Photographie 101 - Objectifs, lumière et grossissement

Le post suivant est du photographe australien Neil Creek qui fait partie du blog photo des beaux-arts récemment lancé et participe au projet 365 - une photo par jour pendant un an - sur son blog.

Bienvenue à la troisième leçon de Photographie 101 - Cours de base sur l'appareil photo . Dans cette série, nous couvrons toutes les bases de la conception et de l'utilisation des caméras.

On parle du «triangle d’exposition»: vitesse d’obturation, ouverture et ISO. Nous parlons de la mise au point, de la profondeur de champ et de la netteté, ainsi que du fonctionnement des objectifs, de la signification des distances focales et de la manière dont ils éclairent le capteur.

Nous examinons également l'appareil photo lui-même, son fonctionnement, ce que signifient toutes les options et comment elles affectent vos photos.

La leçon de cette semaine est Lentilles, lumière et grossissement

La semaine dernière, nous avons examiné les bases de l'objectif. Nous avons vu comment les lentilles plient la lumière en la ralentissant, comment l'angle de pénétration de la lumière dans l'objectif affecte son degré de courbure et comment nous pouvons utiliser cette propriété pour mettre au point la lumière qui entre dans un objectif et créer une image lumineuse et claire.

Lecture de diagrammes optiques
Tout au long de cette série, j'utiliserai des schémas optiques pour illustrer divers concepts. Pour vous aider à vous mettre à niveau, j'ai rédigé une brève introduction sur la façon de lire ces diagrammes. Je vous recommande de faire une pause pendant un moment pour apprendre à lire et à comprendre ces schémas.

La puissance des verres

L'avantage des objectifs par rapport aux caméras à sténopé est double: la luminosité et le grossissement.

Luminosité et f-ratios

Nous avons vu dans la leçon deux, avec notre expérience avec la bougie et la loupe (Fig 1.2.3), que toute la lumière qui pénétrait dans l'objectif de la bougie était focalisée sur l'image. Si nous remplaçions un objectif plus grand avec la même distance focale, alors plus de lumière serait focalisée et l'image résultante semblerait plus lumineuse, mais pas plus grande.

Il semble logique que si vous doublez le diamètre d'un objectif, vous doublerez la taille de l'image qu'il crée, mais comme vous pouvez le voir dans Fig 1.3.1 ci-dessous, ce n'est pas vrai.

Fig 1.3.1 Le doublement du diamètre de l'objectif divise par deux le rapport f (voir ci-dessous) et recueille plus de lumière mais ne change pas la taille de l'image, qui est fonction de la distance focale (voir également ci-dessous). Doubler le diamètre fait plus que doubler la luminosité de l'image, car la sous-surface collectant la lumière de la lentille augmente rapidement à mesure que le rayon augmente (selon la formule? R² - pi multiplié par le rayon au carré).

Fig 1.3.2 Le rapport f indiqué sur un objectif 50 mm f1.8. Fig 1.3.3 Le rapport f indiqué sur un objectif zoom 80-400 mm f4,5-5,6.

Rapport F

En photographie, il existe un nombre pratique utilisé pour décrire la relation entre le diamètre de l'objectif et la distance focale: le «rapport f». En termes simples, le rapport f est la distance focale divisée par le diamètre. Dans Fig 1.3.1 ci-dessus, nous avons un objectif avec une distance focale de 50 mm et un diamètre de 10 mm. 50/10 = 5 ce qui nous donne un rapport f de 1/5 ou f5. Si l'objectif avait toujours une focale de 50 mm avec un diamètre de 20 mm, ce serait f2,5.

Le rapport f d'un objectif SLR doit toujours être écrit quelque part sur l'objectif. La plupart des appareils photo compacts décrivent également le rapport f quelque part sur le corps. Plus le rapport f est «court», c'est-à-dire plus il est proche de 1, plus l'image sera lumineuse produite par l'objectif. Le terme «vitesse» est également utilisé pour décrire une lentille. Le mot vitesse dans ce cas fait référence à la vitesse à laquelle l'objectif permettra à l'appareil photo de capturer une image, compte tenu de la quantité de lumière disponible. Si l'objectif produit une image lumineuse, l'obturateur peut être ouvert pendant un temps plus court pour capturer suffisamment de lumière pour créer une image. Ainsi, un objectif à rapport f court comme f1.8 est considéré comme un objectif très «rapide», tandis qu'un objectif plus long tel qu'un objectif f8 ou f11 est un objectif «lent».

