Zoom et diaphragme

Pourquoi le diaphragme de mon zoom , n’est pas constant ?
Pourquoi mon zoom déforme les photos ?

Le zoom est un objectif polyvalent dont les spécificités restent mal connues de la plupart des utilisateurs.

Inventeurs du zoom

L’origine du zoom est souvent mal connue également.

comment-apprendre-la-photo-zoom-PanasonicG2
Un zoom assez bas de gamme aux performances modestes. Vous pouvez constater les deux ouvertures f/4 et f/5,6.
En passant de la focale 45mm à la focale 200mm, l’ouverture passe progressivement de f/4 à f/5,6.

 

Le zoom, une invention française.

Et oui, le zoom est une invention française. Tout ne vient pas du Japon, loin de là.

Son inventeur, Roger Cuvillier, est un bourguignon bien de chez nous.
Roger Cuvillier dépose un brevet le 28 janvier 1949.

Des tentatives allemandes et américaines avaient avortées lorsque Roger Cuvillier trouve une formule très simple à 4 lentilles ;

  • 2 fixes ;
  • 2 mobiles,

montées dans deux tubes coulissants.

La technique du zoom sera améliorée considérablement par l’ingénieur Pierre Angénieux, (encore un français).

Le principe du zoom

Un groupe de lentilles coulissant pour faire varier la focale.
Simple en conception, le zoom est plus délicat à réaliser pour obtenir des objectifs lumineux de haute qualité.

 Le zoom aujourd’hui

  • Les dernières techniques numériques pour calculer les lentilles et les objectifs ;
  • les dernières technique de fabrication par moulage, autorisant des profils complexes impossibles à réaliser par polissage traditionnel ;
  • les tolérances de fabrication très faibles, grâce aux nouvelles machines numériques ;

révolutionnent la fabrication des objectifs et principalement des zooms qui, pour certains modèles égalent leurs équivalents à focale fixe.

Le zoom et le diaphragme

Un des problèmes qui subsistent se situe au niveau du diaphragme.

Zoom à ouverture variable ou glissante

Si vous changez un paramètre dans un rapport, le résultat change… élémentaire, mon cher Watson !

Vous vous rappelez que les nombres des ouvertures f/2, f/2,8, f/22 sont le résultat de la division de la distance focale, par le diamètre du trou du diaphragme.

Si vous changez la distance focale sans changer, le diamètre du trou, le rapport change.

Exemple :

  • un zoom 100-300mm ;
  • un trou de diamètre 25mm ;

100/25 = 4

300/25=12, j’arrondis à 11

Ce qui donnerait un zoom dont l’ouverture maximum serait à f/4 en position 100mm et f/11 en position 300mm.

Il y a donc une variation de la luminosité de l’objectif selon la focale utilisée.
Bien entendu les concepteurs du zoom font des prodiges pour limiter cette variation.

La plupart des zoom sont dans cette situation :

  • 28-105mm f/3.5~4.5
  • 100-300mm f/4.5-6.7

Pourquoi ne remarquez-vous pas cette variation de luminosité, en pratique ?

En mode automatique priorité diaphragme, cette variation de luminosité est compensée par le temps de pose qui s’adapte.

Encore une raison pour vous habituer à photographier en mode priorité diaphragme.

Zoom à diaphragme constant ou ouverture constante

Mal traduit, vous trouverez de temps en temps « objectif à ouverture fixe« , ce qui n’est pas la même chose.

Pour obtenir une ouverture constante, il faut un système par came, qui durant le déplacement du groupe de lentilles, fait varier le diamètre du trou du diaphragme.

Une complication qui se paie au prix fort.

Zoom et variation du centre optique

Un autre défaut des zooms est cette fâcheuse tendance à déformer les objets en passant de la forme en barillet à la forme en coussinet.

Cela provient du fait qu’en se déplaçant dans l’objectif, le groupe de lentille modifie l’emplacement du centre optique… et comme le diaphragme doit rester exactement au centre optique, pour éviter toute déformation, vous voyez le problème !

Zoom à ouverture constante, objectif universel ?

Effectivement, un zoom bien calculé pour éliminer les déformations, à ouverture constante peut apparaître comme l’objectif universel.

Pour le moment de tels zooms restent lourds et chers, voilà pourquoi, je reste attaché aux optiques fixes, même si la panoplie d’un photographe doit comporter un zoom pour réaliser des photos irréalisables avec une focale fixe.

Zooming ou « coup de zoom »

Parmi les effets spéciaux facilement réalisables, vous avez le zooming qui consiste à faire varier la focale de l’objectif durant la prise de vue.

Effets d’éclatement parfois spectaculaires avec les jeux de lumière.
Couplé à un effet de filé, vous pouvez obtenir des effets très graphiques.

Zoom et hyperfocale

Sur ce point, le zoom est loin de valoir une focale fixe, à tel point que les fabricants ont aujourd’hui renoncé, pour la plupart à sérigraphier les repères pour régler son objectif sur l’hyperfocale.

