Le nombre d‘or

Les mathématiques derrière le nombre :

Le nombre d’or désigne le rapport de division d’une distance. Le ratio correspond à l’ensemble de sa plus grande partie (également appelé Major) comme le rapport de la plus grande partie à la plus petite (la minor). Exprimé en une formule, cela nous donne :

ensemble / Major = Major / Minor ≅ 0,618

En y regardant de plus près on se rend compte que « l’ensemble » compte pour  61,8 % et le « minor » pour 38,2 %.

Tout est question de proportion

Dans les arts visuels, la proportion du nombre d’or se retrouve souvent dans la composition. Il règne en maitre dans le monde de l’art car il est jugé particulièrement esthétique, notamment parce qu’il peut être retrouvé dans la nature et dans les proportions humaines.

Parce qu’il y a peu de documentation sur le nombre d’or dans les peintures anciennes, les interprétations sur l’analyse de ces œuvres sont purement spéculatives. Un bon exemple peut être trouvé avec la référence à Mona Lisa de Léonard de Vinci. Lors de l’examen de son visage il semble que la relation entre le menton et les sourcils (majeur) et les sourcils à la racine des cheveux (mineur) corresponde approximativement au nombre d’or.

En architecture, le nombre d’or est aussi bien connu, comme en témoigne l’ancienne pyramide de Khéops, par exemple. La pyramide a été construite aux alentours de 2590 à 2470 avant J.C. en Egypte et avec une base carrée. En calculant la relation entre la distance de la ligne centrale de la base au sommet de la pyramide (Major) et la distance entre le centre d’un côté de la base par rapport au centre de la base (mineur), on retrouve le nombre 0,618 et donc  le rapport de division exacte du nombre d’or.

En général, le nombre d’or est souvent utilisé pour la conception des proportions  et il en est de même en photographie. Toutefois, la formule entière n’est pas nécessaire pour faire le calcule au quotidien. Le rapport proportionnel de 5:3 est suffisant pour déterminer approximativement le nombre d’or avec une marge d’erreur de 1%.

La mise en œuvre en photographie

Quand une image est divisée en largeur et en hauteur, et par les côtés (de gauche à droite et vice-versa), il existe sur cette grille le nombre d’or en quatre intersections. Si une information importante de l’image converge vers l’un de ces points, vous aurez alors une photo harmonieuse.

Les informations ponctuelles ne sont pas les seules à avoir un intérêt pour la composition de l’image, le positionnement des différentes surfaces joue aussi un rôle prépondérant. En photographie, le rapport entre les zones de lumière et les zones d’ombre, par exemple, est aussi très important.

Astuce : De nombreux appareils possèdent une grille vous permettant d’observer la règle des tiers, mais pas les lignes du nombre d’or.
Utilisez ces lignes pour vous donner une bonne idée du nombre d’or et mémorisez les points sur la grille.

L’objectif

Système optique essentiel de l’appareil photo, l’objectif a pour but de capturer l’image d’un objet pour la transmettre au capteur de l’appareil. Les objectifs les plus simples sont constitués d’une lentille convergente, où les rayons lumineux se regroupent avant d’être projetés sur le capteur de l’appareil.

Les objectifs modernes, cependant, peuvent être constitués de plusieurs lentilles et de miroirs. Certains objectifs peuvent même avoir jusqu’à 20 lentilles qui sont partiellement fixés les unes aux autres et sont en partie mobiles.

Le fonctionnement de base de l’objectif correspond toujours à celui d’une lentille convergente, l’image produite par la lumière se retrouve la tête à l’envers. Les appareils photo numériques tournent ensuite automatiquement l’image pour que celle-ci corresponde à notre perception.

Un objectif est défini essentiellement par deux facteurs : la distance focale et la largeur de l’ouverture.

La distance focaleest donnéeen millimètresetpermet de définir la tailled’un objetà une distance fixede celui-ci.