En rappelant la leçon 1, nous avons appris qu'un grand trou pour le passage de la lumière donne une image plus lumineuse mais moins nette. Maintenant que nous connaissons les rapports f, nous pouvons relier ces deux faits et comprendre pourquoi les objectifs plus rapides ont une «profondeur de champ» plus étroite - la zone qui est au point. Nous en parlerons plus en détail dans la prochaine leçon, mais il est utile de relier les points et de voir comment tous ces différents principes s’intègrent.

Les appareils photo modernes permettent à un photographe d'avoir un certain niveau de contrôle sur la vitesse d'un objectif en ajustant l'ouverture, nous aborderons également cela plus en détail dans la prochaine leçon.

Grossissement et champ de vision

Quiconque a joué avec une loupe sait que, comme son nom l'indique, les lentilles grossissent. La quantité de grossissement dépend de la distance focale. Plus l'objectif est «long», plus il agrandit l'image. Les focales courtes ont l'effet inverse, réduisant la taille de l'image.

Fig 1.3.4 Toutes choses étant égales par ailleurs, à mesure que la distance focale de l'objectif augmente, la taille relative de l'image augmente également.

Nous avons vu plus haut que le rapport f affecte la luminosité de l'image. Les deux facteurs du rapport sont le diamètre de la lentille et la distance focale. Jusqu'à présent, nous n'avons parlé que de la modification du diamètre de l'objectif, mais avec un grossissement plus important, vous augmentez la distance focale, de sorte que vous augmentez également le rapport f. Cela signifie que plus vous agrandissez l'image, plus elle s'assombrit. La plupart des téléobjectifs (longue focale) ont de grands rapports f et sont donc des objectifs lents. Les objectifs géants, extrêmement chers et très lourds, utilisés par les photographes sportifs font naturellement exception. Ceux-ci utilisent de longues distances focales, et lentilles de grand diamètre. Ces télé photos ne sont pas pour les photographes occasionnels!

Nous avons parlé de la façon dont les objectifs agrandissent l’image, et c’est certainement ainsi qu’elle apparaît lorsque vous regardez dans le viseur ou lorsque vous regardez l’impression à partir d’un téléobjectif. En réalité, parce que la plupart des objets sont distants et que le capteur est petit, la grande majorité des objectifs produisent une image plus petite que l'objet lui-même. Il existe cependant des objectifs spécialisés qui rendent l'image plus grande que le sujet. Pour que cela soit possible, la distance focale doit être longue et le sujet proche. Ce sont, bien sûr, des objectifs macro.

Les objectifs macro seront souvent décrits par leur «facteur de grossissement». Un objectif avec un facteur de grossissement de 1: 1 produit une image projetée sur le capteur qui est la même que le sujet. Ainsi, l'image d'une pièce de 20 mm de diamètre s'étendra sur 20 mm du capteur physique, ce qui donnera une image qui remplira presque tout le cadre d'un reflex numérique typique. Un facteur de grossissement de 1: 1 est généralement considéré comme le minimum pour qu'un objectif soit décrit comme un objectif «macro». Les objectifs macro spécialisés ont souvent un facteur de grossissement de 1: 3 ou même de 1:10, ce qui signifie que 1 mm sur le sujet devient 3 mm ou 10 mm lorsqu'il est projeté sur le capteur, donc un grossissement de 3 ou 10 fois.

Champ de vision

La dernière variable de cet équilibre initialement déroutant de l'optique est le champ de vision. Cela fait référence à la partie du monde que la caméra peut voir. Le champ de vision d’un objectif dépend de la distance focale de l’objectif et de la taille de l’image sur laquelle est projetée. Dans le cas des appareils photo numériques, il s'agit de la puce du capteur.

Fig 1.3.6 À mesure que la distance focale augmente, le champ de vision se rétrécit et l'image s'agrandit.

Fig 1.3.8 Les différences comparatives de taille d'image entre les caméras compactes, les films et les reflex numériques et le format moyen.