Les repères d’hyperfocale sur un zoom

Les repères d’hyperfocale sur un zoom sont très confus et peu utilisables.
Si vous êtes un fan de cette technique, vous risquez d’être déçus.

Utilisez-vous un zoom ?
Qu’est-ce que vous en appréciez le plus ?
Faites part de votre expérience en commentaire.

 

Diaphragme à iris

Le diaphragme à vanne n’étant pas facile à utiliser, il a fallut trouver un autre système : le diaphragme à iris.

Les contraintes du diaphragme à iris

S’approcher du cercle parfait

Comme nous l’avons vu dans l’article précédent, le diaphragme doit se rapprocher le plus possible d’un cercle parfait.

Ce n’est possible qu’en multipliant le nombre des lames qui le composent.
Bien entendu, ça a un coût.

De nombreux objectifs sont équipés de diaphragmes comptant seulement 5 lames.
On est loin du cercle parfait, puisque le trou adopte la forme d’un pentagone.

Pour s’approcher du cercle, il faut environ 9 lames.
Plus il y a de lames, mieux c’est.

Le diaphragme doit être placé au centre optique

Facile à dire, moins évident à réaliser.

Sur un objectif complexe, surtout sur les courtes focales, il est bien difficile de trouver une place pour ce mécanisme juste au centre optique.

comment-apprendre-la-photo-diaphragme-iris
Dans un objectif à focale fixe, symétrique, il est simple de placer le mécanisme du diaphragme au centre optique.

 

Très souvent, les opticiens sont contraints à trouver des compromis pour placer ce diaphragme, ce qui conduit aux déformations géométriques en barillet ou coussinet bien connues.

Si le problème est facilement résolu sur les objectifs symétriques équipant les chambres grand-format, c’est le soucis numéro un pour la réalisation des rétro-focus, télé-objectifs et surtout les zooms.

Les zooms, pièges à diaphragme

La variation de distance focale des zooms est produite par le déplacement d’un groupe de lentilles.

La conséquence immédiate est un déplacement du centre optique selon la focale obtenue.
S’il y a déplacement du centre optique, par rapport au diaphragme, les déformations ne sont pas constantes.
Voilà pourquoi, avec un même zoom transtandard, on se retrouve avec des images déformées en barillet sur la position grand-angle puis en coussinet sur la position télé.

Testez votre objectif

Si vous voulez bien ressentir ces déformations, photographiez un jeu de dames ou un échiquier à toutes les focales.
Dites-nous en commentaire ce que ça donne.

 

Connaissez-vous le troisième rôle du diaphragme ?

Comment-apprendre-la-photo.fr diaphragme à vanne

Tout le monde connait les deux principaux rôles du diaphragme :

  • Doser la lumière ;
  • Doser la profondeur de champ.

Mais, il en reste un essentiel qui est à l’origine du fait que votre objectif n’est pas au top à toutes les ouvertures.

Le diaphragme supprime les rayons lumineux qui passent par les bords de l’image.

C’est la raison qui fait que même sur un appareil simple à ouverture fixe, en général, il existe un diaphragme.

Un bon diaphragme efficace doit être bien circulaire, tout rond !
Cela se faisait très simplement sur les diaphragmes à vanne.

Le diaphragme à vanne professionnel

Il s’agissait de plaques de tôles percées, rigoureusement calibrées et utilisées notamment en photogravure.

Une plaque pour chaque ouverture de diaphragme.
Peu compatible avec une utilisation nomade, le diaphragme à vanne est resté au chaud des ateliers de photogravure.

Les défauts du système

  1. Le diaphragme, pour éviter les distorsions géométriques, doit être situé, idéalement, au centre optique pour supprimer toute déformation.
  • Soit on dispose d’un objectif symétrique qui permet d’introduire le diaphragme entre les deux parties symétriques, situation idéale ;
Comment-apprendre-la-photo-emplacement-diaphragme
Placé en avant de l’objectif, le diaphragme provoque une aberration en barillet – Diaphragme situé au centre optique, pas de déformation – Placé en arrière de l’objectif, le diaphragme induit une déformation en coussinet.

 

  • Soit on le place en avant ou en arrière de l’objectif avec déformation en barillet ou coussinet.
  1. Le deuxième défaut, auquel vous avez déjà pensé, est la manipulation et le risque de perte, sans compter le problème des poussières.

Diaphragme à vanne intégré

Ce type de diaphragme, soit à ouverture unique (fixe) soit à plusieurs valeurs d’ouvertures a équipé des générations d’appareils.

Les derniers représentants sont connus de tous ceux qui ont eu en main un appareil simple dans les années 80, du temps des petits 24×36 ou autre 126 et 110 (je vous parle de cela, mon bon monsieur, c’était au siècle dernier, pour ne pas dire d’un autre millénaire !)

Sur ces appareils très simples, le diaphragme était constitué d’une simple tôle percée.
Facile dans ce cas d’avoir un trou bien circulaire.