En photographie, il existe deux grands types d’objectifs : les focales fixes et le zoom dont la longueur focale peut varier en fonction du degré de zoom choisi. Avec les objectifs à zoom, il est possible de modifier la longueur focale en tournant la bague de l’objectif pour se concentrer sur un objet donné. C’est ce qui en fait un objectif très polyvalent.

L’avantage de l’objectif à focale fixe c’est sa conception compacte et l’optimisation parfaite des composants qui permet d’atteindre une meilleure qualité optique.

Pour une distance donnée par rapport à un objet photographié, plus la longueur focale est grande et plus l’angle de champ est réduit. L’angle de vue se réduit donc quand la focale augmente. Il existe des objectifs spéciaux grands angles qui permettent d’avoir un très grand champ de vision.

L’ouverture, appelée aussi « Aperture » en Anglais, indique l’ouverture du diaphragme. Elle détermine la quantité de lumière qui va passer à travers l’ouverture de l’objectif lorsque vous déclenchez votre appareil. Le rapport entre la longueur focale et l’ouverture vous donnera ce que l’on appelle le nombre d’ouverture. Ce nombre est indiqué soit par 1/x ou f/x. Plus grand est le « X » dans la fraction, moins la lumière passe à travers l’ouverture. Une ouverture de f/11 laisse donc entrer beaucoup moins de lumière dans l’appareil que f/1.4.

Les objectifs sont classés selon les propriétés différentes qui les caractérisent, comme la longueur focale, l’angle de champs, le type de monture de l’objectif et le type de lentilles utilisées dans l’objectif.

Les objectifs sont des systèmes techniques très complexes et très sensibles qui forment, pour ainsi dire, l’œil de l’appareil photo. Ces éléments si important d’un appareil sont donc en général très chers, le prix des objectifs dépasse même souvent le coût du boitier.

La lentille

Les lentilles sont des éléments translucides qui permettent de dévier la lumière sur leurs surfaces.

Les premières théories sur le grossissement optique avec des lentilles courbées ont été créées il y a environ 1000 ans, mais se sont surtout développées à partir du 12ème siècle.

A cette époque, des pierres étaient utilisées pour former une lentille hémisphérique qui servait de loupe pour lire. A la fin du 13ème siècle les lentilles étaient utilisées pour corriger la vision, les premières lunettes étaient nées.

Les objectifs des appareils photos modernes sont constitués de lentilles individuelles et de groupes de lentilles. En fonction de la forme des surfaces de la lentille et de l’indice de réfraction du matériau il est possible de modifier les propriétés de réfraction d’une lentille.

Il y a beaucoup de lentilles différentes de type sphériques. Les lentilles sphériques sont divisées entre lentilles convexes et concaves.

Les lentilles convexes concentrent la lumière incidente parallèle sur un point donné, c’est pour cela qu’on les appelle lentilles convergentes. Le point où la lumière est concentrée est appelé le point focal. La distance entre le point focal et le centre de la lentille est appelé longueur focale, un concept très important en photographie.

Les lentilles convergentes sont caractérisées par une surface incurvée vers l’extérieur des deux côtés de la lentille, de sorte qu’elles sont plus épaisses au milieu qu’au bord. Par réfraction, la lumière donne aux lentilles convexes une image verticalement et latéralement inversé.

Les lentilles concaves sont incurvées de façon opposée, elles sont plus étroites sur leurs bord qu’elles ne le sont au milieu. Elles dispersent la lumière incidente parallèle, ce qui explique pourquoi elles sont aussi appelées lentilles divergentes.

En plus de ces caractéristiques uniques, il existe également des formes mixtes. Les soi-disant ménisques ayant à la fois une forme convexe et un côté concave. Ces lentilles ménisques sont utilisées dans des objectifs qui sont constitués de plusieurs lentilles et de groupes de lentilles pour en compenser les aberrations.

