Photographie/Les premiers pas/L'appareil photographique
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[modifier] Généralités
L'appareil photographique est l'instrument de base qui permet aux photographes d'enregistrer les images des sujets qui s'offrent à leurs yeux.
Les appareils photographiques peuvent être classés selon leur mode de fonctionnement, la nature de la surface sensible qu'ils permettent d'impressionner, leur usage le plus courant, leurs dimensions qui peuvent aller de quelques centimètres à plusieurs mètres, etc. Depuis les appareils en usage aux premiers temps de la photographie jusqu'aux plus modernes, les modèles qui ont été commercialisés sont innombrables.
[modifier] Les organes fondamentaux des appareils photographiques
Tous les appareils, quels qu'ils soient, ont en commun certains organes fondamentaux sans lesquels ils ne pourraient pas fonctionner. Nous les étudierons rapidement ici et plus en détail dans les chapitres spécialisés :
[modifier] La chambre noire
C'est un volume clos, étanche à la lumière, dans lequel va se passer l'exposition de la surface sensible. Cette enceinte peut être construite de différents matériaux, bois, métal, matière plastique, etc. Elle est souvent rigide mais on peut aussi la concevoir déformable grâce à des soufflets ou des systèmes télescopiques.
[modifier] La surface sensible
À quelques exceptions près qui datent généralement des débuts de la photographie, les surfaces sensibles à la lumière utilisées pour enregistrer les images sont de deux sortes :
- celles qui utilisent les propriétés des sels d'argent, d'où le terme récemment apparu de « photographie argentique » pour désigner de façon générale tout ce qui concerne ce procédé mettant en jeu des processus chimiques. Les couches sensibles argentiques sont étalées sur des supports qui peuvent être des plaques de verre, des « plans-films » ou le plus souvent des pellicules en rouleaux.
- des capteurs électroniques fournissant, après un traitement adapté de leurs signaux, des fichiers numériques utilisables ensuite à volonté.
[modifier] Appareils argentiques
Ils sont évidemment conçus pour recevoir certains types de surfaces sensibles, dans des dimensions données. Les pellicules les plus utilisées actuellement par les amateurs sont de type « 135 », il s'agit de film « cinéma » de 35 mm de largeur, contenu dans des cartouches de caractéristiques normalisées, et sur lequel on peut réaliser par exemple 24 ou 36 prises de vues, suivant la longueur qui a été enroulée. Quelques appareils, destinés avant tout aux professionnels, peuvent recevoir divers formats de films.
Les appareils argentiques comportent donc des dispositifs permettant de réaliser des vues successives, qui peuvent être des châssis interchangeables contenant des plaques ou des plan-films ou un plus communément un système d'avance et de rembobinage pour les pellicules en rouleaux.
Il existe diverses sortes de pellicules destinées à la photographie en noir et blanc, à l'obtention de négatifs couleurs qui seront ensuite tirés sur papier ou de diapositives que l'on examinera ensuite par projection. Les diverses pellicules d'une même sorte ont en outre des sensibilités différentes. Généralement, les appareils ne permettent pas de changer de pellicule à volonté, il faut exposer tout le rouleau avant de passer au suivant, à moins d'accepter de perdre les vues non exposées.
En fait, les pellicules ne font pas plus partie de l'appareil que l'essence ne fait partie d'une automobile, il s'agit de fournitures consommables. L'appareil doit en revanche comporter les équipements qui permettent de les recevoir et de les utiliser dans de bonnes conditions.
Dans la plupart des cas, les pellicules exposées sont ensuite développées et, s'il s'agit de négatifs, les photographies sont tirées sur papier. Quelques appareils (Polaroid) permettent d'obtenir une sortie directe sur papier grâce au traitement effectué dans l'appareil lui-même.
Beaucoup d'appareils argentiques récents sont incapables de fonctionner sans une alimentation électrique appropriée mais on trouve encore quelques modèles qui s'en passent totalement ou partiellement et se révèlent donc particulièrement recommandables lorsqu'une autonomie totale est nécessaire.
Les appareils argentiques restent intéressants pour ceux qui ne prennent pas beaucoup de photos, mais les choses évoluent très vite et ce que l'on peut encore écrire au début de l'année 2008 ne sera peut-être plus vrai dans quelques mois.