 

Comment-apprendre-la-photo.fr diaphragme à vanne
Exemple de diaphragme à vanne qui équipait les appareils simples de format 126 et 110, principalement Kodak et Agfa-Gevaert.
Pour changer de valeur, il suffit de coulisser le curseur pour changer de trou, en arrière de l’objectif.

 

Le trou adapté à la prise de vue se réglait par déplacement d’un curseur.
En général, on disposait de 3 trous par exemple :

  • Beau temps ;
  • Ciel nuageux ;
  • Flash.

Bien entendu, ce type de diaphragme est toujours placé derrière l’objectif, déformations garanties.

Une variante du diaphragme à vanne : l’obturateur diaphragme

Ce type d’obturateur diaphragme a été adopté sur des appareils compacts automatiques des années 70/80, pour lesquels, on avait adopté un système de deux lames coulissantes qui faisaient office simultanément d’obturateur et de diaphragme.

comment-apprendre-la-photo-obturateur-diaphragme
Obturateur diaphragme équipant des compacts automatiques 24×36 argentiques des années 78/80.

Le système est ingénieux.
Puisque selon l’intensité lumineuse, les lames s’écartent plus ou moins.

S’il y a beaucoup de lumière, les lames s’écartent peu, la profondeur de champ est maximum et le temps de pose court.

Au contraire, en faible lumière, les lames doivent s’écarter plus, le temps de pose s’allonge et la profondeur de champ diminue, mais reste la plus importante possible.
Idéal pour le type d’utilisateur d’appareil simple pour qui une bonne photo est une photo nette partout.

Le diaphragme moderne, le diaphragme à iris

Compte tenu de la rusticité de cet équipement, une autre solution s’est imposée, le diaphragme à iris.

C’est un des équipements de l’appareil photo, et plus précisément de l’objectif, les plus délicats à réaliser.
Comme vous le verrez, dans le prochain article, tous les problèmes ne sont pas résolus, loin de là.

Comme l’exposition et le réglage du diaphragme restent un souci pour beaucoup, il m’a semblé bon de revenir aux sources, de manière que le diaphragme qui semble un peu mystérieux pour certain(e)s soit bien considéré comme un simple trou qui règle l’ouverture.

Qu’en pensez-vous ? Dites le moi en commentaire.

 

Pareto, loi des 20/80 appliquée aux objectifs photo

Comment-apprendre-la-photo-gp14mmPanasonic

La Kina, puis dans quelques semaines, le salon photo de Paris, gare au chant des sirènes.
Les fabricants de matériel ont pour principal soucis de vendre, je ne vous apprends rien.

Me revient à l’esprit cette scène que j’ai vécue, dans une grande surface parisienne, à l’époque totalement dédiée à la photo, la hifi et les livres… vous voyez de quoi je parle.

 

Comment-apprendre-la-photo-gp14mmPanasonic
Optiques à focale fixe de 14 mm et 20 mm – Illustration réalisée avec un bridge Fujifilm S2980 – Lumière du jour.

 

Un homme de bonne situation sociale, la cinquantaine, qui demande avec cet air de suffisance que savent arborer certains amateurs, investis de l’aura du photographe, du fait de la possession du dernier reflex à la mode :
« J’ai un Nikon F machin et je suis très déçu de mes portraits… »

Le vendeur, sans lui poser aucune question sur les difficultés qu’il rencontrait, lui monte un télé sur un boîtier et lui colle dans les mains : « Prenez çà ! »
L’homme se met l’œil au viseur … Sans attendre, le vendeur : « C’est ce qu’utilisent tous les portraitistes ! »
Et notre chaland est passé à la caisse !

Peut-être aurait-il mieux fait d’apprendre à se servir de son matériel.

N’avez-vous pas un peu cette sensation de vivre cette scénette, en lisant, blog après blog, les conseils prodigués pour bien vous équiper ?

80% des besoins d’un photographe sont couverts avec seulement deux objectifs ou deux focales.

Et même, je connais nombre de photographes professionnels, qui aujourd’hui encore vivent de la photo et produisent leurs images avec deux seuls et uniques focales fixes, au studio, à la chambre grand format, comme en reportage !
Pour eux, c’est 100% de leurs besoins couverts avec deux objectifs.

Hormis certains besoins particuliers comme la photo animalière, certains sports et autre spécialités bien spécifiques, un équivalent 24×36 de 28 mm et un équivalent 100 mm suffisent.
Choisissez des focales fixes ouvrant à f/2,8, c’est suffisant et pas trop couteux.

Pour une chambre grand format en 4×5″ (10×12,5) ce seront un 90mm et un 210 mm.

Le 28 mm

Le 28 mm couvre un angle de champ de 75°.
Relativement simple à fabriquer, il reste abordable et fournit des photos sans déformation.
Certains photographes lui préfèrent le 35 mm couvrant 62/63°.
Ce sont des grands-angulaires avec lesquels vous photographiez les intérieurs, les groupes et les paysages.

Le 100 mm

Avec un angle de champ de 24°, ce petit télé-objectif est idéal pour le portrait et dans cette utilisation, les modèles ouvrant à f/2 sont parfaits.
Il permet d’être à bonne distance de son sujet, ni trop près, ni trop loin.

