Le monde n'est visible que grâce à la lumière qui modèle formes et couleurs.

La capture numérique apporte une exactitude dans la mesure de la lumière. Sans paraître académique, les moyens pratiques de capture peuvent effectuer des changements maximums sur les informations visuelles. Pour assurer une qualité correcte des captures, l'appareil et l'objectif doivent contrôler la quantité de lumière, l'équilibre des couleurs et en cas de flash, la synchronisation. La quantité et la durée de la projection lumineuse en pratique s'appliquent à l'exposition. Le capteur a besoin d'une certaine quantité de lumière pour créer une image lisible. De plus, les capteurs peuvent être réglés pour être sensibles à une certaine quantité, ISO, de lumière. L'époque des choix de pellicules, ASA, est révolu. Les variables importantes régulant la quantité de lumière sont la vitesse d'obturation et l'ouverture.

L'exposition

La photographie est l'art de mesurer la quantité de lumière nécessaire et suffisante pour donner la meilleure image possible. Pour capturer cette lumière, l'appareil photographique utilise les quatre principaux paramètres qui sont :

  • La distance entre l'appareil et le sujet réfléchissant la lumière
  • La sensibilité du capteur à la lumière
  • La quantité de lumière à filtrer
  • La durée du passage de la lumière

La distance entre le photographe et le sujet se mesure en mètre, la sensibilité du capteur numérique ou de la pellicule est la norme ISO, la quantité de lumière est régulée par l'ouverture du diaphragme et le temps de passage est mesuré en seconde. Le secret d'une exposition correcte réside dans la combinaison des 3 facteurs essentiels qui sont le diaphragme, la vitesse d'obturation et la sensibilité.

La bague de zoom et la bague de netteté de l'objectif vous permet la mise au point sur le sujet. La mise au point peut être aussi motorisée et automatisée. Le sujet photographié peut être en avant-plan, en plan intermédiaire ou en arrière-plan. Vous pouvez obtenir d'une image un avant-plan, un plan intermédiaire et un arrière-plan net. Comme un avant plan net et un arrière plan flou... La profondeur de champ est la plage de la netteté. Ces différents résultats s'obtiennent par les réglages successifs du diaphragme, de la vitesse d'obturation et de la sensibilité.

L'ouverture est un élément variable de l'appareil entre le boitier et l'objectif. Plus, l'ouverture est petite, moins de lumière pénètre dans l'appareil et frappe le capteur sensible. Plus, l'ouverture est grande, plus il pénètre de flux lumineux vers le capteur. La taille de l'ouverture se décline en nombres f/ ou diaphragme. Paradoxalement, plus le nombre est petit, plus l'ouverture est grande et vice-versa. Le diaphragme agit comme l'iris de votre œil, il se dilate en zone sombre et se contracte en zone lumineuse.

L'obturateur décide du temps d'entrée et de sortie de la lumière sur le capteur. La durée pendant laquelle l'obturateur est ouvert s'appelle : la vitesse d'obturation. Elle détermine la quantité de flux lumineux qui pénètre dans l'appareil durant une période de temps. Une grande vitesse sert à photographier les scènes lumineuses, une exposition plus longue, les scènes sombres ou d'intérieur. Les vitesses d'obturations sont indiquées en fraction de seconde : 1/8, 1/60, 1/125, 1, 30...

Le capteur est l'outil sensible qui mesure la lumière perçut pendant le temps d'obturation, l'intensité du flux lumineux. Ce composant électronique opto-électrique transforme les informations de lumière en informations numériques. Le capteur a besoin d'une certaine quantité de lumière pour créer une image lisible. De fait, le capteur peut être réglé pour être sensible à différentes scènes. En numérique, la sensibilité du capteur est basée sur la rapidité avec laquelle il réagit à la lumière. Suivant les performances de votre appareil, vous pouvez ajuster la sensibilité du capteur de 100 ISO, sensibilité lente, à supérieur, 800 ou plus, sensibilité ultra rapide. Les sensibilités lentes offrent les meilleurs piqués couleurs et images possibles. Les sensibilités rapides apportent du bruit à l'image. Ce sont généralement la présence de pixels marrons, bleus dans les zones sombres de l'image. En augmentant une sensibilité ISO d'une précédente, leur rapport est égal à la vitesse d'obturation. Un rapport de x2 en ISO, pas de 100 à 200 ISO est égale respectivement à la vitesse d'obturation de 1/125 à 1/250 si la vitesse d'obturation associé à 100 ISO est de 1/125..

