focale de l’objectif
La distance focale d’un objectif est la distance du centre optique de l’objectif au plan de l’image lorsque la mise au point est réglée à l’infini (lorsqu’on obtient l’image nette d’un objet situé à l’infini). Compte tenu du format de l’image, la distance focale d’un objectif détermine l’angle de champ, qu’on peut mesurer dans le sens de la hauteur (H), de la largeur (L) ou bien de la diagonale (⌀) de l’image.
Focale normale
On considère qu’une image est faite pour être vue à une distance approximativement égale à sa diagonale. Soit par exemple :
- 30 cm pour une image de 18 × 24 cm,
- 50 cm pour une image de 30 × 40 cm,
- 5 m pour une affiche de 4 × 3 m.
De même, on considère comme « normale » une focale approximativement égale à la diagonale de l’image, soit par exemple 43 mm environ pour le format 24 × 36 mm.
Le tableau suivant donne les angles de champ qu’on obtiendrait, pour le format 24 × 36, avec une focale « normale » de 43 mm :
Focale | H | L | ⌀ |
---|---|---|---|
43 mm | 31° | 45° | 53° |
Soit un angle de champ de 45° mesuré dans le sens de la largeur – cet angle pouvant être considéré comme un angle de champ « normal ».
Angle de champ
Le tableau suivant donne, pour le format 24 × 36, les angles de champ qu’on obtient avec les focales les plus courantes :
Focale | H | L | ⌀ |
---|---|---|---|
18 mm | 67° | 90° | 100° |
20 mm | 62° | 84° | 94° |
21 mm | 59° | 81° | 92° |
24 mm | 53° | 74° | 84° |
28 mm | 46° | 65° | 75° |
35 mm | 38° | 54° | 63° |
40 mm | 33° | 48° | 57° |
45 mm | 30° | 44° | 51° |
50 mm | 27° | 40° | 47° |
55 mm | 25° | 36° | 43° |
60 mm | 23° | 33° | 40° |
70 mm | 19° | 29° | 34° |
85 mm | 16° | 24° | 29° |
90 mm | 15° | 23° | 27° |
105 mm | 13° | 19° | 23° |
120 mm | 11° | 17° | 20° |
135 mm | 10° | 15° | 18° |
Formules
Diagonale c d’un rectangle de côtés a et b :
c = √(a² + b²)
Angle de champ α en fonction du format (hauteur, largeur, diagonale) et de la distance focale de l’objectif :
α = degres(atan(dimension de l’image ∕ 2 ∕ focale) × 2)
Cadre
La figure suivante permet de comparer, pour différents formats, le cadre qu’on obtient avec différentes focales :
La figure suivante permet de comparer, pour le format 24 × 36, les cadres qu’on obtient avec différentes focales :
La planche ci-dessous montre, pour un format 24 x 36 mm, des photographies prises du même point de vue avec des objectifs de différentes focales (21-500 mm) :
Perspective
Les figures suivantes montrent la perspective qu’on obtient avec différentes focales :
Les figures suivantes montrent « l’échelle relative des plans » ou « l’effet de profondeur » qu’on obtient avec deux focales différentes :
Les figures suivantes montrent le cadre qu’on obtient d’un même point de vue avec deux focales différentes :
Les figures suivantes montrent l’effet qu’on obtient en se rapprochant ou en s’éloignant du sujet, avec une même focale :
Les figures suivantes montrent l’effet qu’on obtient en changeant simultanément de focale et de point de vue pour conserver la même dimension du sujet situé au premier plan :
Résumé
La figure ci-dessous montre le rendu en perspective d’une scène avec deux objectifs différents, à des distances différentes :
Illustrations
Modifications de la perspective en fonction de la distance focale et de la distance de prise de vue. De gauche à droite : objectifs de 24, 50 et 100 mm.
Les réglages de l’appareil photo
Les principaux réglages sont : le réglage de la mise au point, le réglage de l’ouverture de l’objectif et le réglage du temps d’exposition (ou temps de pose).
À cela s’ajoute, pour les appareils équipés d’un posemètre intégré et les appareils numériques le réglage de la sensibilité.
Le réglage de la mise au point
La mise au point s’effectue en éloignant ou en rapprochant le centre optique de l’objectif du plan du film ou du capteur jusqu’à l’obtention d’une image nette.
Définitions :
- Le tirage optique est la distance du centre optique de l’objectif au plan du film ou du capteur.
- La distance focale est la distance du centre optique de l’objectif au plan du film ou du capteur lorsqu’on obtient l’image nette d’un objet situé à l’infini. Dans ce cas, le tirage optique est égal à la distance focale.
- L’allongement est la distance supplémentaire dont il faut éloigner l’objectif pour obtenir l’image nette d’un objet situé à une distance finie. Dans ce cas, le tirage optique est égal à la distance focale plus l’allongement.
N.B. : Certains objectifs sont « à mise au point interne ». Dans ce cas, la mise au point est assurée par un groupe optique dédié situé à l’intérieur de l’objectif (sans allongement apparent).
La bague de réglage de la mise au point comporte une échelle des distances. Exemple :
∞
10
5
3
2
1.5
1.2
1
0.9
etc.