Cette focale de 100 mm est également très agréable pour des photos de détails, isoler une partie de paysage etc.

Les pancakes

Soyons moderne !
Très en vogue aujourd’hui, on en parle beaucoup.
Lancés il y a déjà bien longtemps par Pentax, ces objectifs très compacts sont conçus selon une formule optique simple nécessitant peu de lentilles.
Compacts, légers, pas très chers, ils sont néanmoins très efficaces et performants.

L’incontournable 50 mm

Si vous vous équipez en petit format 4/3, format idéal car proche du nombre d’or, le coefficient multiplicateur étant de 2x, pour un coût ridiculement bas, votre 50 mm devient un 100 mm ouvrant à f/1,8, au prix d’une bague d’adaptation pour les hybrides.
Pas la peine d’investir dans un coûteux 50mm macro, sauf besoins très spécifiques.

Les variantes

Certains photographes, préfèrent le 85 mm au 100 mm d’autres préfèrent le 35 mm au 28 mm.
Un bon équilibre dans ce cas serait 28 mm + 85 mm ou 35 mm + 100 mm.
En ce qui me concerne, j’ai toujours couvert les mariages avec 28 mm + 100 mm.

Voila comment vous pourrez couvrir 80% de vos besoins avec deux seuls et uniques mais bons objectifs.
Ce choix vous permet d’être équipé nettement plus léger et c’est beaucoup moins cher qu’un zoom aussi lumineux.

Astuce de pro

Un photographe de mariage n’a besoin que de ces deux optiques, de même, un reporter.
Pour plus d ‘efficacité, s’ils n’utilisent que deux objectifs, ils les montent chacun sur un boîtier !
Pas besoin de démonter l’objectif, et en cas de panne, ils ont une roue de secours.

La sangle de chaque appareil est réglée de façon qu’au repos, les deux boîtiers se trouvent l’un au dessus de l’autre et ne s’entrechoquent pas.

Les reflex modernes de qualité étant d’un poids invraisemblable, beaucoup de photographes abandonnent momentanément cette façon de faire et se tournent vers l’option zoom.
L’arrivée d’hybrides de qualité redonne tout son intérêt à cette façon de travailler.

Et pour les 20% restants

A l’utilisation, vous sentirez bien quelles focales vous manquent, en photo animalière ou de sport, une longue focale sera la bienvenue.

Si votre passion est l’architecture, un très grand angle est à envisager.

Mais SEULEMENT après avoir « usé » toutes les possibilités de vos deux focales de base.

Une focale fixe vous oblige à bouger, vous déplacer, chercher de nouveau points de vue.
C’est beaucoup plus formateur que le zoom.

Mon conseil

Si vous êtes équipé d’un zoom, au moins une fois par semaine, bloquez le sur une focale et faites, en une heure, l’équivalent d’une pellicule, soit 36 photos originales avec cette unique focale.
Vous allez vous découvrir des dons insoupçonnés !

Que pensez-vous de cette approche ?
Quelle est votre focale préférez ?
En laissant un commentaire, vous aidez de votre expérience les plus novices des visiteurs de ce blog, merci d’avance pour eux.

 

 

Appareils plénoptiques, fini les photos ratées ?

Un nouveau concept d’appareil, light-field camera ou appareils photo plénoptiques permettent-ils de supprimer les photos ratées ? Ces appareils plénoptiques enregistrent les données de l’image en intégrant la direction de rayons lumineux qui forment l’image.


Cliquez là où vous voulez voir l’image nette !

Et laissez un commentaire pour dire ce que vous en pensez…

 

A partir de ces données, vous pouvez décider à tout moment de l’endroit qui doit apparaitre net !

Une vidéo vous explique tout ça simplement, même si vous ne comprenez pas l’anglais.

Pour voir quelques exemples rendez-vous sur le site le blog de la société Lytro

Cette technique se fait au détriment de la définition, mais il suffit d’utiliser un capteur avec beaucoup de pixels !

Et ça, on sait faire…

Le principe de la photo plénoptique

 



Une grille de micro lentilles placées devant le capteur, permet, avec le logiciel adapté, de déterminer pour chaque pixel d’image l’orientation des rayons lumineux.
Un calcul par triangulation permet ensuite de définir les points de focalisation.


Le terme Light-field, lumière de champ est peut-être plus évocateur.
Le système permet d’enregistrer le champ de lumière en 3 dimensions.
A partir de ces données, avec un logiciel adapté, il est possible de reconstruire l’image à n’importe quel endroit de ce champ.
Une autre application moins déroutante ou surprenante est la production d’images en relief.
Les recherches dans ce domaine on commencé en 1908 !
Mais sans la nouvelle puissance qu’offre l’informatique, la réalisation de tels projets était inenvisageable.
Si ces techniques vous passionnent, vous trouverez de quoi satisfaire votre curiosité en suivant ces liens :

http://www.lytro.com/renng-thesis.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Plenoptic_camera

 

Focale, centre optique et macrophotographie

Dès que l’on parle de focale, ou plus exactement, de distance focale, on pense 24×36. Toute lentille a une distance focale, même si l’on ne parle pas photo.