La parfaite exposition produit une photo qui contient :

  • Une bonne gamme de tons du clair au sombre
  • Des détails dans les zones sombres
  • Des détails dans les zones lumière

L'automatisme

Un outil essentiel pour mesurer la lumière ambiante est la cellule, appelée également posemètre. Elle détermine, mesure la quantité de lumière et offre des solutions de réglage du diaphragme, de la vitesse d'obturation et de la sensibilité. Si la quantité de lumière dépasse les conditions de réglages de ces 3 facteurs, on dit que la photographie est "Surex", pour surexposée. Les teintes sont lumineuses et tirent vers le blanc. Au contraire, si la quantité de lumière est insuffisante, on dit qu'elle est "Sousex" pour sous-exposée, Les teintes sont sombres et tirent ver le noir.

Selon le modèle de l'appareil, vous pouvez choisir l'ouverture du diaphragme et l'appareil règle la vitesse d'obturation. Ou inversement, vous choisissez la vitesse d'obturation et l'appareil choisit en conséquence l'ouverture du diaphragme. Le posemètre associe vos données suivant sa lecture de la scène et ajuste de façon automatique l'autre paramètre. Dans 85% des cas, le posemètre de l'appareil travaille correctement.

Il est possible de photographier différentes expositions en ajoutant la fonction de bracketing. Le bracketing consiste à réaliser des expositions supplémentaires plus claires et plus sombres que ne l'indique le posemètre. Cela est utile lorsque les conditions d'expositions sont incertaines et que le temps manque pour vérifier l'exposition correcte. L'appareil alors vous propose une suite de photographies surex, sousex et correctement exposé suivant la mesure du posemètre. L'acquisition de plusieurs photos de la même scène simultanément ralentit bien sur les prises de vue par le temps d'écriture sur la carte de stockage des différentes photos.

Vous pouvez verrouiller la mise au point et l'exposition afin de décentrer un sujet dans votre cadre. Cette fonction est disponible sur la plupart des appareils. En exemple, faire un réglage de la mise au point et de l'exposition sur un détail de la scène avec le zoom. Ce peut être le ciel, la couleur d'une chaise en paille... Puis recadrez votre scène et shootez. Et inversement. Pour ce faire, vous enfoncez à mi course votre déclencheur sur le cadre décentré, puis sans relâcher la pression, vous recadrez sur votre scène et déclenchez l'obturateur. Votre discernement artistique et technique n'en est pas moins nécessaire.

Les types de lumière

La lumière est un rayonnement visible par notre œil. La lumière n'est qu'une petite partie du spectre électromagnétique. Les longueurs d'onde de la lumière les plus courtes sont le violet et les plus longues le rouge. Le spectre visible est délimité par les ultra-violets et les infra-rouges. Les rayons X et les rayons gamma beaucoup plus courts peuvent traverser des corps solides. Les ondes radio plus longues, ont trop peu d'énergie pour être perçues par le corps humain.

L'œil humain n'est pas sensible de manière égale aux longueurs d'onde visibles. Il est plus sensible au bleu clair, au jaune et plafonne sur les verts. Pour visionner une nuit sans lumière, il suffit de la filmer en infra-rouge et de transposer sa longueur d'onde à la hauteur du vert. Notre œil étant le plus sensible à cette couleur, nous percevons mieux les nuances de variations infimes de contraste et de luminosité que peuvent dégager des zones extrêmement sombres.