Les distances sont indiquées en mètres (m).
Relations de conjugaison
Le tirage optique et l’allongement sont liées au réglage de la distance de mise au point par les relations de conjugaison.
Relation de conjugaison de Descartes (avec origine au centre optique) :
1/p + 1/p' = 1/f
Dans cette formule, f est la distance focale, p’ représente le tirage optique et p la distance de mise au point (du centre optique à l’objet).
Relation de conjugaison de Newton (avec origine aux foyers) :
x⋅x' = f²
Dans cette formule, f est la distance focale et x’ représente l’allongement.
Grandissement
Le grandissement est le rapport de la dimension de l’image sur la dimension de l’objet :
g = i / o
Dans cette formule, g est le grandissement, i représente la dimension de l’image et o représente la dimension de l’objet.
Le grandissement varie en proportion inverse de la distance.
Pour les formules voir la page Relations de conjugaison.
Le réglage de l’ouverture
L’objectif comprend un diaphragme circulaire permettant d’en réduire l’ouverture.
On appelle ouverture relative le rapport de la distance focale sur le diamètre du diaphragme. Soit par exemple : f/2 pour un objectif de 50 mm de distance focale et une ouverture de diamètre 25 mm (50 / 25 = 2).
L’échelle normalisée des valeurs d’ouverture relative est une progression géométrique de raison √2. Exemple :
1.4 | 2 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | 16 |
Sur cette échelle, f/1.4 est la plus grande ouverture et f/16 est la plus petite ouverture. La quantité de lumière qui traverse l’objectif est multipliée ou divisée deux dès qu’on passe d’une valeur à l’autre sur cette échelle. Un objectif dont l’ouverture est f/1.4 est deux fois plus lumineux qu’un objectif dont l’ouverture est f/2, quatre fois plus lumineux qu’un objectif dont l’ouverture est f/2.8, etc.
Le réglage de l’ouverture est l’une des composantes du réglage de l’exposition (l’autre étant le réglage du temps de pose). Le réglage de l’ouverture détermine aussi en partie la profondeur de champ.
Le réglage du temps de pose
L’appareil ou l’objectif est équipé d’un obturateur permettant de régler le temps de pose. L’échelle normalisée des valeurs du temps de pose est une progression géométrique de raison 2. Exemple :
1 | 2 | 4 | 8 | 15 | 30 | 60 | 125 | 250 | 500 | 1000 |
Sur cette échelle, 1 (une seconde) est le temps de pose le plus long et ‘1000 (1/1000e de seconde) est le temps de pose le plus court. La quantité de lumière qui atteint le film ou le capteur est multipliée ou divisée deux dès qu’on passe d’une valeur à l’autre sur cette échelle. Un temps de pose de 1/250e de seconde est deux fois plus rapide qu’un temps de pose de 1/125e de seconde, quatre fois plus rapide (environ) qu’un temps de pose de 1/60e de seconde, etc.
Le réglage du temps de pose est l’une des composantes du réglage de l’exposition (l’autre étant le réglage de l’ouverture). Un temps de pose court permet de photographier « à main levée » et de figer le mouvement.
Le réglage de la sensibilité
La sensibilité d’un film s’exprime en degrés ISO. La sensibilité de base d’un film courant est 100 ISO. Un film de 200 ISO est deux fois plus sensible qu’un film de 100 ISO. Un film de 400 ISO est quatre fois plus sensible, etc.
Les appareils argentiques sont pour la plupart équipés d’un posemètre intégré couplé aux réglages de l’ouverture et du temps de pose. Dans ce cas on dispose réglage permettant d’indiquer la sensibilité du film utilisé.
Dans le cas d’un appareil numérique, la sensibilité de base du capteur est couramment 100 ISO (similaire à celle d’un film). La sensibilité est généralement « réglable », par exemple dans une tranche de 100 à 3200 ISO ou plus. L’appareil peut aussi être configuré en mode « sensibilité automatique ». Le réglage à une sensibilité supérieure à la sensibilité de base du capteur, provoque en fait une sous-exposition, compensée par une amplification du signal. Le réglage à une sensibilité trop élevée conduit à l’apparition de bruit dans l’image.
Profondeur de champ
Dans l’espace de l’objet (ou de la scène), il n’existe théoriquement qu’un seul plan de netteté ; tout objet situé en avant ou en arrière de ce plan devrait être considéré comme flou. En pratique, en vertu d’une certaine tolérance de netteté, on admet deux limites situées en avant et en arrière du plan de netteté, entre lesquelles on considère que tout objet donne une image nette. On appelle profondeur de champ la distance qui sépare le premier plan net du dernier plan net.
Exemple pour le format 24 × 36 avec un cercle de confusion de diamètre 0,025 mm, une focale de 50 mm, une distance de mise au point de 5 m et une ouverture relative f/4 :
Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
---|---|---|
4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
Profondeur de champ = 6,25 – 4,17 = 2,08
Les objectifs d’appareil photo sont équipés d’une échelle de profondeur de champ indiquant la distance du premier plan net et la distance du dernier plan net en fonction de la distance de mise au point et de l’ouverture du diaphragme :
Distance hyperfocale
La distance hyperfocale (H) est la distance du premier plan net lorsqu’on fait la mise au point sur l’infini. Autrement dit, si on fait la mise au point sur l’infini, le sujet sera net de la distance hyperfocale (H) à l’infini :
Si on fait la mise au point sur la distance hyperfocale (H), le sujet sera net de la moitié de la distance hyperfocale (H/2) à l’infini :
En photographie de paysage, on bénéficiera donc d’une plus grande profondeur de champ si on fait le point sur la distance hyperfocale (au lieu de l’infini).