[modifier] Appareils numériques
Contrairement aux précédents, leur surface sensible est un capteur électronique fixé à demeure dans le boîtier, il n'y a donc plus de fournitures consommables et le coût des prises de vues s'en trouve souvent considérablement allégé, du moins pour ceux qui prennent beaucoup de photographies. Il n'en va pas forcément de même lorsqu'il s'agit des coûts qui correspondent à la sauvegarde et à l'impression des photographies.
Naturellement, le capteur tout seul ne peut rien faire. Tout d'abord, il lui faut nécessairement une alimentation électrique pour fonctionner, tous les appareils numériques renferment donc des piles ou des accumulateurs. Certains peuvent en outre recevoir directement leur énergie du secteur ou de l'allume-cigare d'une automobile, via des adaptateurs.
Les signaux électriques fournis par le capteur sont obligatoirement traités par un logiciel embarqué dans l'appareil de manière à obtenir des fichiers numériques utilisables. Ces fichiers sont ensuite stockés dans une mémoire interne ou plus généralement dans des cartes-mémoires qui se présentent sous divers formats. Les fichiers numériques ont des caractéristiques totalement indépendantes du support sur lequel on les enregistre, de sorte que pour un format donné, toutes les marques et tous les modèles donnent rigoureusement la même qualité d'image. Ce qui peut changer considérablement d'une carte à l'autre, en revanche, c'est la vitesse à laquelle les données sont lues ou écrites. Ce critère est très important lorsque l'on prend des photographies à un rythme soutenu.
[modifier] Appareils mixtes argentique-numérique
Un changement de dos rend possible, sur quelques rares appareils à vocation professionnelle, le passage d'un système à l'autre. Le Rolleiflex Hy6, par exemple, a été spécialement conçu autour de ce concept et peut recevoir aussi bien un dos numérique qu'un dos argentique.
[modifier] L'objectif
C'est l'organe qui reçoit la lumière provenant du sujet et qui la concentre au niveau de la surface sensible sous la forme d'une image.
Il est possible de réaliser des photographies sans utiliser aucun objectif, grâce à un très petit trou circulaire, ou sténopé, par lequel pénètre la lumière. La netteté n'est jamais excellente ; pour un format de surface sensible donné, il existe toutefois un diamètre optimal qui permet de limiter les dégâts. L'image formée par le sténopé est très peu lumineuse et il faut laisser la lumière agir pendant un temps considérable pour espérer avoir une photographie utilisable. Il n'est donc pas question de photographier des sujets mobiles.
L'objectif peut être une simple lentille convergente, peu coûteuse, surtout si on la réalise par moulage d'une matière plastique transparente appropriée. L'image n'est pas forcément bien meilleure que celle fournie par un sténopé mais elle est en revanche beaucoup plus lumineuse.
Pour obtenir des images qui soient à la fois de bonne qualité et lumineuses, il est nécessaire d'associer des lentilles pour obtenir des objectifs. Les modèles les plus simples comportent habituellement trois ou quatre lentilles mais on en compte jusqu'à une vingtaine pour les objectifs les plus élaborés. Certains objectifs comportent également des miroirs concaves et convexes.
Deux critères essentiels doivent être pris en compte pour les objectifs :
[modifier] La distance focale
La nature exacte de cette grandeur, souvent appelée en raccourci « focale » sera précisée par la suite. Pour un appareil donné, plus la focale est longue, plus l'angle de champ est restreint et inversement, plus la focale est courte, plus le champ embrassé est grand. D'un même point de vue, il est donc possible de réaliser des photographies très différentes, selon que l'objectif est de type grand angulaire (faible focale), normal ou standard, ou encore téléobjectif (longue focale).
La focale dite « normale » d'un objectif « standard » correspond peu ou prou à la diagonale de la surface sensible ; cette valeur, qui vaut par exemple 43 mm pour le format 24 x 36, 85 mm pour le 6 x 6, etc., est censée correspondre à l'angle habituel de la vision humaine, généralement estimé aux environs de 50°.
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pour en savoir plus : objectif standard
Les objectifs grand angulaires sont ceux qui possèdent des focales les plus courtes et peuvent embrasser les angles les plus grands, ce qui permet par exemple de cadrer de vastes paysages ou certains monuments qu'il est impossible de photographier avec une focale normale, faute de recul. S'il existe un élément du sujet situé en avant-plan, celui-ci est mis en valeur et l'arrière-plan paraît très lointain. La profondeur de champ paraît très élevée, de sorte que l'impression de netteté s'étend du premier plan aux lointains, ce qui selon les cas constitue un avantage ou un inconvénient pour mettre en valeur le sujet principal.