L’objectif grand angle

Tous les objectifs avec une longueur focale de moins de 50mm sont classés parmi les objectifs grands angles. Si un objectif a une focale de 20mm ou moins, alors on parle même d’objectif super grand angle. La forme la plus extrême d’objectif grand angle porte le nom de « fisheye ». Ceux-ci ont une longueur focale de 16mm et permettent d’avoir un angle de vision d’environ 180 degrés.

La distance focale des objectifs à une incidence sur l’angle de champ de l’appareil photo et avec les objectifs grand angle, cet angle est relativement important. Ceci permet de faire des photos avec un grand cadrage.

Les objectifs grands angles sont constitués de plusieurs types de lentilles. Grâce à cette interaction complexe, les différentes lentilles vont pouvoir tenter de compenser les imperfections de l’image. Avec des diamètres de plus en plus grands, des imperfections telles que les bords flous, des réflexions et des distorsions d’images sont des problèmes récurrents.

En plus de ces défis, les objectifs grands angles possèdent des propriétés supplémentaires que les photographes doivent prendre en considérations. En effet, avec un objectif grand angle le premier plan et l’arrière-plan apparaissent bien plus éloignés. Cet effet de perspective est dût au fait que les objets éloignés les uns des autres est intensifié par la grandeur de la focale.

Lors de l’utilisation d’un objectif grand-angle, il est important de tenir l’appareil photo bien à l’horizontale. Si vous inclinez l’appareil vers le haut ou vers le bas, vous allez former ce qu’on appelle des lignes convergentes. Les lignes verticales de l’image vont se rejoindre l’une vers l’autre.

Cet effet peut néanmoins être utilisé pour réaliser une image créative. Si vous souhaitez éviter cet effet lors de vos prises de vues, vous devrez ajuster votre position en vous accroupissant ou en trouvant un point en hauteur pour réaliser un cliché parfait.

De plus, les objectifs grands angles utilisés avec une grande profondeur de champ peuvent créer des plans d’images très forts. Cela permet de déplacer la mise au point sur un objet ou une personne sans risque de flou des autres plans d’image. Stylistiquement, il est recommandé d’utiliser un objet comme point de focus lorsque vous photographiez avec un grand-angle. Grâce au grand angle de champ possible, prendre des photos sans mise au point sur un objet spécifique créé souvent des défauts sur l’image.

Les objectifs grands angles sont souvent utilisés pour la photographie de paysage, son grand angle de champ étant parfait ici. La lumière du soleil va donc jouer un grand rôle et pour éviter les réflexions de celle-ci, il est conseiller d’utiliser un pare-soleil adapté qui ne sera pas visible sur l’image finale.

Outre la photographie en plein air,lesobjectifs grands anglessont également utilisésdans la photographied’intérieur.En raison de songrand angle de vision, il est possible d’inclureune plus grande partiede la pièce photographiée.

Le téléobjectif

Le mot «Télé» nous vient du grec ancien et signifie «au loin». Les téléobjectifs permettent donc d’avoir un fort agrandissement de l’objet prit en photo. On pourrait résumer en disant qu’un téléobjectif fonctionne un peu comme un télescope.

Comparés aux objectifs standards, les téléobjectifs ont une distance focale plus élevé. Un objectif  ayant une distance focale de 70 mm minimum est considéré comme un téléobjectif, il en existe d’ailleurs allant jusqu’à 500mm. Plus la distance focale d’un objectif est grande, plus l’objet photographié sera agrandit (plus le zoom est important). Il convient de noter que l’agrandissement de l’objet photographié est toujours associé avec une réduction de l’angle de champ de l’image.

Des focales comprises entre 100 et 300 mm sont considéré comme des téléobjectifs inversés. Avec ce type d’objectif, il est possible que les objets semblent rapprochés de 30%. Ainsi, de nombreux téléobjectifs ont une longueur inférieure à leur longueur focale.

Les téléobjectifs avec des focales plus courtes, entre 70 mm et 135 mm, sont considérés comme des objectifs pour portrait.

