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L'appareil photo (mécanisme et fonctionnement)

Publié le 23/10/2012

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FIXER LES IMAGES

La photographie est aujourd'hui omniprésente dans notre vie quotidienne (presse, publicité, loisirs, etc). Pour en arriver là, il a fallu que de nombreux scientifiques tentent de répondre à un vieux souhait des hommes : fixer l'image d'un objet donné sur un support. Et que de chemin parcouru depuis la mise au point du tout premier daguerréotype jusqu'à l'avènement des appareils photo numériques.

LES DECOUVERTES

La chambre noire

La première nécessité est de l'ordre de la physique optique : comment former l'image d'un objet ? C'est le principe de la chambre noire. Découverte dès le iVe siècle avant J.-C. par Aristote, elle est réellement adoptée par Léonard de Vinci au xvie siècle : « Lorsque l'image d'objets éclairés pénètre par un petit trou dans un appartement très obscur, et que vous placez un papier blanc à quelque distance du trou, du côté obscur, vous voyez sur le papier tous les objets avec leurs propres formes et couleurs mais à l'envers. Ce phénomène se produit en vertu de l'intersection des rayons. »

À cette époque, la chambre noire était surtout employée par les dessinateurs, qui calquaient sur un papier l'image ainsi projetée.

La première photographie

Deuxième défi : comment fixer cette image sur un support ? Faisant appel à des notions de chimie, ce problème a été beaucoup plus difficile à résoudre. Au Moyen Âge, les alchimistes découvrent que la lumière noircit les sels d'argent.

En 1819, John Herschel décrit les propriétés de l’hyposulfite de sodium qui deviendra le fixateur.

Le premier procédé d'impression d'image fut créé en 1822 par le Français Nicéphore Niepce. Il fixa de manière durable les images en utilisant une plaque de verre couverte de bitume de Judée, substance insoluble à la lumière.

En 1829, Niepce s'associe avec le peintre Daguerre Cette collaboration donne naissance aux « daguerréotypes » en 1838, qui utilisent un procédé à base d'iodure d'argent. Cependant, chaque image est une pièce unique et ne permet aucune copie. L'État français acquiert l'invention le 14 juin 1839 et en fait don au monde.

Le premier négatif

C'est en 1841 que l'Anglais William Talbot réalise le premier négatif de l'histoire, permettant ainsi de tirer plusieurs positifs. Nommé calotype, cette invention fut le précurseur des procédés actuels. Néanmoins, tous ces systèmes nécessitaient un matériel encombrant et des techniques de mise en oeuvre complexes.

La PREMIERE PELLICULE

La découverte de la gélatine et l'invention du celluloïd dans les années 1860 mènent à la création du premier support flexible par George Eastman, en 1884. Quatre ans plus tard, il lance sur le marché le Kodak ; la photo est désormais accessible au grand public. La pellicule est née mais nécessite toujours des appareils de grand format.

Naissance du petit format

En 1913, Oskar Barnack construisit le premier prototype du Leica, appareil de petit format utilisant le format 24 x 36. Il fut commercialisé à partir de 1925.

« par le diaphragme et en durée d'exposition par l'obturateur , mais dépend initialement de la sensibilité du film.

tout informer le posemètre de la sensibilité du film ou du capteur.

Selon une norme précise (indice ISO), les films sont dotés d 'une certaine sensi­ bilité, variant de ISO 25 à 3 200.

Elle traduit la rapidité du film à réagir à la lumière :plus un film est sensible , plus il réagira vite.

On généralise cette notion de sensibilité en attribuant une « vitesse » au film.

Cette échelle suit une progression arithmétique : un film de ISO 200 est deux fois plus sensible qu'un film de ISO 100 et deux fois moins sensible qu'un film de ISO 400.

Le choix d 'une sensibilité dépend des conditions de prise de vues et de choix esthétiques.

Un film peu sensible est difficile à utiliser en cas de faible luminosité car il impose un temps de pose long .