De même :
- si on fait le point sur la moitié de la distance hyperfocale (H/2), le sujet sera net de H/3 à H ;
- si on fait le point sur h/3, le sujet sera net de H/4 à h/2 ;
- etc.
Calcul de la distance hyperfocale
La distance hyperfocale est donnée par la formule suivante :
H = f2 / (N × e)
Dans cette formule :
- H est la distance hyperfocale
- f représente la distance focale
- e représente le diamètre du cercle de confusion
- N représente l’ouverture relative
La distance hyperfocale dépend du format (qui détermine le diamètre du cercle de confusion), de la focale et de l’ouverture.
Exemple pour le format 24 × 36 avec un cercle de confusion de 0,025 mm, une focale de 50 mm et une ouverture relative f/4 :
Distance de mise au point | Profondeur de champ | Répartition de la profondeur de champ (AV / AR) |
---|---|---|
25 m (H) | 12,5 m – ∞ | |
12,5 m (H/2) | 8,33 – 25 m | 25 / 75 % |
8,33 m (H/3) | 6,25 – 12,5 m | 33 / 66 % |
6,25 m (H/4) | 5 – 8,33 m | 37,5 / 62,5 % |
5 m (H/5) | 4,17 – 6,25 m | 40 / 60 % |
Calcul de la profondeur de champ
Les formules suivantes permettent de calculer les distances du premier plan net (PPN) et du dernier plan net (DPN) en fonction de la distance hyperfocale (H) et de la distance de mise au point (D) :
PPN = H × D / (H + D)
DPN = H × D / (H - D)
La profondeur de champ est égale à la différence entre ces deux distances :
profondeur de champ = DPN - PPN
Détermination de la distance de mise au point et de l’ouverture en fonction de la profondeur de champ
La formule suivante permet de déterminer la distance optimum de mise au point (D) en fonction des distances du premier plan net (PPN) et du dernier plan net (DPN) :
D = 2 × PPN × DPN / (PPN + DPN)
La formule suivante permet de déterminer l’ouverture minimum (N) à utiliser en fonction de la focale (f), du diamètre du cercle de confusion (e) et des distances du premier plan net (PPN) et du dernier plan net (DPN) :
N = f² / e × (DPN - PPN) / (2 × DPN × PPN)
Méthode pratique
On peut évaluer directement la profondeur de champ dans le viseur de l’appareil photo. Avec un appareil à viseur électronique, il suffit d’appuyer sur le déclencheur à mi-course, ce qui a pour effet de fermer le diaphragme à l’ouverture présélectionnée. Avec un appareil à visée reflex, on dispose généralement d’un bouton de contrôle de la profondeur de champ.
Sur les objectifs à mise au point manuelle, on trouve généralement, au regard de l’échelle des distances, une échelle de profondeur de champ. Cette échelle comprend des repères, situés de part et d’autre du repère de mise au point, correspondant à différentes valeurs d’ouverture de l’objectif. En pratique, on procède par approximation de la manière suivante :
1. Faire la mise au point sur le sujet le plus éloigné et repérer la distance sur l’échelle des distances (repère A) :
2. Procéder de même pour le sujet le plus proche (repère B) :
3. Pour faire le point, tourner la bague de mise au point de telle sorte que les deux repères A et B soient à égale distance du repère central de mise au point :
4. Sur l’échelle de profondeur de champ, lire l’ouverture indiquée en face des repères A et B et régler le diaphragme à cette ouverture.
