Préambule
Dans ce qui suit, nous allons nous efforcer de présenter les différents problèmes qu'une personne débutant en photographie peut rencontrer, et d'y apporter une réponse.
Photographie et optique sont intimement liées, c'est pourquoi nous serons amenés à utiliser l'outil mathématique, tout en nous efforçant d'y faire appel le moins souvent et de la manière la plus simple possible.
La photographie expliquée aux débutants
Au fur et à mesure nous aborderons les chapitres suivants :
- I) Notions d'optique
- II) Choix du matériel photographique de prises de vues
- III) Paysages et architecture
- IV) Humain et portraits
- V) Macrophotographie et proxy
- VI) Réglages de vitesses et diaphragmes, profondeur de champ, décentrement et bascules
-VII) Traitements et logiciels numériques
-VIII)Le procédé argentique, matériels et produits de laboratoire photographique
- IX) Reproduction de documents
- X) Éclairages, recensement et choix du matériel
- XI) Photographie infrarouge.
D'autres chapitres pourront naturellement venir compléter cette liste sur demande.
Le but recherché étant de permettre à chacun d'améliorer sa maîtrise de la photographie, sans pour autant lui demander des sacrifices financiers, nous nous contenterons de logiciels gratuits lors des traitements numériques, sachant que les nombreux logiciels payant sont en général plus ergonomiques, plus rapides lors d'un traitement particulier, sans toutefois permettre des retouches et réalisations nettement différentes.
Une fois l'esprit d'une manipulation acquis, rien ne vous empêchera d'avoir recours au logiciel payant de votre choix.
Une fois n'est pas coutume dans un forum, le notre y compris, je vous demanderai de placer vos commentaires et appréciations sur la page :
https://photoclic.forum-pro.fr/t19997-mes-debuts-en-photographie#263907
Merci pour votre compréhension.
) Notions d'optique
La lumière est un phénomène électromagnétique se déplaçant en ligne droite dans un milieu homogène. Sa vitesse de déplacement est constante dans un milieu homogène, 300 000 Km/s dans le vide. Elle peut toutefois être déviée par l'attraction de corps massifs (astres géants, trous noirs, …).
Lorsque la lumière passe d'un milieu à un autre, sa direction est modifiée, c'est ce qui est appelé « Diffraction ». Ceci est mis en évidence en plongeant un bâton dans de l'eau, il nous parait brisé.
Lorsque la lumière rencontre un corps, une partie du spectre lumineux se trouve réfléchie, c'est la « Réfraction ». La quantité de lumière réfléchie est fonction de la nature, de la couleur et de la nuance du corps éclairé.
Ce qui fait que lorsqu'un rayon lumineux passe d'un milieu transparent à un autre, une partie de la lumière peut être réfléchie alors qu'une autre sera déviée.
Ia) Trajet de la lumière dans une lentille convexe
L'axe passant par chacun des foyers d'une lentille est appelé axe focal.
Le plan perpendiculaire à cet axe, équidistant de chacun des foyers est quand à lui appelé plan focal.
La distance séparant l'un des foyers du plan focal est la distance focale de la lentille, ou du jeu de lentilles.
Tout rayon lumineux entrant dans la lentille en passant par l'un des foyers ressort de la lentille en étant parallèle à l'axe focal.
Réciproquement, tout rayon lumineux entrant dans la lentille en étant parallèle à l'axe focal ressort de cette lentille en passant par le foyer opposé.
Un ensemble optique, tel qu'un objectif d'appareil photographique, peut être assimilé à une lentille convexe simple de distance focale identique.
Cette distance focale n'étant que la distance séparant l'un quelconque des foyers avec le plan focal.
I b) Construction d'un objectif photographique
Mais, rassurez-vous, comme nous l'avons dit précédemment, tout ce beau montage pourra être assimilé à une seule lentille pour faciliter notre compréhension.