D 'autre part , plus le film est sensible , moins la qualité de l'image e st bonne pour ce qui est de la restitution des détails et du grain apparent.

Cette capacité à restituer les détails est la résolution .

Dans les capteurs CCD, elles est d 'autant meilleure que le nombre de p ixels est élevé .

TEMPS DE POSE Le temps de pose (aussi improprement appelé « vitesse ») représente le temps pendant lequel l'obturateur reste ouvert .

Cette durée est comptée en secondes et fractions de seconde .

Les temps de pose les plus courants sont l/30 S , l/60 S, l/125 S, l/250 S , l/500 S .

Si vous choisissez un temps de pose d'l/60 s, cela signifie que vous indiquez à l'obturateur de rester ouvert pendant une durée d 'un soixantième de seconde , durée pendant laqu elle le film sera exposé .

Ces temps suivent une progression arithmétique : lorsque vous passez d'une vitesse à la suivante, vous augmentez ou diminuez par deux la quantité de lumière reçue par le film.

Communément, les vitesses élevées (l/250 s, l/500 s, l/1000 s) sont appelées vitesses rapides, les vitesses plus basses (1 s, l/15 s, l/30 s ) sont appelées vites ses lentes .

OUVERTURE DE DIAPHRAGME Les objectifs sont munis d'un diaphragme.

Il s 'agit d'un assemblage de lamelles mobiles à l'intérieur de l'objectif entre les groupes de lentilles avant et arrière .

Un mécanisme permet d'en moduler l'ouverture et de chois ir une valeur qui peut varier selon les objectifs de f/1 à f /32.

Plus la valeur est petite, plus l'ouverture est grande et plus la quantité de lumière reçue par le film est importante .

Entre deux réglages consécutifs , la progression est là aussi d 'un facteur deux.

Ainsi , f/11 e st une ouverture deux fois plus petite que f/ 8 .

EQUIVAUNCES OUVERTURE/TIMPS DE POSE La progression dans les échelle s d 'ouverture , de durée d'obturation et de sensibilité des films est identique , soit du simple au double .

Il en résulte des équivalences.

Ainsi, plusieurs combinaisons de réglages offrent la même exposition .

Par exemple , vous pouvez laisser entrer la lumière longtemps (l/30 s par exemple ) mais avec une faible ouverture (f/16 par exemple) , ou alors laisser entrer la lumière très peu de temps (1/500 s) mais avec une grande ouverture (f/4).

Considérons une scène à photographier pour laquelle le posemètre calcule les réglages suivants avec un film de 100 ISO : l/60 s à f / 8.

Dans la colonne 1, vous trouvez d 'autres réglages possibles pour une bonne exposition du film.

Dans la colonne 2 , les combinaisons sont converties pour un film deux fois plus sensible .

1/8 s à f/22 1/15 s à f/22 1/15 s à f/16 1/30 s à 1/16 1 /30 s à f/11 1160 s à f / 11 1/60sàf/8 1/125 s à f/8 1 /125 s à 1/4,6 1 /250 s à f /5 ,6 1 /250 s à f /4 11500 s à f/4 1 /500 s à f /2 ,8 1/1 000 s à f /2 ,8 1 /1 000 s à f /2 112000 s à f /2 Le choix d 'un couple ouverture /durée d'obturation est déterminé par la priorité que l'on souhaite accorder à la profondeur de champ ou au rendu des mouvements , mais aussi par les contraintes techniques rencontrée s et le résultat recherché .

TEMPS DE POSE ET MOUVEMENT La durée d'obturation détermine l'interprétation du mouvement sur le film.

Un temps de pose long entraîne un risque de flou dû au mouvemen~ soit de l'appareil photo , soit du sujet.

En contrepartie , cette vitesse lente peut permettre un effet de filé (ou bou g é) du sujet si celui-ci est en mouvement ou du fond si l'on déplace l'appareil en suivant le sujet pendant le temps de pose .