Entre 135 et 200, les téléobjectifs ont une longueur focale moyenne et sont donc appelés téléobjectifs standards. Les objectifs de plus de 200mm sont appelés super téléobjectifs.

Les photos qui ont été prises avec un téléobjectif auront une profondeur de champ sensiblement inférieur aux objectifs grands angles. La profondeur de champ se réfère à la zone de mise au point d’une photo, qui est influencée par l’ouverture et la distance focale de l’objectif. Les téléobjectifs avec une distance focale assez faible (c’est-à-dire environ 135 mm) sont souvent utilisés pour la photographie de portrait. La faible profondeur de champ permet de bien focaliser sur le visage de la personne photographiée.

Les téléobjectifsstandards avecdes focales allant jusqu’à 200mmsont utilisés principalementpour la photographiede voyage et la photo animalière.

Les super téléobjectifs, quant à eux, sont le choix de prédilection pour la photographie de sport et de nature. Les super téléobjectifs relativement bon marché possèdent généralement une faible intensité lumineuse, de sorte qu’ils ne sont pas adaptés pour prendre des photos dans des conditions de faible luminosité. Si vous voulez faire des images nettes avec un super téléobjectif en situation de faible luminosité vous devrez vous attendre à des prix très élevé.

Pour des images nettes, la règle de base est que la vitesse d’obturation utilisée doit correspondre au moins à l’inverse de la valeur de la longueur focale. Lorsque la longueur focale est de 200 mm, la vitesse d’obturation doit donc être au moins de 1/250 secondes. Avec des focales de 300 mm, vous devriez toujours utiliser un trépied, car il est quasiment impossible de faire des images nettes à main levée avec ce type d’objectif très lourd.

L’objectif Macro

En utilisantun objectif macro, il devient possible d’obtenir un très fort grossissement de l’échelle du sujet photographié.Cet agrandissement de l’imagese réfère aurapport entre la tailleréelled’un objet etsa taille sur lecapteur photo. Avec un rapport de1:2, l’objet photographiéest deux fois plusgrand quesa représentationsur le capteur.

Tout comme pour l’œil humain, il est nécessaire d’avoir une distance minimale entre l’objet et l’objectif afin de produire une image nette. Ainsi, pour arriver à un résultat où l’image sera grossie, la distance entre la lentille et le capteur doit être agrandie.

Les objectifs normaux sont optimisés pour capturer des objets éloignés, la photo d’un objet très proche de l’objectif n’est pas possible avec un tel matériel. Les objectifs macros sont donc spécialement adaptés pour capturer des objets de très près avec une grande qualité d’image.

Pour parvenir à ce résultat, de nombreux objectifs photos macros utilisent des bonnettes ou des bagues d’allonge. A cause de cette conception complexe, les objectifs macros sont généralement plus grands et plus lourds que leurs confrères standard.

Les objectifs macros sont disponibles en différentes longueurs focales, généralement allant de 40 à 100 millimètres. Pour permettre la macrophotographie à plus grande distance du sujet, il existe aussi des objectives macros avec des focales de 200mm. L’inconvénient de ces lentilles c’est la vitesse de mise au point automatique qui est parfois un peu lente. En raison de leur grande plage de réglage, ils opèrent significativement plus lentement que l’autofocus des objectifs standard ayant la même longueur focale.

Pour décider quelle longueur focale est la bonne pour vous, il est nécessaire de savoir ce que vous voulez en faire. Les objectifs macros sont généralement proposés avec des focales fixes, mais il en existe quelques-uns avec un bon zoom.

Les objectifs macros avec une longueur focale de 60mm sont relativement bon marché et léger. Néanmoins, à cause de la distance focale courte, vous devrez être très proche du sujet à photographier.

Pour la photographie de plante ou d’insectes il n’y a aucun problème, mais pour prendre en photo certains animaux la proximité est compliquée car les peureux finissent toujours par s’enfuir !