Loupe, foyer et distance focale

Les rayons provenant de l’infini convergent au foyer.
Si vous avez déjà allumé une bougie avec l’énergie du soleil, vous connaissez le principe.
Il suffit d’avancer ou reculer la loupe pour faire coïncider le foyer image avec la mèche.

 

Allumer bougie avec une loupe

Notez bien que le système est réversible. Si vous retournez la loupe, vous pourrez allumer la mèche de la même manière.

Foyer et distance focale

Ce schéma reprend l’illustration ci-dessus.

 

Foyer et distance focale

Notez bien que le système est réversible.
Si vous placez une lumière puissante au foyer de la lentille, les rayons sortants, émergeants de la lentille sont projetés à l’infini.
C’est le principe des phares de voiture et des phares maritimes.

Formation de l’image

 

 

Objectif et formation image

Les rayons lumineux formant l’image (à droite) du sujet (à gauche) se croisent au centre optique ou point nodal image de l’objectif.

Schéma de la formation de l’image

 

Schéma formation image

Pour simplifier, on considère l’objectif comme une lentille mince dont le symbole est la double flèche verticale, perpendiculaire à l’axe optique.

  • A gauche du schéma, on marque l’infini (?) ;
  • Le centre optique ou point nodal image se situe à l’intersection de l’axe optique et la lentille mince ;
  • La distance focale, du centre optique au foyer image est notée « f » ;
  • Le foyer image est noté « Fi » ;
  • Le foyer objet symétrique au foyer image, côté objet, est noté « Fo »

Schéma axe optique 2

Les rayons passant par le centre optique (CO) ne sont pas déviés.
Les rayons venant de l’infini, parallèles à l’axe optique sont déviés et passent par le foyer image.


Pour tracer l’image d’un point objet, il suffit de tracer

  • le rayon parallèle à l’axe optique, passant par ce point objet, puis par le foyer objet ;
  • le rayon passant par ce point objet et le centre optique.

L’intersection des tracés de ces deux rayons correspond à l’image de ce point.
En traçant les rayons, point par point, de l’objet, on obtient l’image de cet objet, ce que fait automatiquement et instantanément l’appareil photographique, sur le capteur numérique ou la pellicule argentique.

Cas particuliers

L’objet est situé à deux fois la distance focale de l’objectif utilisé.

Son image se forme à deux fois la distance focale.

  • La taille de l’image est égale à la taille de l’objet, on entre dans le domaine de la macrophotographie, au rapport 1.
  • Si l’objet continue à s’approcher de l’objectif, sans atteindre le foyer objet, son image sera de plus en plus grande.

L’objet est exactement situé à une distance égale à la distance focale de l’objectif.

L’objet est donc situé sur le foyer objet.
Dans ce cas les rayons émergeants de l’objectif sont projetés à l’infini, aucune image n’est construite.

Mieux comprendre votre objectif

Pour comprendre les capacités et les limitations d’un objectif, il est essentiel de bien comprendre la différence de fonctionnement entre l’œil et les systèmes optiques à notre disposition en photographie ou en cinéma.

Comment voit un objectif

L’œil est en perpétuel mouvement. L’ensemble de nos deux yeux couvre un angle de champ de 200° environ.

Sans nous en rendre compte, face à une scène couverte par notre regard, nous « picorons » les points essentiels qui retiennent notre attention.

L’ensemble de la scène reste flou, seule la zone où se fixe notre regard devient nette.

De la même façon, par le jeu de la pupille, notre œil règle la luminosité pour l’endroit que nous observons.

Un objectif dans un système photographique, capte sans discernement l’ensemble de la scène.
Le spectateur de la photographie obtenue peut porter son attention sur n’importe quelle partie de cette image.

Il est donc nécessaire de recréer sur cette photographie l’impression subjective qu’a eu le photographe au moment du déclenchement.

Aucun objectif, à l’heure actuelle, n’est capable de couvrir tous les besoins des photographes !
Pas même les zooms, malgré leur souplesse.

Une bonne connaissance du système optique, de ses capacités, de ses manques, permet au photographe de faire face à toutes les situations efficacement.

Comment fonctionne un objectif ?

Un objectif est formé d’une ou plusieurs lentilles.

Ces lentilles « canalisent » les rayons lumineux pour reproduire une image présentant un minimum de défauts, sur le capteur de l’appareil photo :

  • la pellicule en photo argentique ;
  • le capteur numérique sur un appareil photo numérique.

Objectif et angle de champ

Les différents objectifs à focale fixe couvrent des angles de champ de 5 à 180° environ.

Chaque objectif à focale fixe couvre un angle de champ bien déterminé.

Les objectifs sont classés en trois familles par rapport à leur focale et l’angle de champ qui en découle :

  • Focale normale correspondant à un angle de champ de 45° environ ;
  • Longue focale (téléobjectif)angle de champ inférieur à 45 ° ;
  • Courte focale ( Grand angle)angle de champ plus grand que 45 °.