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pour en savoir plus : objectifs grand angulaires
Inversement, les objectifs de longue focale et les téléobjectifs offrent un angle de champ d'autant plus étroit que leur focale est longue, ce qui permet de grossir ou d'isoler des éléments ou des détails éloignés de la scène photographiée. En ouvrant suffisamment le diaphragme, il est également possible de rendre flou l'arrière-plan et donc de mieux mettre le sujet en valeur.
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pour en savoir plus : les téléobjectifs
Les objectifs à focale variable couvrent, comme leur nom l'indique, une gamme de focales plus ou moins grande selon leur amplitude. Sur les appareils numériques les plus courants, l'amplitude est de trois fois (on écrit x3 ou 3x) mais certains modèles atteignent des amplitudes proches de 20 fois. Les zooms « trans-standards » ont des focales qui oscillent autour de la focale normale et l'on trouve aussi des télé-zooms et des zooms grand-angulaires. Depuis un point de vue donné, l'utilisation d'un zoom permet de réaliser des photographies très différentes et il ne faut pas hésiter à choisir à chaque fois la focale la mieux appropriée pour mettre en valeur le sujet choisi.
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pour en savoir plus : objectifs à focale variable
L'intérêt d'un objectif à focale variable est que, depuis un même point de vue, on peut obtenir des cadrages très différents, très larges ou au contraire très serrés.
Contrairement à ce que l'on peut lire un peu partout, les changements de focale ne produisent, depuis un point donné, aucun changement de la perspective, puisque celle-ci dépend uniquement du point de vue. De même, depuis un point de vue donné, la profondeur de champ ne change pas lorsque la focale change, toutes autres choses égales par ailleurs. Ces deux effets, changement apparent de perspective et changement apparent de profondeur de champ, seront expliqués plus loin. Ils tiennent seulement au fait que les images ne sont pas toujours observées depuis la « bonne » distance, celle qui permettrait d'observer les images en respectant l'angle sous lequel l'appareil voyait la scène photographiée.
[modifier] L'ouverture
Pour une distance focale donnée, le diamètre maximal de l'ouverture par laquelle entre la lumière peut varier dans des proportions importantes ; plus il est grand, plus l'objectif est dit « lumineux ».
À de rares exceptions près, les objectifs sont équipés d'un diaphragme qui permet de limiter cette ouverture. On voit ci-dessous un objectif présenté avec trois ouvertures différentes :
- à gauche le diaphragme n'apparaît pas, l'ouverture est maximale,
- au centre le diaphragme est partiellement fermé, ce qui laisse apparaître les 5 lamelles qui le constituent,
- à droite, l'ouverture est minimale, seul subsiste un petit trou pour le passage de la lumière.
En faisant varier le diamètre du diaphragme, on fait varier la quantité de lumière qui entre dans l'appareil et donc l'éclairement de la surface sensible qui se trouve derrière l'objectif. En fait, contrairement à ce que l'on pourra vous dire ou à ce que vous pourrez lire dans la plupart des ouvrages de vulgarisation, la fonction principale du diaphragme n'est pas de faire varier cet éclairement, mais d'étendre plus ou moins la profondeur de champ, c'est-à-dire la zone de netteté qui s'étend en avant et en arrière du plan de mise au point. Lorsque l'on veut photographier simultanément des objets proches de l'appareil et d'autres beaucoup plus éloignés, il faut fermer le diaphragme pour obtenir une netteté suffisante, ce qui présente bien entendu l'inconvénient d'arrêter beaucoup de lumière. Nous reviendrons longuement sur cette notion dans la suite du livre.
[modifier] L'obturateur
C'est l'obturateur qui permet de fixer le temps de pose, c'est-à-dire le temps pendant lequel la surface sensible sera exposée à la lumière. Aux débuts de la photographie, les produits utilisés étaient très peu sensibles à la lumière et il fallait des poses très longues, plusieurs minutes, voire plusieurs heures, pour obtenir des images utilisables. Les premiers appareils ne possédaient pas d'obturateur, on se contentait alors de retirer le bouchon d'objectif, puis de le remettre en place. Il n'était évidemment pas question de photographier des sujets en mouvement et les personnages.