Table de profondeur de champ
Exemple de table de profondeur de champ pour un objectif de 50 mm avec un cercle de confusion de 0,025 mm :
D | f/1.4 | f/2 | f/2.8 | f/4 | f/5.6 | f/8 | f/11 | f/16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
∞ | 71 – ∞ | 50 – ∞ | 35 – ∞ | 25 – ∞ | 17,7 – ∞ | 12,5 – ∞ | 8,84 – ∞ | 6,25 – ∞ |
10 | 8,76 – 11,6 | 8,33 – 12,5 | 7,80 – 13,9 | 7,14 – 16,7 | 6,39 – 23 | 5,56 – 50 | 4,69 – ∞ | 3,85 – ∞ |
5 | 4,67 – 5,38 | 4,55 – 5,56 | 4,38 – 5,82 | 4,17 – 6,25 | 3,90 – 6,97 | 3,57 – 8,33 | 3,19 – 11,51 | 2,78 – 25 |
3 | 2,88 – 3,13 | 2,83 – 3,19 | 2,77 – 3,28 | 2,68 – 3,41 | 2,56 – 3,61 | 2,42 – 3,95 | 2,24 – 4,54 | 2,03 – 5,77 |
2 | 1,95 – 2,06 | 1,92 – 2,08 | 1,89 – 2,12 | 1,85 – 2,17 | 1,80 – 2,26 | 1,72 – 2,38 | 1,63 – 2,58 | 1,52 – 2,94 |
1,5 | 1,47 – 1,53 | 1,46 – 1,55 | 1,44 – 1,57 | 1,42 – 1,60 | 1,38 – 1,64 | 1,34 – 1,70 | 1,28 – 1,81 | 1,21 – 1,97 |
1,2 | 1,18 – 1,22 | 1,17 – 1,23 | 1,16 – 1,24 | 1,15 – 1,26 | 1,12 – 1,29 | 1,09 – 1,33 | 1,06 – 1,39 | 1,01 – 1,49 |
1 | 0,99 – 1,01 | 0,98 – 1,02 | 0,97 – 1,03 | 0,96 – 1,04 | 0,95 – 1,06 | 0,93 – 1,09 | 0,90 – 1,13 | 0,86 – 1,19 |
0,9 | 0,89 – 0,91 | 0,88 – 0,92 | 0,88 – 0,92 | 0,87 – 0,93 | 0,86 – 0,95 | 0,84 – 0,97 | 0,82 – 1,00 | 0,79 – 1,05 |
0,8 | 0,79 – 0,81 | 0,79 – 0,81 | 0,78 – 0,82 | 0,78 – 0,83 | 0,77 – 0,84 | 0,75 – 0,85 | 0,73 – 0,88 | 0,71 – 0,92 |
0,7 | 0,69 – 0,71 | 0,69 – 0,71 | 0,69 – 0,71 | 0,68 – 0,72 | 0,67 – 0,73 | 0,66 – 0,74 | 0,65 – 0,76 | 0,63 – 0,79 |
0,6 | 0,59 – 0,61 | 0,59 – 0,61 | 0,59 – 0,61 | 0,59 – 0,61 | 0,58 – 0,62 | 0,57 – 0,63 | 0,56 – 0,64 | 0,55 – 0,66 |
0,55 | 0,55 – 0,55 | 0,54 – 0,56 | 0,54 – 0,56 | 0,54 – 0,56 | 0,53 – 0,57 | 0,53 – 0,58 | 0,52 – 0,59 | 0,51 – 0,60 |
0,5 | 0,50 – 0,50 | 0,50 – 0,51 | 0,49 – 0,51 | 0,49 – 0,51 | 0,49 – 0,51 | 0,48 – 0,52 | 0,47 – 0,53 | 0,46 – 0,54 |
0,45 | 0,45 – 0,45 | 0,45 – 0,45 | 0,44 – 0,46 | 0,44 – 0,46 | 0,44 – 0,46 | 0,43 – 0,47 | 0,43 – 0,47 | 0,42 – 0,48 |
Variation de la profondeur de champ
La profondeur de champ varie en fonction de quatre paramètres : le format, la distance focale de l’objectif, la distance de mise au point et l’ouverture relative de l’objectif.
- La profondeur de champ dépend du format : pour un même angle de champ, elle est d’autant plus grande que le format est petit (et donc d’autant plus faible que le format est grand).
- La profondeur de champ varie en fonction de la distance focale de l’objectif : pour un même format, elle est d’autant plus grande que la focale est courte (et donc d’autant plus faible que la focale est longue).
- La profondeur de champ dépend de la distance de mise au point : elle est d’autant plus faible que la distance est courte (et donc d’autant plus grande que la distance est grande).
- La profondeur de champ varie enfin en fonction de l’ouverture relative de l’objectif : faible à grande ouverture, elle augmente lorsqu’on ferme le diaphragme.
Les tableaux qui suivent permettent d’évaluer l’incidence de ces paramètres sur la profondeur de champ. Sauf mention contraire les résultats sont donnés par défaut pour le format 24 × 36 avec un cercle de confusion de 0,025 mm, une focale de 50 mm, une distance de mise au point de 5 m et une ouverture relative f/4.
Variation de la profondeur de champ en fonction du format
Format | Cercle de confusion | Focale | Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
---|---|---|---|---|---|
24 × 36 | 0,025 mm | 50 mm | 4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
12 × 18 | 0,0125 mm | 25 mm | 3,57 m | 8,33 m | 3,30 m |
Variation de la profondeur de champ en fonction de la focale
Focale | Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
---|---|---|---|
50 mm | 4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
35 mm | 3,55 m | 8,45 m | 4,90 m |
Variation de la profondeur de champ en fonction de la distance de mise au point
Distance de mise au point | Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
---|---|---|---|
5 m | 4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
3 m | 2,68 m | 3,41 m | 0,73 m |
Variation de la profondeur de champ en fonction de l’ouverture
Ouverture | Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
---|---|---|---|
f/4 | 4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
f/8 | 3,57 m | 8,33 m | 4,76 m |
Le réglage de l’exposition
Le réglage de l’exposition s’effectue en fonction de l’éclairement du sujet et de la sensibilité du film ou du capteur. Il comprend le réglage de l’ouverture de l’objectif et le réglage du temps de pose.