Les focales de 100mm permettent d’avoir une plus grande distance à l’objet, mais ces objectifs sont plus lourds et plus coûteux en comparaison.

Si vous ne voulez pas effrayer les animaux que vous souhaitez photographier, un objectif avec une focale de 180mm sera parfait, mais ces objectifs très lourds ont un prix particulièrement élevé. En outre, l’objectif est très sensible aux vibrations de l’appareil, un trépied est donc indispensable.

La distance focale

La distance focale représente la distance entre le plan principal de l’objectif et le foyer. Elle est toujours  donnée en millimètres. Plus la distance focale est grande, plus l’image de l’objet est à une distance constante. Il s’agit donc aussi d’une expression de l’agrandissement de l’image à une distance donnée d’un objet.

La longueur focale affecte directement l’angle de champ d’un objectif. Plus la longueur focale est grande, plus l’objet représenté et donc l’angle de champs diminue.

Beaucoup d’objectifs modernes permettent un réglage manuel de la focale dans un cadre donné, familièrement nous parlons de « zoom ». Un objectif avec une longueur focale de 50 mm est considéré comme un objectif normal, car il correspond à peu de chose près à l’angle de vision de l’œil humain (environ 60 degrés).

Les focales inférieures à 50 mm sont considérées comme des objectifs grands angles. Ceux-ci permettent d’avoir une image avec un très grand angle de vue. Les focales inférieures à 20 mm sont appelées objectif super grand angle et la forme la plus extrême d’objectif grand-angle sont les « fisheye », ils permettent d’avoir un angle de champ de 180 degrés et produisent des images souvent « arrondie ». En raison de son angle de vue élevé, l’objectif grand angle est idéal pour les photos de paysage.

Les objectifs qui ont une longueur focale de plus de 50 mm sont appelés téléobjectifs. Ils permettent d’avoir un énorme agrandissement du sujet enregistré. Cet élargissement provoque néanmoins une réduction de l’angle de champs, de sorte que la section d’image qu’il est possible d’agrandir est nettement plus petite qu’avec un objectif grand-angle. Si un objectif a une focale de plus de 300 mm, il est alors appelé super-téléobjectif ou ultra téléobjectif.

L‘obturateur

L’obturateur contrôle la quantité de lumière qui entre dans l’appareil et sera capté par le capteur. Si l’obturateur est complètement ouvert, beaucoup de lumière sera captée. Plus l’ouverture est réduite, moins de lumière pourra alors être captée.

L’obturateur est généralement composé d’un système mécanique de lamelles disposées circulairement et qui glissent les unes sur les autres pour réduire ou augmenter la transmission de la lumière.

Il existe souvent une confusion autour de l’obturateur car il existe plusieurs modes de présentations.

Au sens strict, la membrane est indiquée par une fraction dont la valeur est appelée ouverture. Celle-ci est spécifiée comme tel : « 1/nombre » ou bien « f /nombre ». Certains fabricants d’appareils photo ne fournissent que la valeur d’ouverture inscrite sur l’objectif

Les nombres suivants représentent la norme d’ouverture à l’international :

1 | 1,4 | 2 | 2,8 | 4 | 5,6 | 8 | 11 | 16 | 22 | 32 | 45 | 64 | 90

Habituellement, les objectifs normaux ont une valeur d’ouverture maximale de F/22, mais certaines versions spéciales utilisent des valeurs d’ouverture plus élevés.

Si l’ouverture 4 est mentionnée, elle sera mentionnée comme suit : 1/4 ou f/4. La représentation sous forme de fraction permet de simplifier la compréhension de l’ouverture. Comme en mathématique, un agrandissement de la valeur sous la barre provoque une réduction de la quantité d’ouverture : 1/16 est un nombre inférieur à 1/4.

