Je laisse la parole aujourd’hui à Jeppesen, le Modérateur de fotoloco. Cet article va vous expliquer comment fonctionne vraiment votre appareil photo. Pas à quoi sert ce bouton ou ce réglage, mais ce qui se passe vraiment dans la boîte. Il intéressera donc grandement tous ceux qui aiment ouvrir leur capot de voiture et comprendre à quoi servent toutes les pièces dedans!

Si vous aussi vous avez un sujet que vous voulez partager avec la communauté fotoloco faites le moi savoir!

Réflexions sur le capteur et la mesure d’exposition

Le capteur

La photographie consiste à « capturer » la lumière. (du grec photo = lumière et graphie = écrire)
Une image c’est de la lumière mais en particulier la partie visible du spectre d’onde électromagnétique qui nous entoure. (il y en d’autre, la radio, les rayon X etc…)
Cette image peut être décomposée en une addition de 3 couleurs dites primaires, le bleu, le rouge et le vert.

C’est cette caractéristique qui va être utilisé par nos capteurs d’APN.

Nous allons utiliser des composants électroniques particuliers, les puces photovoltaïques. Elles ont la particularité de transformer les photons (unité de lumière) en électricité et ça d’une façon proportionnelle. (+ ou – de lumière = + ou – d’électricité)

On va donc en disposer plein sur une grille et chacune va mesurer un morceau de l’image envoyé par l’objectif. Oui mais alors le résultat ne sera qu’une image en noir et blanc, enfin plus exactement en niveaux de gris allant du noir au blanc.

Pour avoir la couleur on va en fait placer sur ces puces des filtres, suivant une répartition alternée, ne laissant passer que le rouge, ou que le vert, ou que le bleu. Du coup des puces ne recevront que les verts, d’autres que les rouges et les dernières que les bleus composant l’image à capturer.

Les fabricants optimisent le concept en utilisant différentes grilles. Une classique est celle dite de Bayer où il y 2V pour 1R et 1B afin d’optimiser la capture suivant les caractéristiques de la vision humaine (Sony a choisi une autre grille composée d’1V, 1B,1R et 1mauve).

Adapté d’une illustration de Vincent Bockaert : 123di.com

Ces courants électriques sont ensuite analysés par l’électronique embarquée pour être transformé en données numériques sous la forme d’un fichier informatique, le RAW (en anglais, brut)

Ce n’est pas un fichier image, il doit ensuite être interprété pour être transformer en format jpeg, tif , ou autre type de fichier image.

Petit souci technique, les capteurs photosensibles émettent un bruit (parasites électriques) thermique lié à la température des composants et un courant d’obscurité provoqué par le déplacement aléatoire des électrons, même en l’absence totale de photons. Le niveau de bruit augmente avec la température du capteur ou de la température ambiante (il double tous les 5°). La sensibilité du capteur, exprimée en ISO, peut-être augmenté artificiellement par une amplification électronique du signal mais n’oublions pas qu’alors le bruit aussi est augmenté.Il va être parielement éliminé par des alogritmes complexes lors du traitement informatique

L’exposition

Maintenant comment calculer la quantité de lumière suffisante pour le faire réagir correctement ? Et oui, les fameuses cellules ont des seuils. En dessous d’une certaine quantité de lumière pas de réaction, c’est le noir. Au-dessus un courant maximal, c’est le blanc.

Pour cela on va mesurer l’intensité lumineuse de la scène et la quantifier en IL, Indice de Lumination (en anglais EV Exposure Value). C’est l’unité retenue dans le monde la photographie (il y en a d’autre, le lumens, le candela, etc…). Bon à connaitre, dans l’usage courant certain utilisent le terme STOP, ou DIAPH mais c’est la même chose.