Pour un même éclairement du sujet et une même sensibilité, on peut généralement choisir entre différentes combinaisons de valeurs d’ouverture et de temps de pose. Par exemple, les combinaisons suivantes produiront la même exposition :
- 1/250e à f/4
- 1/125e à f/5.6
- 1/60e à f/8
Chacune de ces combinaisons correspond à un même « indice de lumination » (voir explication ci-après).
Notion d’indice de lumination
L’indice de lumination (abrégé en IL ou EV d’après l’anglais exposure value) est un nombre qui renvoie à différentes combinaisons d’ouverture et de temps de pose qui produiront la même exposition.
L’indice de lumination est défini par la formule suivante :
IL = log₂ (N² / t )
Dans cette formule, N est l’ouverture relative et t le temps de pose.
Le tableau ci-dessous donne une indication des indices de lumination correspondant à différentes valeurs de l’éclairement (mesuré en lux), selon la sensibilité du film ou du capteur :
Éclairement | 100 ISO | 200 ISO | 400 ISO |
---|---|---|---|
2,8 lux | 0 | 1 | 2 |
5,5 lux | 1 | 2 | 3 |
11 lux | 2 | 3 | 4 |
22 lux | 3 | 4 | 5 |
44 lux | 4 | 5 | 6 |
88 lux | 5 | 6 | 7 |
175 lux | 6 | 7 | 8 |
350 lux | 7 | 8 | 9 |
700 lux | 8 | 9 | 10 |
1 400 lux | 9 | 10 | 11 |
2 800 lux | 10 | 11 | 12 |
5 500 lux | 11 | 12 | 13 |
11 000 lux | 12 | 13 | 14 |
22 000 lux | 13 | 14 | 15 |
44 000 lux | 14 | 15 | 16 |
88 000 lux | 15 | 16 | 17 |
175 000 lux | 16 | 17 | 18 |
350 000 lux | 17 | 18 | 19 |
Soit par exemple un éclairement de 11 000 lux. Pour un film de 100 ISO, l’indice de lumination (IL) est égal à 12.
Le tableau suivant donne les différentes combinaisons qu’on peut choisir pour un même indice :
IL | 1.4 | 2 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | 16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | |||||||
2 | 2 | 1 | ||||||
3 | 4 | 2 | 1 | |||||
4 | 8 | 4 | 2 | 1 | ||||
5 | 15 | 8 | 4 | 2 | 1 | |||
6 | 30 | 15 | 8 | 4 | 2 | 1 | ||
7 | 60 | 30 | 15 | 8 | 4 | 2 | 1 | |
8 | 125 | 60 | 30 | 15 | 8 | 4 | 2 | 1 |
9 | 250 | 125 | 60 | 30 | 15 | 8 | 4 | 2 |
10 | 500 | 250 | 125 | 60 | 30 | 15 | 8 | 4 |
11 | 1000 | 500 | 250 | 125 | 60 | 30 | 15 | 8 |
12 | 1000 | 500 | 250 | 125 | 60 | 30 | 15 | |
13 | 1000 | 500 | 250 | 125 | 60 | 30 | ||
14 | 1000 | 500 | 250 | 125 | 60 | |||
15 | 1000 | 500 | 250 | 125 | ||||
16 | 1000 | 500 | 250 | |||||
17 | 1000 | 500 | ||||||
18 | 1000 |
Pour un indice de lumination (IL) égal à 12, on peut choisir l’une des combinaisons suivantes :
Temps de pose | Ouverture |
---|---|
1/1000e | f/2 |
1/500e | f/2.8 |
1/250e | f/4 |
1/125e | f/5.6 |
1/60e | f/8 |
1/30e | f/11 |
1/15e | f/16 |
Le photographe choisira l’une de ces combinaisons en accordant la priorité soit au temps de pose soit à l’ouverture en fonction du sujet, des conditions de prise de vue ou d’une intention particulière. Par exemple :
- priorité au temps de pose dans le cas d’un sujet en mouvement ou pour une prise de vue à main levée ;
- priorité à l’ouverture dans le cas d’un sujet immobile ou de prise de vue sur pied ou lorsque la profondeur de champ est importante.
Guide d’exposition
Au dos des appareils 6 × 6 Rollei, un guide d’exposition donnait la valeur de l’indice de lumination en fonction des conditions d’éclairement et de la sensibilité du film :
Mesure de la lumière
Il existe deux méthodes de mesure :
- mesure de la lumière incidente ;
- mesure de la lumière réfléchie par le sujet.
Mesure de la lumière incidente
On utilise un posemètre indépendant :
La cellule photosensible du posemètre est recouverte d’un « intégrateur » qui se présente sous la forme d’une demi-sphère opale :
On se place à l’endroit du sujet, et on oriente le posemètre dans la direction de l’appareil photo.
Avec un posemètre analogique, il suffit de faire correspondre le repère de l’aiguille « suiveuse » de l’appareil avec l’aiguille du galvanomètre :
Il suffit ensuite de lire les valeurs d’ouverture et de temps de pose ou la valeur de l’indice de lumination sur le calculateur du posemètre :
Avec un posemètre à affichage digital, ces informations s’affichent de cette manière :
Mesure de la lumière réfléchie
On peut utiliser un posemètre indépendant, ou bien le posemètre intégré de l’appareil photo.