Les objectifs zooms, à focales variables permettent de remplacer, sous un faible volume plusieurs objectifs et ainsi de couvrir une grande variété d’angles de champ.

Objectif et distance focale

La distance focale se mesure depuis le centre de l’objectif (là où se croisent les rayons lumineux) jusqu’au plan image (là où se forme l’image).

La notion de distance focale ne peut pas être séparée du format d’image produit par l’appareil photo.

La focale normale d’un objectif est égale à la diagonale du format d’image produit par l’appareil photo.

Un objectif de focale normale pour un appareil 24×36 a une distance focale de 50 mm.
Pour un appareil photo de format 4,5×6, ce même objectif de 50 mm correspondra à un objectif grand angle.

Objectif, cercle image et cercle image utile

Un objectif est construit avec des lentilles circulaires.
L’image produite est circulaire également.

L’image circulaire, la plus grande, produite par l’objectif détermine ce que l’on appelle le cercle image.
Les bords de l’image sont toujours de mauvaise qualité.

Une partie plus restreinte est utilisable d’où la notion de cercle image utile.
Objectif -Cercle Image et Cercle Image Utile

Le format d’image est donc un rectangle ou un carré découpé dans le cercle image utile.

En théorie, un objectif permettant de couvrir un grand format (le 6×9 par exemple) est utilisable avec tous les formats inférieurs.

Cette particularité est utilisée principalement avec les objectifs de chambre ou banc optique, ce qui permet à un photographe professionnel d’utiliser deux formats de chambre, avec une seule gamme d’objectifs.

De même, avec les moyens formats tels que Hasselblad, grâce aux dos interchangeables, il est possible avec des objectifs prévus pour le 6×6, de réaliser des photographies en 4,5×6 cm, voire en 24×36 mm.

Malheureusement, les objectifs de moyens formats ne sont pas compatibles avec les appareils photo 24×36.

Appareil photo sans objectif : le sténopé

Pour mieux comprendre le rapport qu’il y a entre la focale et l’angle de champ, nous allons raisonner avec l’objectif le plus simple qui soit : le sténopé !

Le sténopé est un appareil photo dont “l’objectif” est constitué d’un simple trou.

Sur le schéma suivant, représentant 3 sténopés de taille différente.

Considérons les comme des sténopés de “distances focales” différentes.
Vous allez comprendre facilement le rapport qu’il y a entre distance focale et angle de champ.

 

 

Variation de l'angle de champ d'un sténopé
En bas à droite, la photo obtenue.

 

Plus la distance focale est grande, plus l’angle de champ est réduit.

La surface d’image est toujours la même.

Le sténopé ayant la plus grande distance focale, enregistre une plus petite partie de la scène photographiée sur la même surface d’image.

La scène photographiée est donc agrandie et donne une impression de grossissement, effet si caractéristique des téléobjectifs.

Prisme et décomposition de la lumière blanche

La lumière blanche en traversant un prisme se décompose en six couleurs, ce que l’on nomme « décomposition de la lumière blanche ».
Six couleurs que l’on retrouve dans les synthèse additive et synthèse soustractive.

Voir aussi La propagation de la lumière.

La lumière blanche

La lumière blanche est composée d’un mélange de radiations bleues, vertes, rouges.

En traversant un prisme transparent, un faisceau de lumière blanche émerge en se décomposant en faisceaux de six couleurs différentes allant du violet au rouge.

Prisme et décomposition de la lumière blanche
la décomposition de la lumière blanche, toujours d’actualité en photo numérique ! Sacré Newton !

Ces différentes zones colorées forment ce que l’on appelle le « spectre coloré » de la lumière blanche.

Aux deux extrémités de ce spectre, se trouvent des couleurs non visibles par l’œil humain, mais enregistrables sur les pellicules photographiques et par les capteurs numériques non filtrés : l’ultraviolet et l’infrarouge.

| Ultra-violet | Violet | Bleu | Vert | Jaune | Orange | Rouge | Infra-rouge |

Isaac Newton propose pour la première fois au XVIIe siècle un cercle des couleurs chromatiques fondé sur la décomposition de la lumière blanche.

Isaac Newton et son prisme

Traditionnellement, on évoque 7 couleurs parce que le 7 est un nombre « magique » et à l’époque d’Isaac Newton, il était impensable que la nature se fut arrêtée en si bon chemin.
Le 7 est un nombre magique.
Isaac Newton trouve une septième nuance, l’ »indigo » qui se glisse entre le violet et le bleu.

La décomposition de la lumière blanche en pratique

Il arrive de nombreuses fois où la décomposition de la lumière blanche s’offre au regard du photographe.
L’arc en ciel en est une belle représentation.
Bien d’autres occasions, avec les bijoux, une triangle de verre rempli d’eau…
Ouvrez bien vos yeux, plein d’occasions de photos originales à se mettre sous l’objectif, pour peu que le soleil se montre un peu coopératif !