Le blanc par opposition au noir est notre référent couleur. Mais les blancs ne sont pas égaux. Le blanc du matin d'hiver n'est pas celui du midi de printemps et encore moins celui du crépuscule d'été. L'œil humain ne perçoit pas aussi bien la lumière qu'un appareil photo. Alors que l'appareil photographique capture le blanc du soleil de midi en été, le bleu de l'ombre, l'orange des lampes incandescentes ou le vert des tubes fluorescent, l'œil s'adapte afin que tout nous semble normal.

Ce que nous appelons couleur est un composé de différentes qualités. La teinte distingue le violet du bleu, le bleu du vert, du vert du jaune, du jaune du rouge. La saturation ou chroma désigne la pureté de cette teinte. La luminosité, la quantité de lumière associé à cette teinte. L'intensité de la lumière dépend de trois facteurs : le rendement de la source, la manière dont elle est modifiée et sa distance par rapport au sujet.

La lumière est réduite par le carré de sa distance. Si le sujet s'éloigne de la source lumineuse de deux fois la distance, l'éclairage est quatre fois moindre.

  • L'intensité lumineuse est la luminance (Y)
  • Le Candela est l'unité de mesure internationale de l'intensité lumineuse
  • L'intensité lumineuse d'une bougie est égale à un Candéla
  • Le Lumen est l'unité du flux lumineux
  • Le Lux est l'unité de mesure de l'éclairement lumineux
  • La distance est exprimé en mètre
  • Un Lux = un Lumen / Mètre au carré : La lumière reçue est égale au nombre de Candela divisé par le carré de sa distance en mètre.

Un rayonnement lumineux de quatre bougies vers un sujet situé à une distance de 2 mètres ne sera éclairé que de un lux. Il faudra 16 bougies à une distance de deux mètres du sujet pour l'éclairer de 4 lux.

Le rendement de la source lumineuse du soleil ne varie pas. La modification de la source est du à la rotation et l'inclinaison de notre planète ce qui en l'espace de quelques minutes est infime. Et comparé à la distance soleil-terre, la distance entre le sujet en avant plan et l'horizon dans le cadre photographique est infinitésimale. En déduction, notre lumière extérieur, le rayonnement solaire, est si intense et les distances de diffusions si énormes que limiter la photographie d'un sujet sur une profondeur de champ terrestre à la mise en pratique de ce rapport optique est ridicule. Ce n'est évidemment pas le cas des sources lumineuses intérieures tels que la bougies, les lampes.

Une image est alors le bon réglage entre votre diaphragme, votre vitesse d'obturation, et votre sensibilité en prenant compte du rendement de la source, de ses modifications et de sa distance par rapport au sujet.

La lumière du jour varie particulièrement. Un soleil peut être jaune, blanc, rouge. Un ciel bleu. Ces variations sont nommés "température de couleurs". Cette échelle de température s'appuie sur les couleurs d'une substance chauffée. Le premier signe de chaleur est rouge mat, puis en montant en température devient orange, passe au jaune, au blanc chaud et culmine au bleu. L'éclairage neutre est la couleur du soleil de midi en été. Soit le blanc. Il équivaut en photographie à 5400-5500K pour Kelvin. Le Kelvin est une unité standard de la température thermodynamique. En comparaison, la lumière d'une lampe tungstène de 100 Watts présente une température de couleur de 2860K. Notre œil s'adaptant à la source lumineuse suivant l'environnement nocturne ou diurne la perçoit dans la gamme des blancs. L'appareil photographique capture la source en tant que lumière orange. Il faut donc ajuster la température de couleur captée par l'appareil en lui ajoutant sa couleur opposée. Soit le bleu dans le cas d'une émanation orange. La balance des blancs, indice Kelvin, de l'appareil ou bien l'addition de filtre, indice MIRED, sur l'objectif agit comme correctif.

