La photo numérique, comment ça marche ?

La photo numérique c’est le jargon de la photo + le jargon de l’informatique, au final un galimatias ou même un latiniste pointu y perdrait son…

Je discutais hier après midi avec un ami qui édite un weblog sur le Macintosh, lequel weblog je vous recommande chaudement (c’est à http://kernelpanic.typepad.com) et qui me fait une remarque pas bête « la photo numérique c’est sympa mais franchement on n’y comprend rien, tiens regarde c’lui là que je voudrais acheter à ma femme pour Noël il est marqué qu’il est pas très bon à 400 ISO, qu’est-ce ça veut dire ces ISO ? et ces ouvertures ? on y comprend rien ! ».

La remarque n’est pas bête et je me suis dit que j’allais faire une petite note là-dessus. En pratique la technique photo est quelque chose d’ultra-simple (celui qui vous dit le contraire est un gros menteur), le problème c’est qu’elle est parsemée de termes invraisemblables, de concepts à deux balles mais décrits par des termes ultra technoïdes et autres gaudrioles.

Le principe de base

En pratique la photo (qu’elle soit numérique ou pas) ça peut se résumer au remplissage d’un verre d’eau à l’aide d’un robinet.
Pour remplir un verre d’eau, trois paramètres sont importants, la taille du verre d’eau, l’ouverture du robinet et le temps pendant lequel on le laisse sous le robinet.

Ben la photo c’est pareil, voilà c’est fini, merci, bonsoir…

Hein ? ah.. bon alors je précise.
Pour le remplissage de notre verre d’eau, les trois paramètres sont complètement liés. Plus le verre est grand plus il faudra le laisser longtemps et/ou avec un robinet grand ouvert, et vice versa.
De même si à taille de verre d’eau égale, on veut ouvrir moins le robinet il faudra laisser le verre dessous plus longtemps et vice – versa.

L’ouverture du robinet c’est le diaphragme.
Le temps pendant lequel on laisse le verre sous le robinet c’est le temps de pose
La taille du verre c’est la sensibilité (les fameux ISO)

Donc pour passer à la photo, on a d’un côté une surface sensible (le verre) qui est remplie non pas d’eau mais de lumière, par un éclairage qui passe à travers un objectif lequel est équipé d’un système de robinet à lumière dont la taille du trou est variable (c’est le diaphragme) et d’un autre dispositif qui permet de définir le temps pendant lequel la lumière arrive sur la surface sensible (c’est l’obturateur).

J’ai écrit « surface sensible » parce qu’il s’agisse d’un film ou d’un capteur c’est exactement la même chose.

Le principe est donc simplissime .. mais gardez en mémoire que c’est un principe théorique (je reviendrais là-dessus).

Là ou ça se gâte c’est que ce trio d’enfer (taille du trou de passage de la lumière : diaphragme, bouchon à délai d’ouverture réglable : obturateur, et contenance du support : sensibilité) doit fonctionner ensemble, or tout ce petit monde se désigne par des valeurs différentes (le diaphragme/trou réglable est un cercle, souvenez-vous de vos cours d’arithmétique du primaire) tandis que le bouchon à délai d’ouverture réglable lui se chiffre en seconde (ou en fraction de seconde).

Or il faut que si l’on multiplie le temps par 2 on divise le diamètre du trou par deux aussi (on laisse le verre deux fois plus longtemps sous la flotte il faut donc qu’il y ait deux fois plus moins (j’suis con moi parfois..merci Frédéric) de flotte qui coule pour arriver au même remplissage).

Donc pour pouvoir suivre une progression géométrique on multiplie la valeur du trou du diaphragme par racine carrée de deux (ça c’est la faute à π).
C’est pour ça qu’alors que les valeurs de temps de pose sont classiquement arithmétiques (1 seconde est deux fois plus long que ½ seconde qui est deux fois plus long que ¼ de seconde, qui est deux fois plus long que 1/8 de seconde ect…) les valeurs de diaphragme sont bizarres au premier abord : 1 est deux fois plus ouvert que 1,4 qui est deux fois plus ouvert que 2 qui est deux fois plus ouvert que 2,8, qui est deux fois plus ouvert que 4 etc.
Les valeurs de sensibilité elles, suivent une progression arithmétique normale 100 ISO est deux fois moins sensible que 200 ISO qui est deux fois moins sensible que 400 ISO etc

Une fois que vous avez compris ça, vous avez compris 95 % de la photo.