Mesure au moyen d’un posemètre indépendant
Le posemètre doit être réglé pour effectuer une mesure de la lumière réfléchie ; il suffit pour ceci de retirer l’intégrateur utilisé pour la mesure de la lumière incidente :
Le posemètre est équipé d’une lentille dont l’angle de mesure est approximativement équivalent à l’angle de champ d’un objectif à focale normale.
Pour effectuer la mesure, on se place à l’endroit de l’appareil photo, et on oriente le posemètre dans la direction du sujet.
Mesure TTL
La mesure de la lumière sera plus précise si l’on utilise le posemètre intégré de l’appareil photo. Les appareils reflex sont en effet équipés d’un système de mesure TTL (through-the-lens), dont l’angle de mesure correspond à l’angle de champ de l’objectif utilisé.
Ce système de mesure est couplé aux réglages du temps de pose et de l’ouverture de l’objectif, et les résultats s’affichent directement dans le viseur :
Ce système permet par ailleurs de bénéficier du réglage automatique de l’exposition (voir pour ceci la partie consacrée à la maîtrise des automatismes).
On dispose généralement de trois possibilités de mesure : « ponctuelle », « pondérée centrale » et « matricielle » :
- La mesure ponctuelle (ou mesure spot) permet au photographe de procéder à la mesure d’un échantillon du sujet, dans les zones sombres, moyennes et éclairées du sujet, afin qu’il puisse estimer le meilleur réglage en fonction de ces différentes mesures.
- En mesure pondérée centrale, la mesure est effectuée globalement avec un angle de champ équivalent à celui de l’objectif ; l’exposition correcte est déterminée par la mesure de l’éclairement moyen du sujet, avec un poids plus fort pour la partie centrale de l’image.
- La mesure matricielle repose sur un traitement informatique d’analyse et de reconnaissance d’image (en noir et blanc ou en couleur, en 2D ou en 3D) ; l’exposition correcte est déterminée automatiquement par comparaison avec une base de données de cas types (contrejour, portrait, paysage enneigé, coucher de soleil, scène nocturne, etc.).
Les pictogrammes suivants sont couramment utilisés pour le réglage des différents mode de mesure :
Les automatismes
Les deux principaux automatismes qu’on trouvera sur un appareil photo sont :
- l’automatisme de la mise au point (système autofocus) ;
- l’automatisme de l’exposition (réglage de l’ouverture, du temps de pose et de la sensibilité).
Mise au point automatique
Un système autofocus peut être de type actif (mesure par ultrasons ou rayonnement infrarouge) ou de type passif (mesure par la lumière réfléchie par le sujet). Un système autofocus de type passif (le plus courant aujourd’hui) peut être à corrélation de phase (ou à détection de phase) ou à mesure de contraste. Le système peut être hybride (à corrélation de phase et à détection de contraste). Chaque système présente des avantages et des inconvénients (sensibilité, rapidité, etc.).
Modes autofocus
Il existe principalement deux modes de fonctionnement du système autofocus :
- le mode AF-S (S pour single), aussi appelé mode « ponctuel » ;
- le mode AF-C (C pour continu) qui permet d’assurer la mise au point « en continu ».
L’appareil dispose d’un sélecteur de mode AF‑S / AF‑C.
- Le mode AF-S convient pour les sujets « statiques ». Le photographe appuie sur le déclencheur à mi-course, l’appareil effectue « ponctuellement » la mise au point et celle-ci est verrouillée. La mise au point reste verrouillée tant que le photographe maintient le déclencheur appuyé à mi-course.
- Le mode AF-C (continu) convient pour les sujets en mouvement, lorsque la distance de mise au point est susceptible de varier rapidement. Le photographe appuie sur le déclencheur à mi-course et l’appareil assure la mise au point en continu. L’appareil continue d’assurer la mise au point en continu tant que le photographe maintient le déclencheur appuyé à mi-course.
N.B. : Certains appareils peuvent fonctionner en mode de commutation automatique (AF-A).
Par défaut, le mode AF-S est un mode « priorité à la mise au point » (le photographe ne peut déclencher tant que l’appareil n’a pas réussi à faire le point). A contrario, le mode AF-S est un mode « priorité au déclenchement » (le photographe peut déclencher à tout moment, même si l’appareil ne parvient pas à faire le point). Ces options par défaut peuvent être modifiées dans les paramètres.
Sélection du point de mesure
Le capteur du système autofocus comprend plusieurs points de mesure (points AF) qui peuvent s’afficher sous la forme de collimateurs dans le viseur. Le photographe sélectionne, soit un point de mesure particulier, soit une zone comprenant un nombre plus ou moins grand de points de mesure. Dans ce dernier cas, l’appareil sélectionne automatiquement le point de mesure correspondant à la distance la plus proche (l’appareil fait le point sur le sujet situé au premier plan).
La sélection du point AF peut aussi s’appuyer sur des algorithmes de reconnaissance de formes (visages, yeux, etc.). Ce mode de détection est une option complémentaire qui peut être activée ou désactivée.
Suivi du sujet
Le suivi du sujet est une option qui peut être activée en complément du mode AF-C (mise au point en continu). Dans ce cas, le système continue d’assurer la mise au point même si le sujet se déplace latéralement dans le champ de prise de vue.