Les progrès techniques ont permis par la suite de réaliser des surfaces suffisamment sensibles pour permettre la réalisation de photographies dites « instantanées » ; les temps de pose beaucoup plus courts ont nécessité la mise au point de dispositifs permettant de limiter la durée du passage de la lumière à une fraction de seconde seulement, les plus élaborés permettant d'obtenir des durées aussi courtes que 1/8.000 s ou parfois moins encore.
[modifier] Les obturateurs mécaniques
Ils appartiennent le plus souvent à l'une de ces deux familles :
- les obturateurs à iris, ou obturateurs centraux, sont presque toujours situés dans les objectifs, entre les lentilles. Ils comportent des lamelles pivotantes qui s'écartent lorsque l'on déclenche et reviennent ensuite à leur position de départ, en ouvrant et en refermant l'ouverture qui permet le passage de la lumière. Plus le temps de pose doit être bref, plus la fermeture doit suivre de près l'ouverture. Ces obturateurs ne permettent pas d'obtenir facilement des vitesses très rapides et rares sont ceux qui font mieux que 1/250 s. Derrière un obturateur central, tous les points de la surface sensible sont éclairés simultanément.
- les obturateurs à rideaux, ou obturateurs plans-focaux, fonctionnent au plus près de la surface sensible. Un premier rideau coulisse devant celle-ci, en la démasquant au fur et à mesure de sa progression. Un second rideau démarre peu après et masque à nouveau le film ou le capteur. Si le temps de pose est très long, la fenêtre de prise de vue est totalement démasquée pendant une partie importante de la pose, en revanche s'il est très court, le second rideau part juste après le premier et la surface sensible est balayée par une fente d'autant plus étroite que le temps de pose est bref. Ces obturateurs permettent d'atteindre très facilement des temps de pose de 1/1.000 s et même beaucoup plus courts, mais les différentes zones de la surface sensible sont exposées successivement et non simultanément.
[modifier] Les « obturateurs » électroniques
Contrairement aux obturateurs mécaniques qui masquent physiquement la surface sensible, les « obturateurs » électroniques ne comportent aucune pièce mobile, ils se contentent de définir la durée pendant laquelle les signaux électriques produits par le capteur sont pris en compte pour l'enregistrement de l'image.
Certains appareils numériques comportent les deux types d'obturateurs, mécanique et électronique.
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[modifier] Les organes « auxiliaires »
[modifier] Les systèmes de visée
[modifier] La visée optique
Pour pouvoir voir ce que l'on photographie, il faut bien évidemment voir ce que l'appareil voit. Depuis les débuts de la photographie, il a donc été une réelle préoccupation de permettre au photographe de se figurer ce qu'il allait fixer sur un support.
La visée optique, qui consiste à voir la scène à travers des lentilles, est justement le meilleur moyen de voir la scène à photographier. Cependant, selon le système choisi, les contraintes sont bien réelles. Il existe essentiellement deux systèmes de visée optique :
- via un oeilleton. Ces oeilletons, qui équipent les appareils compacts argentiques, ainsi que certains appareils compacts numériques, sont souvent de simples trous fermés par des morceaux de verre, placés au dessus de l'objectif ou déportés sur un côté de l'appareil. Ces oeilletons, qui ont disparu des compacts numériques, entraînent cependant, de par leur position, une erreur de parallaxe : dit simplement, parce que l'oeilleton n'est pas dans l'objectif, le photographe voit la scène décalée par rapport à ce qui est vu à travers le système de prise de vue. Si les modèles haut de gamme incluaient des cadres gravés sur le verre pour indiquer à l'opérateur ce qui était réellement vu par l'objectif, ce dispositif était absent des gammes plus basses, ce qui n'a pas manqué de provoquer la déception de millions de photographes au moment de la réception de leurs tirages sur papier !