Fig 1.3.6 rend évident que du côté grand angle, une légère différence de distance focale se traduit par une grande différence de champ de vision. La différence de champ de vision entre un objectif 10 mm et 20 mm est bien supérieure à la différence entre 210 mm et 220 mm. Certains objectifs peuvent avoir des distances focales exceptionnellement courtes et des champs de vision larges, tels que 12 ou 8 mm. Ceux-ci sont fisheye lentilles, soi-disant parce que le devant de la lentille est tellement bombé qu’il ressemble à un œil de poisson. Ces objectifs peuvent avoir un champ de vision de 180 degrés, voire plus.

La taille du capteur contribue également au champ de vision d'une lentille particulière. Dans Fig 1.3.6 un capteur particulier est représenté à différentes distances focales. Evidemment si le capteur est plus petit, il voit moins l'image présentée par l'objectif, ainsi le champ de vision est réduit et le grossissement est augmenté. C'est le cas des reflex numériques à «capteur recadré» et des appareils photo compacts.

La taille d'image «standard» est de 35 mm, la taille d'une seule image sur un rouleau de film. Les caméras avec ce capteur de taille sont appelées caméras «plein format». Il existe des appareils photo grand format avec des films beaucoup plus grands, tels que 150 mm x 100 mm. Les reflex numériques moins chers ou modèles plus anciens utilisent des capteurs plus petits qu'une image de film 35 mm et sont appelés capteurs recadrés. Un capteur recadré typique peut être décrit comme un 1,6x, ce qui signifie que la distance focale apparente d'un objectif particulier est 1,6 fois plus longue. Les appareils photo compacts utilisent les plus petites tailles de monture de tous, et en tant que tels, nécessitent des objectifs à très courte distance focale pour obtenir des vues grand angle.

La semaine prochaine

Photographie 101 - Ouverture et arrêts.

Maintenant que nous avons rassemblé la théorie principale derrière l'objectif et la création d'une image, nous allons ensuite nous intéresser à l'exposition et à la façon dont nous contrôlons la capture d'une image. La semaine prochaine verra l'introduction du triangle d'exposition, une explication des «stops» et des niveaux de luminosité, et un regard sur le premier point du triangle: l'ouverture.

Devoirs

• Découvrez le champ de vision de vos objectifs. En utilisant la méthode qui vous convient le mieux (par exemple un ruban à mesurer sur un mur), déterminez le champ de vision de votre caméra avec les réglages les plus larges et les plus longs. Mesurez-le en degrés d'un côté à l'autre. Présentez des photos de vos découvertes.
• Prenez toute votre plage focale. Trouvez un sujet approprié (par exemple une rue urbaine ou un arbre éloigné) et prenez une série de photos en commençant par votre angle le plus large et en zoomant à des intervalles de 20 mm par exemple jusqu'à votre zoom le plus long. Compilez-les en une seule image et publiez-les.
• Exploitez le grossissement et le champ de vision artistiquement. Prenez une photo à chaque extrémité de la plage de focales de votre appareil photo, en sélectionnant soigneusement le sujet pour profiter du grossissement et du champ de vision. Partagez les résultats ici.
• Rapprochez-vous et personnel. Ceci est idéal pour les utilisateurs d'appareils photo compacts qui, grâce à l'optique d'un petit système de caméra, sont capables de faire une mise au point très proche. Expérimentez la macrophotographie et montrez-nous des photos du monde des tout petits. Utilisez le mode macro si vous l'avez (généralement identifié par un symbole de tulipe). Les utilisateurs de reflex numériques avec équipement macro peuvent également participer.
• Si tout cela est nouveau pour vous, trouvez un magasin d'appareils photo en ligne (par exemple les sites Canon ou Nikon) et parcourez le catalogue d'objectifs. Portez une attention particulière aux spécifications de la lentille dont nous avons discuté et voyez comment la forme et la forme de la lentille correspondent à ces chiffres. Regardez la longueur des téléobjectifs, la largeur des objectifs rapides et le renflement des objectifs ultra grand angle à l'avant.

Ressources

• Objectifs Canon
• Objectifs Nikon
• Objectifs Sigma
• Verres Tamron
• Angle de vue sur Wikipedia
• Comparaison interactive de la distance focale sur Canon
• Calculateur de champ de vision

En plus de publier ses photos Project 365 sur son blog, Neil dirige également un projet de photographie mensuel. Le sujet de ce mois-ci est Iron Chef Photography - The Fork.