Dans le schéma ci-dessus nous voyons que certaines lentilles sont « collées » entre elles alors que d'autres sont simplement juxtaposées. Ceci a pour but d'améliorer le rendement global de l'objectif et de corriger les aberrations chromatiques et sphériques. Certaines reçoivent un traitement, toujours dans le même but, constitué généralement par un dépôt métallique, extrêmement mince, en phase vapeur.
I c) Et l'image dans tout cela?
Reprenons notre schéma, et voyons comment et ou peut se former l'image d'un objet vu au travers d'un jeu de lentilles ?
Dans ce schéma, nous voyons apparaître deux séries de triangle homothétiques, l'un de hauteur H et de base D, l'autre de base f et de hauteur h pour la première série, coté objet. La série coté image se compose quant à elle des triangles de base f et d et de hauteur H et h.
Ce qui nous permet d'écrire les rapports d'homothéties suivants :
h / H = f / D et f / d = h / H
Nous voyons que le rapport de reproduction entre l'objet et son image est identique au rapport existant entre la distance focale de l'objectif utilisé et la distance de prise de vue, si f est négligeable devant D.
Notons que l'image est inversée, mais cela nous le savions déjà.
II ) Choix du matériel photographique de prise de vues
II a) Constitution d'un appareil de prise de vues photographiques
La surface sur laquelle se forme l'image sera dans tous les cas sensible à la lumière. Il est donc nécessaire que cette dernière se forme dans une zone obscure.
Un appareil photographique minimal sera donc constitué :
-
d'un boîtier opaque
-
dans lequel sera implanté un film ou un capteur photosensible,
-
à l'avant sera fixé un système optique, souvent mobile, composé de lentilles
-
un système de régulation de la lumière appelé diaphragme gérera le flux lumineux
-
tandis qu'un obturateur réglera le temps de passage de ce flux lumineux.
-
Enfin, dans le seul but de faciliter la composition des images, le tout sera complété par un système de visée.
Voyons chacun de ces composants.
IIb Le capteur
L’ancêtre de nos appareils photographiques, la chambre obscure, se contentait d'une simple feuille de papier posée sur une plaque de verre, l'image projetée servant de base à un dessinateur ou à un peintre.
Son invention remonterait au moyen-age, mais Aristote ( 384 à 332 avant JC) décrit déjà un tel procédé dans ses ouvrages.
Il ne manque plus qu'un support permettant la fabrication automatique de l'image pour créer le premier appareil photographique.
D'abord de grands, très grands, formats (24x30 cm était un format courant au début de la photographie), les surfaces photosensibles se sont ensuite réduites grâce aux progrès réalisés dans leur fabrication d'une part, et dans la qualité des objectifs de prise de vues d'autre part.
Si, en argentique, les surfaces sensibles sont restées dans des formats allant de 60x90 mm à 24x36 mm pour les plus courantes, bien que des formats plus réduits furent utilisés, les principaux formats usités en numérique sont :
La longueur focale de l'objectif dit « standard » lié à chaque format est la longueur de la diagonale du capteur considéré. (pour rappel le carré de la diagonale est égal à la somme des carrés des deux cotés d'un rectangle).
Nous verrons ultérieurement les avantages et inconvénients que cela implique.
II c) L'objectif
Ici composé de sept lentilles réparties en cinq groupes, les plus simples se contenteront d'une seule lentille fixe alors que d'autres, dits à focales variables, regroupant un grand nombre d'éléments mobiles les uns par rapport aux autres permettront une mise au point précise tout en pouvant changer de longueur focale.
Ci-dessous, coupe d'un objectif 70-200 Sony.
Tous ces verres sont usinés avec précision, la monture relève plus d'un travail d’horlogerie que de la simple mécanique.
Et si la tendance actuelle est d'avoir une mise au point (obtenue par rotation d'une bague) assistée par un micro-moteur, il semble important de pouvoir débrayer cette assistance pour ne pas mettre au rebut un objectif parce-qu'un minuscule moteur a rendu l'âme (et c'est toujours lorsque l'on se prépare à réaliser SA meilleure photo que cela se produit).