L’intérêt de cette unité est que sa variation est logarithmique qui se traduit par le fait que pour augmenter d’1IL (ou diminuer) il faut doubler l’intensité lumineuse. Et ça c’est vraiment pratique pour la gestion du triangle de l’exposition.
Pour votre culture retenez que, sur cette echelle, l’indice 0IL correspond à une exposition d’1 seconde à l’ouverture f/1 pour 100 Iso.

Pour ceux qui ont un peu de mal à suivre :
De 1 à 2 IL deux fois plus de lumière, de 2 à 3 IL encore deux fois plus de lumière etc.. et donc pour passer de 1 à 3 IL il faut 2×2 soit 4 fois plus de lumière et pour aller de 1 à 4IL ? Et bien 8 fois plus de lumière (2x2x2).

Adapté au triangle :
On double le temps de pose pour avoir 1IL
– Ex : à 1/250s Pour augmenter de 1IL on passe à 1/125s
On double la sensibilité pour avoir 1IL
– Ex : à 200ISO Pour augmenter de 1IL on passe à 400iso
Et pour le diaphragme on…, aie!, là ça ne marche pas car il est exprimé sous forme de rapport (f/x) et donc cette fois, pour calculer x il ne faut pas faire x2 mais racine carrée de 2, soit environ 1,4. Pour ceux que les calculs effraient il faut simplement, dans la pratique, apprendre par cœur les valeurs remarquables de diaphragme. Passer de l’un à l’autre permet d’avoir deux fois plus (ou moins) de lumière.
– EX : à f/2.8 pour augmenter de 1IL on passe à f/2.0

Source Wikipedia Creative Commons

Pour mesurer cette IL les APN ont en interne un posemètre. C’est le même principe que le capteur mais il ne fait que mesurer la quantité globale de lumière reçu en divers points. A partir de là un calculateur va estimer le nombre d’IL nécessaire, soit l’exposition, en considérant que la scène (enfin plutôt la moyennes des points de mesure) est de gris moyen.

Sans rentrer dans des détails techniques trop soporifiques, je vous propose d’insister sur la notion de gris moyen utilisé pour calculer l’exposition.

Vous avez surement lu ou entendu que la mesure consistait à ramener la scène visée vers un gris moyen 18%. Drôle de moyenne, non ? En fait la vision humaine n’a pas une dynamique linéaire, elle sépare plus les valeurs sombre que les clairs ce qui nous donne cette capacité à discerner les détails même en contre-jour.
On prend une grande respiration….attention….Techniquement cela se traduit par la notion de gamma qui est le coefficient de la variation logarithmique de notre vision.

Ne partez pas et respirez normalement, je vais faire court. Si on compare les 2 courbes, 18% de gris sur l’échelle linéaire, qui est celle utilisée par le posemètre, correspond à 50% sur l’échelle de la vision humaine, voilà pourquoi ce 18% est considéré comme gris moyen.

D’où les difficultés quand la scène n’est pas, d’un point de vue luminosité, homogène. L’exemple classique est un sujet sur la neige. Le système va calculer l’expo pour avoir ce fameux gris moyen et du coup la belle neige blanche se retrouve grise sur la photo. Il y a en fait sous-exposition.

L’autre cas remarquable c’est le chanteur sur une scène peu éclairée. Le système va ramener le sombre vers le toujours fameux gris moyen et du coup « crame » le chanteur. Il ya en fait sur-exposition.

Etc… et là vous comprenez que les automatismes ont des limites que seul l’expérience et le savoir-faire du photographe va pouvoir parer. Alors…tous au mode manuel!

Merci de m’avoir lu jusqu’au bout et bon shoot

Jeppesen

Image à la une sous Creative Commons par Brandon Christopher Warren

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Blaise Fiedler: Je suis photographe spécialisé dans le mariage sur les Alpes-Maritimes (06) et dans la belle photographie sociale.
Quand je trouve le temps j’aime partager ma passion de la photographie sur ce blog afin que tous puissent apprendre.

Posté par blaise06 dans Cours de Base