Exemple du système Nikon
L’appareil (Nikon D800) peut être configuré pour fonctionner soit en mode AF‑S, soit en mode AF‑C. Le tableau suivant donne une synthèse des différents « modes de zone AF » qu’on peut utiliser pour chacun de ces deux modes autofocus.
Mode de zone AF | AF‑S (Single-servo AF) AF ponctuel | AF‑C (Continuous-servo AF) AF continu |
---|---|---|
AF point sélectif (Single-point AF) | Sélection manuelle du point AF | Sélection manuelle du point AF — Continuité de la mise au point assurée sur le point AF sélectionné uniquement |
AF zone dynamique (Dynamic-area AF) 9, 25 ou 51 points | N/A | Sélection manuelle du point AF — Continuité de la mise au point assurée autour du point AF sélectionné |
Suivi 3D (3D-tracking) 51 points | N/A | Sélection manuelle du point AF — Suivi du sujet dans les limites de la zone AF |
AF zone automatique (Auto-area AF) 51 points | Sélection automatique du point AF | Sélection automatique du point AF — Suivi du sujet dans les limites de la zone AF |
Les différents « modes de zone AF » correspondent à différentes options de sélection du point AF et de suivi du sujet.
Quelques précisions :
- En mode « Suivi 3D » le système tient compte de la couleur du sujet autour du point AF sélectionné pour assurer le suivi. Idem pour le mode « AF zone automatique ».
- En mode « AF zone automatique » l’appareil fait le point sur le sujet le plus proche, ou sur le visage le plus proche s’il détecte des visages.
Exposition automatique
Les appareils à exposition automatique disposent d’un sélecteur de mode PSAM qui permet de choisir le mode d’exposition :
- Le mode M est le mode manuel. Le photographe choisit lui-même l’ouverture et le temps de pose.
- Le mode S (pour Shutter priority) est le mode priorité au temps de pose (ou à la vitesse d’obturation). Le photographe choisit le temps de pose et l’appareil règle automatiquement l’ouverture.
- Le mode A (pour Aperture priority) est le mode priorité à l’ouverture. Le photographe choisit l’ouverture et l’appareil règle automatiquement le temps de pose.
- Le mode P (pour Program) est un mode entièrement automatique. L’appareil choisit automatiquement l’ouverture et le temps de pose en fonction des données d’un programme d’exposition.
Le photographe utilise des molettes situées à l’avant et à l’arrière de la poignée de l’appareil pour régler le temps de pose et l’ouverture. En mode P (Program), ces molettes permettent le « décalage » du programme d’exposition.
Le système d’exposition automatique peut être couplé au système de mise au point automatique. Dans ce cas, l’appareil tient compte du point AF sélectionné
Correction d’exposition
Les appareils automatiques disposent d’une molette ou d’un réglage permettant d’appliquer une correction d’exposition (surexposition ou sous-exposition) par pas d’un tiers (1/3) de valeur d’indice de lumination (IL) dans une fourchette variable selon les appareils (par exemple ±5 IL). Pour mémoire, un IL (ou EV pour exposure value en anglais) correspond à une valeur de diaphragme (f-stop) sur l’échelle des ouvertures ou à une valeur de temps de pose sur l’échelle des temps de pose.
Le contrôle des automatismes
Sur les appareils à réglage automatique, on trouve parfois des boutons AF‑ON et AE‑L / AF‑L. Ces boutons, situés à l’arrière de l’appareil et facilement accessibles avec le pouce, sont destinés au contrôle des automatismes.
Le bouton AF‑ON
Par défaut, le système autofocus s’active automatiquement dès que le photographe appuie sur le déclencheur à mi-course. Le bouton AF‑ON permet d’activer le système autofocus « à la demande », indépendamment du déclencheur.
Le bouton AE‑L / AF‑L
AE‑L (Auto Exposure Lock) permet le verrouillage d’exposition et AF‑L (Auto Focus Lock) permet le verrouillage de la mise au point. Le bouton AE‑L / AF‑L peut être paramétré : AE‑L et AF‑L (valeur par défaut), AE‑L seulement ou AF‑L seulement.
Ce bouton peut être utilisé par exemple dans le cas d’un sujet qui ne se trouve pas au centre de l’image. On procède alors de la manière suivante :
- Cadrage sur le sujet et appui sur le déclencheur à mi-course pour procéder aux réglages automatiques de la mise au point et de l’exposition.
- Appui sur la touche AE-L / AF-L pour verrouiller les réglages de l’exposition et/ou de la mise au point.
- Recadrage et déclenchement.
L’exposition au flash électronique
Le flash est une source d’éclairage à lumière discontinue. À titre indicatif, la durée de l’éclair d’un flash varie de 1/1000e de seconde à pleine puissance à 1/30 000e de seconde environ pour une plage de réglage 0 à -8 IL.
Lorsque le flash utilisé dans la pénombre est la source de lumière principale, le temps de pose réglé sur l’appareil photo n’intervient pratiquement pas dans le calcul de l’exposition. L’ouverture à utiliser dépend donc principalement de la puissance du flash (qui dépend de l’intensité et de la durée de l’éclair) et de la distance du flash au sujet.
