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Cours / tutoriel de formation : notions d’optique en photographie numérique Suggérer par mail
Cours et didacticiels - Bureautique - Infographie - Apprendre la photo numérique - Sommaire des cours
Écrit par Alain MATHIEU et Dominique LEROND   
09-12-2008

 Tutoriel photo numérique - Notions d'optique - MOSAIQUE Informatique - Création de sites Internet - Nancy - Lorraine

Contenu de ce tutoriel de formation sur la photo numérique :

- le chemin de la lumière ;

- l'élaboration d'une image ;

- la lentille ;

- la distance focale ;

- la mise au point :

- la profondeur de champ .



Cours photo numérique

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Intéressons-nous maintenant à la trajectoire de la lumière qui va composer une photographie.

Le chemin de la lumière

La trajectoire de la lumière est rectiligne, depuis la source lumineuse jusqu’aux corps qu’elle rencontre et qui la réfléchissent. Cette lumière réfléchie est celle que nous percevons et qui compose les images des objets qui nous entourent. Elle est renvoyée dans toutes les directions par les corps qu’elle rencontre.

Si nous plaçons une pellicule photographique devant un de ces objets, aucune image ne s’y forme, car elle reçoit des rayons lumineux non canalisés : la pellicule est uniformément inondée de lumière.

La lumière est réfléchie dans toutes les directions par le sujet - Tutoriel photo numérique - MOSAIQUE Informatique - Formations informatiques - Nancy - Lorraine
La lumière est réfléchie dans toutes les directions par le sujet - Photo numérique

L’élaboration d’une image

Pour comprendre comment une image se forme sur un plan, représentez-vous: une pièce hermétiquement fermée, donc parfaitement étanche à la lumière, avec juste un trou au milieu d’un des murs. Vous êtes en train de recréer (mentalement) l’expérience du sténopé en chambre noire.

Sténopé

Petit trou pratiqué dans une chambre noire, faisant office d'objectif photographique.

Le sténopé repose sur un principe extrêmement simple : si vous percez un trou infiniment petit dans une paroi, celui-ci ne laisse passer qu’un unique rayon de lumière émanant de chacun des points du sujet observé. Cette vision est évidemment théorique, puisqu’un rayon lumineux n’est autre que la trajectoire rectiligne d’un photon, dont le diamètre flirte avec l’infiniment petit, et que, même si le trou est de la taille d’une tête d’épingle, il laissera passer bien plus d’un rayon lumineux.

Principe du sténopé - Tutoriel photo numérique - MOSAIQUE Informatique - Formations informatiques - Nancy - Lorraine
Principe du sténopé - Photo numérique
 

Chacun des points du sujet est une source lumineuse, dans la mesure où il renvoie la lumière qu’il reçoit. Un seul des rayons émis par chacun de ces points peut pénétrer dans la pièce : celui qui passe par le trou. La trajectoire du rayon s’arrête sur le mur opposé, sur lequel l’ensemble des rayons projetés forme une image.

Sur la figure ci-dessus, vous constatez que le sommet de la fleur se trouve en bas du mur sur lequel est projetée l’image, alors que son pied se trouve en haut. Vous constatez la même inversion entre la gauche et la droite.

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La lentille

Nous savons maintenant comment une image se forme sur un plan, dit « focal », sur lequel il suffira de placer une pellicule ou un capteur numérique pour enregistrer l’image. Il faut améliorer notre sténopé pour obtenir un appareil photographique digne de ce nom ! Commençons par diminuer considérablement la taille de la chambre noire. Il faut également améliorer la qualité de l’image et faire entrer plus de lumière dans l’appareil. Car le sténopé ne fonctionne qu’avec une ouverture extrêmement petite, qui restreint considérablement la quantité de lumière pénétrant dans l’appareil et impose des temps d’exposition très longs.

Pour faire entrer plus de lumière, il faut augmenter la taille de l'orifice. Malheureusement, plusieurs rayons lumineux, émanant de chacun des points du sujet, peuvent alors pénétrer dans la chambre. Cette opération a pour conséquence de rendre l’image d’autant plus floue que le diamètre est important.

La solution au problème réside dans l’utilisation d’une lentille.

La lentille change l’orientation des rayons lumineux émis par un point du sujet (on parle de « réfraction ») pour les diriger vers un seul point (nommé « foyer »). Ce point fait partie du plan focal, sur lequel tous les foyers de tous les points qui composent le sujet se concentrent. La conséquence est une luminosité et un piqué bien supérieurs à ceux obtenus avec le sténopé.

Piqué

Terme fréquemment employé en photographie pour indiquer la netteté des contours d’une image.

 

Distance focale

On appelle distance focale la distance entre le centre de la lentille (ou le centre optique d’un objectif composé de plusieurs lentilles) et le plan focal, lorsque la mise au point est faite à l’infini (voir la section suivante).

Dans l’objectif d’un appareil photographique, plusieurs lentilles sont utilisées, afin d’améliorer la qualité de l’image, et de corriger certains problèmes d’aberrations chromatiques, liés à l’utilisation d’une seule lentille. Le nombre et la qualité des lentilles utilisées dans un objectif déterminent son prix. Toutefois, cette optique extrêmement complexe, conçue en laboratoire par le fabriquant, se comporte schématiquement comme si elle n’était composée que d’une seule lentille.

Formation d’une image sur un plan focal, après passage de la lumière dans une lentille convexe - Tutoriel photo numérique - MOSAIQUE Informatique - Formations informatiques - Nancy - Lorraine
Formation d’une image sur un plan focal, après passage de la lumière dans une lentille convexe - Photo numérique
 

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