II d) Le diaphragme
Simple « trou » calibré pour les appareils les plus simples du siècle dernier, le diaphragme permet le calibrage du flux lumineux traversant l'objectif.
Symbolisé par la lettre f (petit f), sa valeur est l'inverse du rapport entre la longueur focale de l'objectif et le diamètre du cercle laissant passer le flux lumineux.
Bien que la variation soit maintenant continue, la progression antérieure des valeurs crantées suivaient une progression de la série Renard.
Notons que d'un chiffre cranté au chiffre immédiatement supérieur la surface du trou laissant passer le flux lumineux est divisé par deux.
Plus ce chiffre est petit, plus l'objectif est lumineux.
Si le diamètre du cercle laissant passer le flux lumineux est lié à la longueur focale de l 'objectif, la valeur f du diaphragme en est indépendante.
Le diaphragme utilisé, tout comme la longueur focale F d'un objectif influe sur la zone de netteté, que nous appelons « profondeur de champ », mais nous verrons cela ultérieurement.
II e) L'obturateur
Le plus courant, l'obturateur à rideau, est constitué de deux rideaux, souvent métalliques, se déplaçant de façon simultanée à vitesse constante pour toutes vitesses égale ou plus rapide que la vitesse dite de synchronisation du flash. Seule la distance séparant les deux rideaux est variable en fonction du temps d'exposition souhaité.
La vitesse de synchronisation du flash correspond à la découverte totale de la surface à exposer.
Pour toutes expositions plus longues que la vitesse de synchronisation, le second rideau démarre avec un retard programmé après la fin de mouvement du premier rideau.
Les rideaux peuvent avoir, selon la construction du matériel, un mouvement horizontal ou vertical.
Cette conception, permettant d'obtenir des temps d'exposition très brefs, présente toutefois un inconvénient majeur lors de la photographie de sujets en mouvement, elle entraîne une déformation de la géométrie du sujet.
Généralement placé dans le plan du foyer image de, ou des, l'objectif de prise de vue, ce type d'obturateur est également appelé obturateur focal.
L'autre type d'obturateur, appelé obturateur central, il est placé près du plan focal de l'objectif, donc dans le voisinage du mécanisme de diaphragme, au centre de l'objectif.
Ce type d'obturateur permet une synchronisation du flash à toutes les vitesses et évite toute déformation lors de la prise de vue de sujets en mouvement. Par contre, la plage de vitesses est réduite et nous ne disposons que rarement de vitesses plus rapides que 1/500 sec.
Pour garantir de tout risque de voilage de la surface photosensible et permettre la visée au travers de l'objectif de prise de vues, les appareils équipés de ce type d'obturateur en principal ont également un obturateur à rideau secondaire placé près de la surface sensible.
II f) Système de visée
Sans système de visée, et sans possibilité de réglage de la distance appareil – sujet, la photographie serait bien aléatoire.
Pour les tout-premiers appareils, la visée et la mise au point se faisait sur un verre dépoli, au travers de l'objectif de prise de vues. Ce verre dépoli était ensuite remplacé par une surface photosensible placée dans une cassette étanche à la lumière.
Après avoir fermé l'objectif, le volet de protection est ôté.
Puis l'opérateur pouvait actionner le mécanisme.
Ce premier système de visée imposait la mise sur pied de l'appareil de prise de vues, et une immobilité totale su sujet photographié, d'autant plus que les surfaces sensibles l'étaient très peu et nécessitaient de longs temps de pose.
Tout élément mobile dans un paysage disparaissait sur la photographie.
Pour un portrait, le sujet était maintenu, assis de préférence, par un squelette métallique, ce qui explique la pose rigide des modèles de l'époque.
Le système de visée suivant fut appelé « viseur sportif » et subsiste encore sur certains moyens formats.