Puissance d’un flash
La « puissance » d’un flash s’exprime en joules (J). Elle est plus souvent communiquée par les fabricants en watts-seconde (Ws), ce qui revient au même puisque 1 J = 1 Ws. En fait, cette « puissance » correspond à l’énergie délivrée par le flash. La « puissance » d’un générateur professionnel de studio est typiquement de 2400 Ws ; ce type de générateur permet d’alimenter deux torches. Pour un même éclairement, la puissance d’un flash est proportionnelle au carré de la distance (une distance deux fois plus grande nécessite un puissance quatre fois plus grande).
Le nombre guide
La puissance d’un flash électronique est parfois donnée sous la forme d’un nombre guide. L’ouverture du diaphragme à utiliser pour obtenir une exposition correcte peut alors être calculée au moyen d’une formule très simple :
N = NG / d
L’ouverture du diaphragme à utiliser (N) est égale au nombre guide (NG) divisé par la distance du flash au sujet (d).
Le nombre guide du flash est généralement donné pour des distances en mètres et pour une sensibilité de 100 ISO. Pour obtenir le nombre guide du flash à une sensibilité différente, il suffit de multiplier le nombre guide par racine de deux lorsque la sensibilité est multipliée par deux ou réciproquement de diviser ce nombre guide par racine de deux lorsque la sensibilité est divisée par deux.
Soit par exemple un flash dont le nombre guide est égal à 20 pour 100 ISO. Le tableau ci-dessous donne le nombre guide pour des sensibilités de 50, 100, 200 et 400 ISO et l’ouverture à utiliser en fonction de la distance.
Distance | 50 ISO (NG : 14) | 100 ISO (NG : 20) | 200 ISO (NG : 28) | 400 ISO (NG : 40) |
---|---|---|---|---|
10 m | f/1.4 | f/2 | f/2.8 | f/4 |
7 m | f/2 | f/2.8 | f/4 | f/5.6 |
5 m | f/2.8 | f/4 | f/5.6 | f/8 |
3,5 m | f/4 | f/5.6 | f/8 | f/11 |
2,5 m | f/5.6 | f/8 | f/11 | f/16 |
1,75 m | f/8 | f/11 | f/16 | f/22 |
1,25 m | f/11 | f/16 | f/22 | f/32 |
Exemple: pour un nombre guide de 20 et une distance de 5 m, l’ouverture à utiliser est f/4 (20 / 5 = 4).
N.B. : La « puissance » effective d’un flash est proportionnelle au carré du nombre guide. Un flash dont le nombre guide est 40 est en fait environ deux fois plus puissant qu’un flash dont le nombre guide est 28 et quatre fois plus puissant qu’un flash dont le nombre guide est 20.
Le réglage de l’exposition
La puissance du flash peut être réglée manuellement. Pour déterminer le réglage de l’ouverture, on peut utiliser les tableaux de nombres guides du flash mais on utilisera de préférence un flashmètre. Comme un posemètre, un flashmètre permet d’effectuer des mesures en lumière incidente ou en lumière réfléchie.
L’exposition automatique au flash
Pour un réglage automatique de la puissance du flash, le système de mesure peut être intégré au flash, ou bien la mesure peut être effectuée « au travers de l’objectif », le flash étant directement commandé par l’appareil photo. Ce système de mesure, le plus courant, est appelé « mesure TTL » (through the lens).
La vitesse de synchronisation du flash
Le déclenchement du flash doit se produire pendant la période ou le capteur est entièrement découvert, par exemple entre l’arrivée du premier rideau et le départ du second dans le cas d’un obturateur à rideaux. La vitesse maximum de synchronisation dépend des appareils et du type d’obturateur (central, à rideaux ou électronique). Un obturateur central permet en principe la synchronisation à toutes les vitesses. Dans le cas d’un obturateur à rideaux la vitesse maximum de synchronisation sera par exemple 1/250e de seconde.
Les modes de synchronisation
Les options généralement disponibles sont :
- Synchronisation sur le premier rideau. Il s’agit du mode de synchronisation par défaut.
- Synchronisation « lente » (SLOW). Permet des temps de pose longs en modes d’exposition automatiques P (programme) et A (priorité à l’ouverture).
- Synchronisation sur le deuxième rideau (REAR). Il s’agit d’un mode de synchronisation qui permet, en pose lente, d’obtenir la trace lumineuse des objets en mouvement à l’arrière (plutôt qu’à l’avant comme ce serait le cas pour la synchronisation sur le premier rideau).
À cela s’ajoute, pour les flashs intégrés ou destinés à être fixés sur l’appareil photo, l’option « atténuation des yeux rouges ».
La correction de l’intensité du flash
Cette fonction est utile pour la photographie en lumière naturelle d’un sujet en contrejour. On utilise le flash pour « déboucher les ombres ». La correction de l’intensité du flash permet le réglage de l’équilibre entre l’éclairage de l’arrière plan (éclairé principalement par la lumière ambiante) et l’éclairage du premier plan (éclairé principalement par la lumière du flash). Il est généralement possible de modifier l’intensité du flash de -3 IL à +1 EV par incrément d’un tiers d’IL.