- via un prisme de visée. Ces prismes de visés équipent les appareils de type reflex. Cette fois-ci, dans l'appareil, au niveau de la chambre reflex, un miroir placé derrière l'objectif renvoie l'image vue à travers celui-ci à un prisme sus-jacent. Ce pentaprisme - pour les modèles haut de gamme -, pentamiroir - pour les modèles moindres - ou prisme de Porro - comme dans les jumelles, qui équipent certains modèles d'Olympus - renvoient l'image vers le viseur, qui se trouve au dos de l'appareil. Le problème de parallaxe est donc totalement résolu, puisque l'on voit désormais l'image à travers l'objectif. Cependant, les pentaprismes étant coûteux à fabriquer et alourdissant considérablement l'appareil, les fabricants s'autorisent souvent un compromis en proposant une "couverture" de 92, 95 ou 98%, réservant la couverture totale de 100% pour les modèles très haut de gamme. En résumé : le photographe ne voit que 92, 95 ou 98% de l'image qui sera véritablement enregistrée, ce qui peut être un avantage ou un inconvénient selon les utilisateurs.
De plus, la qualité du prisme et des pentamiroirs peut diminuer la quantité de lumière qui parvient à l'oeil, ce qui rend la visée plus ou moins claire et donc traduit plus ou moins fidèlement la luminosité de la scène.
Enfin, l'image étant réduite au cours des réflexions dans le prisme de visée, le viseur doit proposer un grossissement confortable pour apprécier la scène. Selon les gammes, ce grossissement peut être plus ou moins généreux !
[modifier] La visée électronique
Cette visée numérique a fait son apparition avec l'avènement du numérique en photographie, dérivant directement des systèmes déjà présents sur les caméscopes. Les capteurs des appareils compacts et bridges étant de très petite taille, ils peuvent rester allumés en permanence sans trop de chauffe et transmettre l'image perçue à travers l'objectif directement dans un viseur électronique ou un écran ACL au dos de l'appareil. Cependant, pour maintenir une certaine fluidité et pour limiter la consommation d'énergie des batteries, l'image vue dans le viseur électronique est fortement dégradée par rapport à celle qui sera finalement enregistrée, avec un rendu de couleurs souvent mauvais.
Pendant longtemps absente des reflex, cette visée électronique apparaît depuis 2007 sur les appareils du haut de gamme des différentes marques, après qu'Olympus a lancé le concept quelques années auparavant ; elle devrait se généraliser très vite. Pour la distinguer de celle des compacts et bridges, cette fonction a été nommée Live view. Basée sur des systèmes différents selon les fabricants, elle permet de faire la mise au point de façon plus ou moins rapide et précise selon le principe retenu. L'écran étant souvent mobile, ce mode de visée permet de photographier dans des positions qui ne permettaient pas jusqu'alors l'utilisation du viseur optique. La photo de mode, la reprographie et la macrophotographie bénéficient également de ce Live view.
[modifier] Les flashes intégrés
Les flashes intégrés ont bien souvent mauvaise presse... et à juste titre.
[modifier] Les flashes des compacts
Les flashes qui équipent les compacts sont proposés avec plusieurs réglages : automatique, en synchro lente, et anti-yeux rouges. Très automatisés, ils sont placés, du fait des dimensions de l'appareil, près de l'objectif, ce qui entraîne de nombreux problèmes :
- l'éclair, souvent violent, "brûle" souvent les images, en se reflétant sur les objets et les personnes, donnant des photos plates.
- l'éclair, de fait trop près de l'axe optique, envoie une lumière qui entre directement dans les pupilles des personnes photographiées, et se reflète sur la rétine : c'est le fameux effet yeux rouges !
[modifier] Les flashes des reflex
Les flashes des reflex, avec un nombre guide assez faible, équipent de nombreux appareils - sauf les très haut de gamme. S'ils sont plus éloignés de l'axe optique car disposés au sommet du prisme de visée, ils ne permettent cependant pas d'éclairer suffisamment une scène, ni de diriger l'éclair dans une direction voulue par le photographe. Ils sont donc cantonnés à deux fonctions :
- le fill-in, qui consiste à "déboucher les ombres" d'un visage, par exemple. A midi, les arcades sourcilières dessinent des ombres qui cachent les yeux des personnes photographiées en plein air. Un éclair de flash intégré permet d'éclaircir les zones d'ombres souvent très marquées et disgracieuses.
- le pilotage de flashes distants. Lorsque le photographe veut déclencher l'éclair d'autres flashes disposés autour du modèle à photographier, l'éclair du flash intégré permet de commander ces flashes esclaves. Tous les fabricants ne proposent pas cette fonction (ex. : Canon), ce qui oblige les utilisateurs à acquérir un transmetteur infrarouge pour obtenir le même résultat.
[modifier] Les systèmes d'alimentation électrique
[modifier] Les autres dispositifs
Les premiers pas
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