La distance séparant le sujet de l'appareil est estimée ou mesurée avec un télémètre auxiliaire, puis reportée sur les réglages de l'appareil de prise de vues.
L'opérateur place un œil près de l’oculaire de visée (rectangle découpé dans le cercle noir près de la zone du plan film) et centre dans sa visée le cadre en fil métallique.
Pas pratique, je sais, mais déjà mieux que le petit viseur à miroir placé au dessus de l'objectif, surtout pour suivre une manifestation sportive.
Ce système a inspiré la visée claire des appareils petit format apparus peu avant le milieu du siècle dernier. Pratique et bon marché pour les appareils à objectif fixe, la visée claire ne permet pas la mesure de distance appareil – sujet.
La visée télémétrique, inspirée des télémètres de marine et d'artillerie permet une mesure suffisamment précise des distances par superposition de deux images issues d'un même sujet.
Avec des boîtiers à objectifs interchangeables, le cadre de champ varie et est couplé à la focale de l'objectif utilisé.
Pour les appareils à objectif fixe, le cadre de champ et sa fenêtre sont superflus.
Hormis le premier, tous ces systèmes de visée ne permettent pas un cadrage précis de la photographie, notamment lorsque la distance sujet – plan de la surface sensible est faible ou très faible, ce qui va inciter les divers fabricants de matériels photographiques à nous proposer des systèmes de visée reflex, au travers de l'objectif de prise de vue ou au travers d'un objectif secondaire placé très près de l'objectif principal.
Les avantages de ce mode de visée sont de pouvoir effectuer un cadrage précis lors de la visée indépendamment de la focale utilisée.
Un inconvénient est d'obtenir une visée moins lumineuse malgré l'utilisation d'objectifs à grande ouverture.
Les appareils reflex bi-objectifs représentent un compromis d'autant plus intéressant que cette formule réduit les coûts de production.
Avec les appareils de prises de vues numériques est apparu un nouveau système de visée, l'image numérique captée est envoyée sur un écran de contrôle, incorporé ou non au système de prise de vues.
Ce qui n’empêche pas la visée reflex de perdurer.
II g) Résolution
Avec les appareils argentiques, nous résolvions ce paramètre par le choix du couple Film + Révélateur.
Quelle résolution minimale choisir ?
Tout d'abord, voyons ce que nous désirons faire de nos prises de vues ?
Bin, oui, de temps en temps faire un tirage de format x.y en souvenir, à placer dans un album ou à accrocher sous un cadre ?
Naturellement, suivant le format du tirage nous ne pourrons le regarder à la même distance.
Un tirage 10x15 ou 13x18 se regarde à 30 – 40 cm, alors qu'un 30x40 se juge à bout de bras, soit à 70 cm environ. (tiens, cela fait environ 1,5 fois la diagonale du format du tirage).
Hors, à cette distance le diamètre de la base du cône de discernement de la vision humaine est en moyenne de 0,3mm. Ce qui fait que, en utilisant toute l'image enregistrée sur le capteur sa résolution doit au minimum être de 1000 lignes dans un sens et de 1330 dans l'autre sens.
Trois pixels de couleurs primaires étant nécessaires à la constitution d'un point, la résolution minimale de nos capteurs serait donc de 3000 x 4000 pixels.
Taille qu'il faudra augmenter naturellement si nous désirons recadrer en post traitement.
Rien ne change pour des tirages de format supérieur au 30x40 de référence, puisque pour obtenir une lecture globale de toute la photographie nous devrons prendre du recul.
Attention au zoom numérique, cette fonction n'est souvent qu'un recadrage effectué avant enregistrement et n'a rien à voir avec un zoom optique.
II h) Que choisir ?
Tout d'abord, définir précisément son besoin, définir ce qui est impératif et ce qui est simplement souhaitable.
Définir également le budget qui sera consacré à l'activité photographique,
mais, pour effectuer un choix judicieux qui ne pourra être remis en cause sous un trop bref délai, je vous invite à suivre la suite de ce traité.