Propagation de la lumière

La lumière est une énergie rayonnante.

Pour comprendre la propagation de la lumière et ses effets en photographie, retenez que la lumière est une énergie.
Il est possible d’utiliser le rayonnement lumineux pour faire fonctionner des moteurs, recharger des batteries etc.

Propagation de la lumière = énergie rayonnante

Rayonnement Solaire
La lumière se propage en ligne droite

Photons
Que les physiciens me pardonnent pour les simplifications qui vont suivre !
La lumière est composée de petites particules d’énergie, les photons.
Les photons se déplacent en ondulant, un peu comme un serpent.

La lumière se déplace en ligne droite
La trajectoire de ces photons se fait en ligne droite. Ils forment ainsi des rayons lumineux.

Une source de lumière incandescente, comme une bougie ou la plus naturelle, le soleil, émet des rayons lumineux dans toutes les directions.

Propagation et réflexion de la lumière

Un rayon lumineux, issu de la source de lumière s’appelle un rayon incident.
Un peu comme une boule de billard, un rayon incident, après avoir percuté un obstacle est renvoyé dans une nouvelle direction, il devient un rayon réfléchi.

Réflexion sur objet Blanc
En se propageant dans l’espace, la lumière rencontre des surfaces opaques. Les rayons lumineux sont réfléchis de façon prévisible.

Propagation et angle de réflexion de la lumière

L’angle de réflexion de la lumière est égal à l’angle d’incidence.
Ces deux angles se mesurent par rapport à la normale au plan considéré (la perpendiculaire à ce plan).
Lorsque le plan est courbe, il faut considérer la normale à la tangente de ce plan.

Angle de réflexion de la lumière
Si vous jouez au billard ou à la pétanque, comprendre les règles de propagation et de réflexion de la lumière ne devraient pas vous poser de difficultés !

Selon la nature de la surface rencontrée, les rayons lumineux vont se comporter de différentes façons.

Pour vous familiariser avec le jeu des lumières colorées, si important en photographie couleur comme en photographie noir et blanc, j’ai systématiquement utilisé trois rayons de couleur : un bleu, un vert, un rouge.
Une introduction en douceur aux synthèses additive et soustractive.

Propagation de la lumière face à un sujet blanc blanc

En percutant une surface blanche, la quasi-totalité des rayons lumineux d’une lumière blanche (soit un mélange à 33% de bleu, 33% de vert, 33% de rouge)est réfléchie.

Réflexion sur objet Blanc
Face à un sujet blanc environ 80% de la lumière se trouve réfléchie.

Il n’y a jamais de réflexion totale, à 100% !
Le pouvoir réfléchissant d’une surface est indiqué par son albédo.
Sur le schéma, j’ai fait figurer en pointillé la proportion de lumière absorbée par le matériau.
L’énergie de cette lumière absorbée par le matériau est transformée en chaleur.
L’effet est négligeable pour un matériau blanc, une très faible proportion de la lumière étant absorbée.
La quasi-totalité de la lumière est réfléchie, la proportion à 33% entre le bleu, le vert, le rouge est conservée.
Ces rayons réfléchis par ce matériau, sont captées par la rétine de l’œil.
Le mélange de bleu, de vert, de rouge sera interprété par le cerveau comme une lumière blanche.
L’objet est perçu blanc.

Propagation de la lumière sur un corps noir

Cet objet éclairé par une lumière blanche, soit 33% de bleu, de vert, de rouge nous paraît noir parce qu’il absorbe la quasi-totalité des rayons lumineux et n’en réfléchie qu’une infime partie.
Il n’y a pratiquement pas de lumière réfléchie, l’absence de lumière au niveau de l’œil de l’observateur est traduite par le cerveau comme une couleur noire.

Reflexion sur objet Noir
La lumière est absorbée par les corps noirs. Son énergie se transforme en chaleur. La propagation par réflexion est de 10% sur du velours noir.

Absence de lumière = absence d’impression colorée.
Il n’existe jamais d’absorption totale, il y a toujours un résidu de rayons réfléchis.
Pour obtenir l’absorption maximum les photographes utilisent du velours de coton noir.
La plupart des rayons lumineux qui éclairent un objet noir, est absorbée par celui-ci et convertie en chaleur.
Cette propriété est utilisée pour les chauffe-eau solaires.
Vous pouvez vous livrer à une expérience très simple.
Prenez deux boîtes métalliques identiques comme des boîtes à thé.
Peignez-en une en blanc, l’autre en noir mat.
Remplissez ces deux boîtes d’eau et mettez les en plein soleil.
Une heure après, l’eau de la boîte noire sera chaude !

Certaines matières ont la propriété de réfléchir certain rayons lumineux et d’en absorber d’autres.

Lumière et sujet bleu

La matière bleu absorbe les rayons verts et rouges, les transforme en chaleur.

Réflexion sur objet Bleu

Seul le rayonnement bleu réfléchi peut parvenir à l’œil de l’observateur.
Cet objet nous paraît bleu.

Lumière et sujet vert

La matière verte absorbe les rayons bleus et rouges, les transforme en chaleur.