Les nuages par leurs ombres bleues modifient les nuances des lumières du soleil et du ciel. Voici en degré Kelvin, les différentes températures de couleur du ciel :

  • Ciel bleu dégagé : lever et coucher du soleil 4000; à midi en été 5500; intermédiaire 4500/5000
  • Ciel Brumeux : lever et coucher du soleil 4500; à midi en été 6000; intermédiaire 5000/5500
  • Nuage mince : lever et coucher du soleil 5000; à midi en été 6500; intermédiaire 5500/6000
  • Ciel nuageux : à midi en été 7000; intermédiaire 6500
  • Nuages éparpillés 50% : intermédiaire 7500/8000; à midi en été 9000
  • Nuages éparpillés 25% : intermédiaire 9000/1000/11000; à midi en été 12000
  • Lumière du ciel seule : de 12000 à 20000

Les ciels couverts fournissent des images distinctes et lisibles aux décors ayant des formes compliquées. Les surfaces réfléchissantes tels que lacs offre un éclairage diffus et supprime le reflet spéculaire de la source lumineuse. Les ciels couverts clarifient les images. Les ciels moyennement couvert et particulièrement lumineux réduisent le modelé, la perspective, les textures.

Les températures couleurs des lumières intérieures sont pour :

  • Le tube fluorescent de 3750 K
  • La lampe halogène de 3000 K
  • La lampe incandescente 100 W de 2700 K
  • La lumière fluorescente chaude de 2250 K
  • La bougie de 1500 K

Pour égaliser la température d'éclairage, il est souvent plus facile de filtrer chaque lampe par des gélatines que d'appliquer un filtre sur l'objectif de l'appareil. Il est important de laisser un espace ouvert entre le filtre et la lampe pour éviter la surchauffe. Bien que tous types de filtre peut être utilisé pour les lampes, par exemple, des papiers colorés d'enveloppe de bonbons sur des lampes à diode, il est capital d'utiliser des filtres non-inflammable.

Les filtres peuvent être neutres ou de correction. Les filtres neutres ont pour particularité de réduire le niveau de lumière mesuré en nombre de diaphragme. Un diaphragme réduit le niveau de lumière de 50%. Deux diaphragmes réduit le niveau de lumière de 25%. Les filtres de correction bleu corrige les couleurs chaudes. Leur valeurs de correction sont exprimées en indice MIRED et leur capacité à réduire le niveau de lumière exprimé en pourcentage de transmission. Les filtres CTO fournissent une émission orange et corrigent les couleurs froides. Leurs valeurs de correction sont également exprimées en indice MIRED et en réduction de niveau de lumière.

Exemple :

  • Filtre neutre N3 réduisant le niveau de lumière de 1diaph. 50% de transmission.
  • Filtre de correction bleu 1/2, conversion partielle de 3200K en 4100K, valeur MIRED -68; 52% de transmission
  • Filtre de correction 1/8 CTO, conversion de 5500 K en 4900 K pour une correction très légère. Valeur MIRED +20; 92% de transmission

La balance des blancs

Canard_blanc_oudry.jpg

Jean-Baptiste Oudry, né à Paris le 17 mars 1686 et mort à Beauvais le 30 avril 1755, est un peintre et graveur français

Jean Baptiste OUDRY écrit à propos de son « Canard blanc » que pour déterminer un blanc juste, il faut mettre « d'autres blancs comme le linge, papier satin, porcelaine. Ces différents blancs vous feront évaluer le ton précis du blanc » par « comparaison des teintes ». La couleur perçue dépend non seulement de la lumière réfléchie par la surface considérée, mais aussi de celle réfléchie par les surfaces adjacentes: par le « contexte coloré ».

La balance des blancs évite des teintes dominantes de couleurs sur l'ensemble de la photo. Pour que votre image s'affiche sans dominante couleur, vous associez la balance des blancs de votre appareil aux lumières utilisées pour éclairer votre sujet.

Les modes de balance des blancs standards des appareils photos comprennent : le mode automatique, tungstène, nuageux, lumière du jour, fluorescent, flash et personnalisé. Bon nombre d'appareils modernes offrent des options sophistiqués dans le menu balance des blancs. La balance des blancs automatique marche bien dans la majorité des scènes. Cependant, si les surfaces blanches ont des dominantes crèmes, grises claires, dans une mise en scène avec plus d'une source lumineuse, il est possible de s'orienter vers une option plus adaptée à l'image.