À l 'inverse , un temps de pose court va figer les mouvements et assure une image nette lorsque l'on photographie à mains levées.

OUVERTURE ET PROFONDEUR DE CHAMP La profondeur de champ est la plage des distances où tous les objets photographiés sont nets .

Trois paramètres entrent ici en jeu.

Tout d'abord , l'ouverture du diaphragme : plus celle -ci est petite (valeur de diaphragme élevée) , plus la zone de netteté sera importante .

Ensuite , la distance focale de l'objectif : plus la focale de l'objectif est courte , plus grande est la profondeur de champ.

Enfin , la distance du sujet : la profondeur de champ e st plus importante quand un objet photographi é est distant de l'objectif .

Le choix de l'ouverture de diaphra gme se fait donc en fonction du rendu souhaité.

Une faible profondeur de champ permet d 'isoler un sujet d'un fond (un portr11it sur un fond flou par exemple) , une grande profondeur LES TYPES D'APPAREIL PHOTO Il existe aujourd 'hui de nombreu x type s d ' appareils photo .

Ils diffèrent par le format, le viseur , la forme du boîtier , le système optique , le support d'impre ssion ...

Tous reprennent néanmoins le prin cipe de base de la chambre noire.

À part le Polaroïd , tous ces types d'appareils existent avec des capteur s CCD , les appareil s photo numérique s remplaçant peu à peu les argentiques.

LE STÉNOPÉ Le plus simple des appareils photo : il est simplement constitué d'une boite étanche avec une face percée d'une ouverture , la face oppo sé e re cevant le support d'impre ssion .

Il peut être doté d 'une lentille donnant une image plus nette et plus lumineuse .

LE COMPACT À VISÉE DIRECTE Sa principale caractéristique est que son système de visée est séparé de l'objectif de prise de vue.

Un cadre présent dans le viseur permet de délimiter le champ embras s é par l'objectif.

Ce système se pass e donc de prisme et de miroir , ce qui permet de réduire consid érablement la taille et le poids de l'appareil , d'où son nom de «compact ».

Les modèles sont très variables selon la complexité de leur équipement : focale fix e ou zoom , mise au point fixe ou autofocus , exposition fixe ou paramétrable ...

Leur intérêt se trouve évidemment dans leur compacité et leur simplicité d 'utilisation .

L'APPAREIL À MISE AU POINT TÉLÉMÉTRIQUE Pour cet appareil , c'e st un télémètre coupl é qui assure la précision de la mis e au point.

Celle-ci s'effectue en tournant la bague de m ise au point afin que la partie du sujet située dans la zone centrale du viseur soit parfaitement superposée à l'ensemble de l'image .

Ici également , la visée se fait parallèlement à l'objectif sur un viseur séparé .

Silence de fonctionnement et rapidité opérationnelle sont les principaux atouts de cet appareil.

D'autre pa~ la visée n'étant pas occultée lors du déclenchement , le sujet photographié est toujours visible .

Ces appareils acceptent des objectifs interchangeables .

LE REFUX MONO-OBJECTIF Ces appareils possèdent un seul objectif pour viser et prendre la photo .

Son plus grand avantage est que le photographe voit dans le viseur l'image exacte qui traverse l'optique de l'appareil , telle qu'elle sera enregistrée sur le film ou le capteur.

Les objectifs étant interchangeable s, il est possible de contrôler avec souplesse le champ de prise de vue.

Principe de visée : un miroir , disposé à 45" derrière l 'optique , renvoie les rayons lumineux vers le prisme qui redresse l'image et la dirige vers le viseur.

Lorsque l'on actionne le déclencheur , le miroir est relevé et laisse les rayons lumineux traverser la chambre noire .

ëobturateur s'ouvre alors et permet au film d'être exposé .

Durant ce délai d 'exposition , le viseur s'obscurcit complètement du fait du miroir relevé .

Passé ce délai , l'obturateur se ferme , le miroir s'abaisse et l'on retrouve la configuration initiale.