Réflexion sur objet Vert

Seul le rayonnement vert réfléchi et parvient à l’œil de l’observateur.
Cet objet est perçu vert.

Lumière et sujet rouge

La matière absorbe les rayons bleus et verts, les transforme en chaleur.

Reflexion sur objet Rouge

Seul le rayonnement rouge réfléchi et parvient à l’œil de l’observateur. Cet objet est perçu rouge.

Lumière et sujet jaune

La matière jaune absorbe les rayons bleus, les transforme en chaleur.
Seul les rayonnements verts et rouges sont réfléchis.

Réflexion sur objet Jaune

Cet objet est interprété jaune (mélange rouge + vert).

Lumière et sujet magenta

La matière magenta absorbe les rayons verts, les transforme en chaleur.
Seul les rayonnements bleus et rouges sont réfléchis et peuvent parvenir à l’œil de l’observateur.

Réflexion sur objet Magenta

Cet objet nous paraît magenta (mélange bleu + rouge).

Lumière et sujet cyan

La matière cyan absorbe les rayons rouges, les transforme en chaleur.
Seul les rayonnements bleus et verts sont réfléchis et peuvent parvenir à l’œil de l’observateur.

Réflexion sur objet Cyan

Cet objet nous paraît cyan (mélange bleu + vert).

Diffusion de la lumière

La diffusion des rayons lumineux peut se faire par transmission ou par réflexion.

Diffusion de la lumière par réflexion

En rencontrant un objet dont la surface est irrégulière, les rayons lumineux sont réfléchis, en raison des angles d’incidence, dans toutes les directions.

Reflexion par Diffusion

Les plaques de polystyrène expansé, utilisées par les photographes, en sont le meilleur exemple.

Transmission de la lumière

Un rayon lumineux traverse sans être dévié, un objet transparent simple, comme une vitre.

Transmission de la lumière

Dans le détail, ce n’est pas tout à fait exact.
Reportez-vous au chapitre “notions d’optique” pour en savoir plus !

Diffusion de la lumière par transmission

Les rayons lumineux sont déviés dans toutes les directions dans la structure de la matière d’un verre dépoli, d’une feuille de papier calque ou d’une plaque d’Altuglas translucide.

Diffusion par Transmission

De même dans un nuage, les rayons lumineux de la lumière solaire sont déviés par les gouttelettes en suspension.

  • La lumière est diffusée ;
  • Le contraste baisse ;
  • Les ombres sont adoucies.

Pour aller plus loin dans la connaissance des jeux de lumière et couleur en photographie lisez ces articles complémentaires :

Je vous ai donné les grandes lignes de ce que vous devez savoir en temps que photographe.
Vous pourrez trouver un article plus approfondi sur la propagation de la lumière, en suivant ce lien.

 

Focale et angle de champ

La distance focale comme l’angle de champ permettent de connaitre la capacité d’un objectif à couvrir un sujet donné.
La distance focale est indissociable de l’angle de champ.
Ces deux valeurs caractérisent l’objectif considéré.

Mieux Photographier

Distance Focale et angle de champ

Bien que moins connue des amateurs, la valeur de l’angle de champ est plus parlante.
Exprimer la qualité d’un objectif par sa distance focale, nécessite de préciser le format considéré.
La focale de 50mm est une focale normale en 24×36 mais devient un grand angle pour un 4,5×6 ou 6×6 cm !
Et un fort télé-objectif sur la plupart des appareils numériques du fait de la faible taille du capteur.
L’illustration plus bas correspond à un système 24×36.

Angle de champ et focale normale

Quelque soit le format de l’appareil photo, un angle de champ de 45° correspond toujours à la focale normale !
Tous les objectifs d’angle de champ supérieurs à 45° sont des objectifs « Grand-Angle ».
Les objectifs d’un angle de champ inférieur à 45° correspondent à des longues focales ou « Télé-Objectif ».

La distance focale correspond à la distance qui sépare le centre optique de l’objectif du plan focal, lorsque l’objectif est réglé sur l’infini.

Plus la distance focale augmente, plus l’angle de champ diminue, plus le sujet photographié est grossi.
L’angle de champ aura aussi des conséquences sur la profondeur de champ.

Schéma des focales et angles de champ correspondants

 

 

Schéma comparatif focale / angle de champ

Classement des Types de Focales

Les objectifs se répartissent en trois familles :

Focale Standard=45°Focale Normale
Courte Focale>45°Grand-Angle
Longue Focale<45°Télé-Objectif

Focale angle de champ

Focale en mmAngle en °Focale en mmAngle en °
14 en mm114°135 en mm18°
20 en mm94°180 en mm13°
24 en mm84°200 en mm12°
28 en mm75°300 en mm
35 en mm63°400 en mm
50 en mm46°500 en mm
85 en mm28°600 en mm
100 en mm24°800 en mm3,5°

Mieux Photographier
Vous avez aimé ?
Merci de Liker, partager et laisser un commentaire.
Juste pour me motiver à vous en donner plus !