Le numérique triche à mort

En photo argentique (avec des films) la notion de sensibilité est un truc très concret. On achète un film de 100 ou de 400 ISO ce sont deux films différents.
De la même façon l’obturateur et le diaphragme sont des dispositifs mécaniques, visibles. Il y a une petite exception avec les compacts argentiques bas de gamme. Pour gagner en coût les fabricants utilisaient un même système cumulant les fonctions de diaphragme et d’obturateur, c’est-à-dire que le trou s’ouvrait d’une valeur donnée ET pendant un laps de temps déterminé, mais bon c’est juste de la magouille pour réduire les coûts, ça ne change rien au principe.

Avec le numérique les choses sont différentes parce qu’on ne change pas le capteur comme on changeait de film.

En pratique, les capteurs ont une seule sensibilité (elle tourne autour de 100/200 ISO), le changement de sensibilité consiste en fait à amplifier le signal électrique produit par le capteur. En pratique donc, sur un appareil dont la sensibilité est de 100 ISO si on affiche 400ISO, le capteur va recevoir 4 fois moins de lumière qu’il ne devrait (le verre ne va pas être assez rempli) et donc produire un signal bien plus faible, lequel signal est ensuite amplifié. Lorsqu’on amplifie un signal électrique il se détériore (les audiophiles connaissent bien ça) et en photo cette détérioration se traduit par des pixels aléatoires qui donnent un vilain aspect granuleux à l’image.

Pour l’obturateur on triche aussi. Les reflex ont un obturateur, mais pas les compacts. En fait sur les compacts c’est le capteur qui sert lui-même d’obturateur. Lorsque l’appareil est en route, le capteur produit une image en permanence (je résume) et elle n’est enregistrée que pendant un laps de temps donné qui correspond à celui pendant lequel l’obturateur serait resté ouvert.
Quelque part (bon , du calme les puristes) un compact c’est comme un camescope , mais qui au lieu d’enregistrer l’image en continu, ne l’enregistre que sur demande.

C’est d’ailleurs ce qui explique que les compacts peuvent avoir un affichage permanent sur leur écran, mais pas les reflex. Le capteur des reflex est caché par leur obturateur et ne voit rien en dehors du moment ou on prend la photo.

Pour s’y retrouver dans les chiffres

Donc pour revenir à la remarque du PDG de Kernel Panic International :

  • Le nombre d’ISO ça désigne la sensibilité du capteur, plus exactement, la sensibilité la plus basse désigne sa vraie sensibilité, les autres valeurs sont simulées électroniquement (avec quelques inconvénients).
  • Le chiffre qui désigne le temps de pose (seconde ou fraction de seconde) est le temps pendant lequel l’image va être enregistrée (sur les compacts) ou celui pendant lequel le capteur reçoit la lumière (sur les reflex)
  • Le chiffre qui désigne l’ouverture est un peu plus compliqué. Pour avoir des valeurs comparables d’une focale à l’autre ce chiffre est en fait un rapport, le rapport de la distance qui sépare le milieu de l’objectif du capteur sur le diamètre du passage du trou. Bon ça c’est abscons et vous n’êtes pas obligés de le retenir. La seule chose importante à savoir c’est que quelque soit l’objectif, à une valeur de diphragme donnée, la quantité de lumière qui arrive sur le capteur est la même.

Mais alors, donc, pourquoi autant de boutons ?

Il y a deux raisons à ça :

  • Ca plait aux filles (c’est comme les grosses voitures)
  • C’est plus pratique

Normalement (c’est ce que font les photographes) pour faire une bonne photo, il faut choisir un ou deux des trois paramètres et sélectionner le troisième qui correspond, en s’aidant d’un dispositif de mesure.

Dans la vraie vie l’acheteur de compact (ou plus largement d’appareil automatique) n’a aucune envie de se casser les pieds avec ça. Donc l’appareil possède un tas de fonctions préréglées qui permettent de s’adapter automatiquement à telle ou telle situation.

Le problème c’est qu’au lieu d’apprendre et de comprendre les principes de base de la photo, principes donc assez simples et logiques, il faut apprendre le maniement de l’appareil..mais ça c’est une autre histoire.

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