Le bracketing automatique de balance des blancs permet de prendre une série d'images automatiquement en ajoutant un peu de bleu pour égaliser les températures basses et un peu de orange pour les températures hautes. Vous choisissez ensuite sur votre moniteur étalonné les photos qui vous paraissent correctes.

Chaque appareil photographique a un étalon maître des blancs. La plupart des scènes sont éclairés par différentes lumières. Ces lumières émanent des températures de couleurs inégales : en exemple, lampe à incandescence vieillie, lumière de la fenêtre avec rideau fin coloré, lumière basse consommation... dans une même pièce. Dans ce cas, vous devez personnaliser votre balance des blancs. Un échantillon de papier A4 blanc doux, mat, crème ou gris, à votre guise, placé sur le sujet à photographier, évidemment dans le même environnement de lumière, va permettre à l'appareil photo d'étalonner le blanc en comparant avec son maître étalon en référence dans sa mémoire. Il opère en conséquence un réglage de la scène. Une image normale avec des blancs neutres est une image correcte.

Le contre-jour

Une photographie dont l'arrière plan spécifie une source lumineuse, un spot, un soleil, offre une meilleure opportunité de créer des images abstraites et atmosphériques. Il est important de savoir qu'une source lumineuse importante en exposition sur votre capteur peut détériorer celui-ci. Il convient lorsque l'on photographie en plein soleil sur une plage de sable blanc des Maldives de fermer le diaphragme au minimum, pour éviter que l'objectif ne fasse loupe. Mais cela est sans oublier la profondeur de champ. Dans cette mise en situation, les objets photographiés se découpent en silhouette. Ils offrent ainsi une forme nette et découpée. Dans les autres cas, hors contre-jour, on parle d'une prise de vue désaxée, celle-ci offre la particularité de percevoir la granularité de la matière de l'objet.

A contre-jour, le contraste est important. Vous renoncez alors à la lisibilité du sujet pour une mise en relief de celui-ci. Si les sujets sont translucides telle que des vitres teintées, des draps, des plumes... l'exposition en contre-jour souligne les couleurs. Une photo de contre-jour nécessite un filtre Ultra-violet ou un filtre gradué neutre à coller sur votre objectif. Les nuages peuvent également filtrer la lumière, comme une brume matinale.

Lorsque la source lumineuse est basse, les ombres sont plus importantes. Une source lumineuse plus haute dans le cadre illumine une grande plage de luminosité à l'arrière-plan du sujet. Si la source lumineuse est haute et hors champ, certains détails des ombres sont retenus, ce peut être un découpage du sujet avec des bordures lumineuses. Si dans le cadre, vous avez une découpe ombrée d'un objet en plan intermédiaire, un plus grand contour lumineux de votre sujet en premier plan est apparent, à condition que celui-ci ne soit pas noyé dans l'ombre de l'objet en plan intermédiaire. Cette dernière technique est appelé éclairage rim pour détourage.

Toutes ces ambiances de prises de vues découpent votre sujet et met en évidence sa silhouette. La solution du bracketing d'exposition offre les meilleurs choix sur votre moniteur étalonné pour déterminer quelle photo sera la bonne. La surexposition, dans certain cas, crée des effets éthérés intéressants.

Les focales variables

L'objectif est l'élément capital de tout système photographique. La qualité du système optique en est essentielle. Il existe deux types d'objectifs ceux à focale fixe et ceux à focale variable. Les objectifs à focale fixe ne sont maintenant utilisés que pour des applications macro, en lumière faible et correction de la perspective. Les objectifs à focale variable sont les plus appréciés. Les objectifs à focale variable ont été créé dans la gamme des téléobjectifs. Depuis, les téléobjectifs et les zooms sont souvent confondus. Un objectif standard à focale fixe est un 50mm, il enregistre les scènes comme l'œil nu peut les percevoir. Un objectif grand angle est inférieur à 50mm tandis qu'un téléobjectif est supérieur à 50mm.