De même, une augmentation du nombre « f » diminue la lumière qui passe à travers la membrane. À f/ 16 l’obturateur est fermé de manière significative, bien plus qu’à f/4. Il y a donc moins de lumière qui passe par l’ouverture.

A mémoriser :

  • La valeur d’ouverture=1-f/nombre
  • Plus lavaleur d’ouverture est faible, moins la lumière passeà travers l’ouverture
  • Plus lavaleur d’ouverture est élevée, plus la lumière passeà travers l’ouverture

En fonction de la lumière ambiante disponible, il faudra choisir une valeur d’ouverture adéquate. Avec peu de lumière disponible, il faut choisir une grande ouverture pour capter autant de lumière que possible à travers l’ouverture.

Si votre environnement est très lumineux, vous pouvezrégler laquantité de lumièreavec une petitevaleur d’ouverture.Dans le casd’une petitevaleur d’ouverture, l’obturateur estfermé etpermet de transmettremoins de lumièrevers le capteur.

Un mauvais choix et c’est la surexposition ou sous-exposition assurée !

Le choix de l’ouverture aura un effet sur d’autres facteurs. Si vous choisissez une grande valeur d’ouverture (donc une ouverture avec un plus petit nombre f), plus de lumière entre sur le capteur, ce qui rend l’utilisation de temps d’exposition court possible. L’ouverture a donc un effet sur le temps d’exposition de vos photos !

HDR

Une photo HDR ou une photo à grande gamme dynamique sont des  photographies montrant de grandes différences de luminosité et de  détails. L´abréviation « High Dynamic Range », se  traduit par « large gamme dynamique». Les  photos HDR peuvent  reproduire une gamme dynamique, bien plus élevée  que les photographies ordinaires appelées photos « Low Dynamic Range ».

Souvent, les 256 niveaux de luminosité habituels ne sont pas assez différenciés afin de  reproduire les niveaux de luminosité naturelle d´une façon suffisante. C´est pourquoi à l’aide des photos HDR, il est possible de rapprocher la gamme dynamique de l´appareil photo  à celui de l´œil humain.

Malheureusement la plupart des dispositifs d’affichage et des médias imprimés ne sont pas capable de les afficher. Pourtant les photos LDR, extraites des photos HDR et nécessaire pour l´affichage d´image peuvent montrer une vaste gamme de détails.

La création des photos HDR

Il existe de nombreuses possibilités pour créer des photos HDR. Certains appareils photos spéciaux sont capables d´afficher des gammes dynamiques plus puissantes que les appareils photos habituels. Les modèles innovants dépassent même la sensibilité et la hauteur de gamme dynamique de l´œil humain. Avec un prix aux alentours de 50.000 dollars américain, ces appareils spéciaux ne sont pas accessibles au grand public et sont réservés aux professionnels.

Pour les photographes amateurs par contre, la fourchette de prix est bien plus large et accessible. Dans ce cas, au moins trois images différentes d´un sujet sont assemblées au moyen d´un logiciel spécialement conçu pour le HDR. Chaque image a une gamme dynamique différente et sont ensuite toute « collées » ensemble pour créer l´image finale.

Une des difficultés concernant cette méthode de production sont les objets en mouvement. C´est pourquoi il faut éviter que les images ne deviennent floues. Dans ce cas l’appareil peut être utilisé sur un trépied pour un meilleur résultat.

Beaucoup d´appareils photos au prix élevé, mais aussi des appareils plus compacts, sont en mesure de générer une photo HDR à base de plusieurs images. Pour cela il faut tout simplement activer la fonction HDR de l´appareil.

Celui-ci travaille selon le principe suivant : différentes photos uniques, de luminosités variées, sont calculées par le processeur de l’appareil et sont assemblées pour créer une seule photo HDR.

Il existe une troisième possibilité pour produire des photos HDR, le rendu photo-réaliste par logiciel 3D. Cette technique est principalement utilisée pour les jeux sur ordinateur, dans  lesquels les joueurs changent souvent entre scènes  claires et sombres.