Le principal atout de ce système est que la photographie correspond à ce que vous voyez dans le viseur , quel que soit l'objectif utilisé.

L'APPAREIL MOYEN-FORMAT MONO-OBJECTIF Les plus courants sont ceux à mise au point télémétrique et les reflex .

Ils utilisent un format 120 ou 220.

Leur niveau d'automatisme varie du plus rudimentaire au plus sophistiqué .

l'avanta g e indéniabl e d'un appareil moyen -format est la taille et la qualité des images obtenue s.

D 'autre part , la plupart des modèles offrent la possibilité de changer à volonté le magasin contenant le film et donc de passer du noir et blanc à la couleur, de l'inversible au négatif ou au Polaroid , de l'argentique au numérique , tout cela au cours d'une même séance de prise de vues.

L'APPAREIL MOYEN·FORMAT BI-OBJECTIFS De même format que les précédents, ils se différencient par la présence de deux chambres photographiques distinctes dans le boîtier , chacune équipée d 'un objectif de m ême distance focale.

La chambre supérieure sert à la visée (système d e miroir) et la chambre inférieure sert à la prise de vues.

Le sujet reste visible dans le viseur au moment du déclenchement, néanmoins l'image est inversée droite /gauche et la paralla x e liée au d écalage des deux objectifs peut provoquer des erreurs de cadrage , notamment pour les sujets proches.

L'APPAREIL CRAND FORMAT La chambre grand format est constitué d 'un objectif (doté d'un diaphragme et d'un obturateur ), d ' un soufflet extensible et d'un corps arrière contenant un verre dépoli (pour le cadrage et la mise au point) et un châssis avec des plan-films pour la prise de vue.

Ces appareils sont dépourvus de tout automatisme .

À chaque vue réalisée, il faut recharger un plan-film .

Leur utilisation nécessite un p ied.

ëimage est alors cadrée et mise au point grâce au verre dépoli (le photographe se protège de la lumière directe a vec un voile noir).

Une fois les réglages effectués , le verre dépoli est remplacé par le châssis contenant le plan -film.

ëavantage évident de ce système est le format considérable d 'un plan film, allant de 10x12 ,5 cm à 20x25 cm.

La définition et la netteté des épreuves sont incomparables .

Ce système offre une autre possibilité unique .

En effet , le corps arrière et l'objectif peuvent être déplacés indépendamment l'un par rapport à l ' autre : ce mouvement indépendant du film par rapport à l 'axe optique de l'objectif permet alors de contrôler la profondeur de champ et de corriger la déformation de la perspective.

Néanmoins, l'encombrement et la finesse des réglages rendent l'utilisation de ces appareils très exclusive .

LE PANORAMIQUE Les appareils panoramiques e xistent e n format 135 et en moyen-format.

Certains appareils proposent un format panoramique qui réduit simplement la hauteur d e l'image ; il ne s'agi t donc pas de réels appareils panoramiques .

Les vrais appareils panoramique utilisent une l11rgeur d'imoge plus import11nte .

Ainsi, le champ de la scène photographié est également plus vaste , de l'ordre de 140 • .

Certains d isposent d 'un système faisant pivoter l'objectif , voire l'ensemble du boîtier , durant l'e xposition .

D'autres encore produisen t une image à 360 • sur une longue bande de film.

LE POLAROID Le princ ipe d 'un Pol11roïd est de fournir une photographie instantanée .

Aussitôt après la prise de vue, l'appare il Polaroid éjecte un cliché qui contient à la fois le n égatif et le positif .

Celui-ci se développe en moins de 4 minu tes, à l ' air libre.

Souvent utilisé par les professionnels (Polaroïd installé sur des appar eils moyen-format ou grand format ) , le Polaroïd p ermet de contrôler la qualité de l'image , selon l'éclaira g e, le cadrage ...

et de modifier alors les paramètre s de prise de vues .

ëarrivée du numérique supplante désormais l'utilisation du Polaroïd.. »

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