Le zoom apporte la possibilité de couvrir différents angles. Un objectif de 18-55mm, dont le rapport de zoom est de 3X (55/18 = 3,05), est livré avec la plupart des appareils photo reflex. Ce type d'objectif couvre le 50mm standard, le grand angle supérieur à 30mm et l'hyper grand angle inférieur à 30mm. Les téléobjectifs moyens sont les 70-200mm. Les téléobjectifs couvrent une large variété comme les 100-300mm...

L'avantage du zoom est de pouvoir prendre différents angles de vues sans avoir à changer d'objectif. A cela, il est important de savoir que le capteur est très sensible aux poussières. Lors d'un changement d'objectif, le capteur est mis à nu. Il est déconseillé de changer l'objectif dans un environnement pollué.

Les modèles courants sont peu onéreux, à partir de 200€. Si vous y ajouter la motorisation de mise au point rapide automatique, autofocus asservi unique, asservi constant ou en détection de mouvement (focus tracking) et la stabilisation par lentilles pour les lumières faibles et vitesse d'obturation lente, leurs coûts peuvent monter aux alentours de 1000€ suivant leur longueur de focale. Les modèles professionnels plus chers sont équipés d'une ouverture maximale fixe, sur toute la gamme du zoom.

Les objectifs produits à partir des années 90 de certaines marques accessibles sur le marché d'occasion ont de fortes chances d'être compatibles avec la méthode de fixation des boitiers photographiques reflex actuels. Bien qu'il y est de forte chance que vous ne disposez pas d'un boitier photographique équipé d'un capteur full-format 24x36mm, coût aux alentours de 3000€. Vous pouvez toujours les adapter sur un capteur APC par un calcul du rapport entre les valeurs de la taille du capteur et de la longueur focale de l'objectif. En général, le rapport est le produit de 1.5 ou de 1.6. Par exemple, un objectif de 50mm devient par le rapport *1,5, un objectif de 75mm.

Les objectifs à focale variable ont une ouverture de diaphragme et une vitesse d'obturation inférieur aux objectifs à focale fixe. Le diaphragme est monté au sein de l'objectif et composé de six lamelles superposées dont les mouvements forment une ouverture de taille variable. Sur un appareil photo numérique compact, donc muni d'un zoom non-interchangeable, les ouvertures de diaphragme (f/) ne vont pas pas plus loin que f/8 ou f/11. Plus le nombre de l'ouverture (f/) est faible plus le diaphragme de l'objectif est ouvert. L'ouverture d'un diaphragme est en rapport avec la distance focale de l'objectif et le diamètre de l'ouverture. Le calcul f = la distance focale / rapport d'ouverture. Ainsi, pour une longueur focale de 50mm dont le rapport d'ouverture est f/1,4, le diamètre de l'ouverture du diaphragme sera de 35,7mm par la relation suivante : 50mm/1,4 = 35, 7mm. La plupart des objectifs reflex ont une grande ouverture de f/4 ou f/5.

Les ouvertures de diaphragmes vont de f/1,4 à f/32. Les différents pas de fermeture de diaphragmes peuvent être entiers dont le rapport par division est de 2. Ils s'en suivent f/4 - f/5,6 – f/8 – f/11 – f/16 - f/22. Ou par tiers, division par 3 : f/4 – f/4,5 – f/5 – f/6,3 – f/7,1 – f/8 – f/9 – f/10 – f/11 etc. Les différents pas de vitesse peuvent également entiers : 1/500 – 1/250 – 1/125 etc. Ou par tiers, 1/500 – 1/400 – 1/320 – 1/250 – 1/200 – 1/160 – 1/250 etc.

Les premiers prix d'objectifs ont une ouverture maximum variable de f/4 – f/5,6, ce qui est un frein dans les scènes de basses lumières. De plus, l'utilisation d'un zoom profond allonge la distance à parcourir de la lumière au sein de l'objectif, d'où une perte de Lux si la valeur Lumen est très faible.

La photo narrative et la photo descriptive