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Qu’est-ce qu’un appareil photo ?

Leçon 2 Module 2

Pour commencer tranquillement ce chapitre sur le matériel, nous allons repartir de la base, à savoir l’appareil photo et ses différents composants. Il y a des chances que vous sachiez déjà certaines choses, mais il est toujours utile de bien définir le vocabulaire pour être sur la même longueur d’onde dans la suite.

Un appareil photo, dans son sens le plus basique, est un outil qui enregistre la lumière. Simplement en la concentrant sur une surface photosensible. Ce processus se fait grâce aux trois éléments principaux d’un appareil photo : la surface photosensible, l’objectif et le boîtier.


La surface photosensible : film ou capteur


La surface photosensible réagit à la lumière soit via un processus chimique (pellicule), soit via un signal électrique (capteur numérique). Il y a des différences fondamentales entre les deux, mais nous allons nous concentrer pour l’instant sur le principe général : une grille de plusieurs millions de minuscules points (les pixels), qui peuvent chacun mémoriser la quantité de lumière reçue pendant un temps donné.

 
Un capteur d’appareil photo a trois caractéristiques importantes : sa définition, sa taille et sa qualité.


La définition du capteur


Il s’agit simplement du nombre de pixels (comme c’est un peu plus compliqué pour les pellicules, mettons-les de côté pour l’instant 😉). Par exemple, un Nikon D750 a un capteur est de 24 millions de pixels (on dit « Mégapixel », abrégé en Mpx), et la définition des images est de 6016 x 4016 pixels (≈ 24 Mpx).

Dans la théorie, plus vous avez de pixels, plus vous êtes capable d’enregistrer les fins détails d’une scène (nous verrons juste après que la taille du capteur joue aussi) :


  • Pour un affichage écran, une résolution supérieure ou égale à 2 ou 3 Mpx suffit.

  • Pour pouvoir imprimer vos images, une définition supérieure sera nécessaire. Nous avons besoin ici d'introduire la notion de résolution. C'est un nombre de pixel par unité de longueur (à ne pas confondre avec la définition qui est juste un nombre de pixels, je vous le rappelle).  Vous rencontrerez les abbréviations « dots per inch » en anglais (dpi) et "pixels par pouce" en français (ppi).

    Pour avoir une bonne qualité d'impression, il est généralement admis qu'il faut une résolution de 240 à 300 pixels par pouce de papier (240 à 300 dpi). Dans la pratique, il est possible d’utiliser des résolutions inférieures puisqu’un tirage de grande taille ne se regarde pas à 1cm de distance, mais je vous recommande de ne pas descendre sous les 150 dpi.

    Cette résolution minimale requise pour l’impression va vous donner la taille maximale théorique à laquelle vous pouvez imprimer.

    Par exemple, si je veux imprimer une image de 6 Mpx de dimensions 2000 x 3000 px à 240 dpi, je calcule ma taille d'impression maximale en divisant la longueur et la largeur en pixels par la résolution souhaitée (3000 px/240=12,5’’, 2000 px/240=8,3’’), c’est-à-dire 12,5x 8,3’’ soit 32 x 21 cm (car 1’’=2,54cm).

    Il est possible d’imprimer plus grand en diminuant la résolution en dpi, ou bien en augmentant artificiellement la définition, mais cela occasionnera une perte de qualité. Avoir un capteur à plus haute-définition (par exemple 45 Mpx pour le Nikon Z7) permet donc d’imprimer plus grand.

    Sur la plupart des services en ligne de tirage d’art (Picto, TiragesPro), vous êtes informés de la taille maximale d’impression recommandée en fonction de la définition de votre image.

    Le tableau ci-dessous vous donne la résolution (en gras) en fonction de la taille de tirage voulue et de la résolution de votre capteur, pour des photos au ratio 2/3. On voit qu'avec un boîtier de 24 Mpx, on peut faire sans souci des tirages de 90 cm de large sans descendre sous les 150 dpi.

    Un boîtier à haute définition de 44 Mpx permet quant à lui des tirages de plus d'un mètre de large, et d'avoir de la marge pour permettre un éventuel recadrage. Ce tableau a néanmoins ses limites puisqu'il ne fait intervenir ni la taille du capteur ni la qualité optique de votre objectif, qui jouent portant aussi sur la qualité d'image du tirage.


  • Une définition supérieure à 2 - 3 Mpx est aussi utile pour pouvoir recadrer ! Recadrer signifie réduire la taille d’une image en enlevant des pixels sur les côtés, très utile pour améliorer votre composition et enlever des éléments indésirables d’une image. Néanmoins, cela va diminuer votre définition (puisque vous perdez des pixels). Donc le recadrage maximum que vous pouvez vous permettre va dépendre de la définition initiale de votre image, idéalement la plus grande possible.

    À ce propos, évitez à tout prix le « zoom numérique » présent sur certains appareils entrée de gamme, car vous pouvez reproduire le même effet en recadrant à postériori (disons-le, c'est une arnaque 🙂 )

La taille du capteur


La taille du capteur (par exemple 24x36mm, aussi appelé format 35mm, Plein Format ou Full Frame) est très importante et a un impact sur tous les autres paramètres que nous aborderons dans la suite, notamment le facteur de conversion, la profondeur de champ, le bruit à haute sensibilité ISO et la plage dynamique.


Pour une définition de capteur donnée, une taille plus grande permet aux pixels d’être plus espacés, ce qui augmente la qualité d’image. De plus, un plus grand capteur permet d’inclure davantage de pixels (sans qu’ils soient trop serrés !), et donc d’imprimer plus grand, comme nous l’avons vu plus haut.


Retenez que pour les capteurs d’appareil photo, plus grand est presque toujours mieux. C’est la raison pour laquelle les reflex et les hybrides (dont les tailles typiques de capteur s’échelonnent entre 4/3’’, et 24x36mm) délivrent une qualité d’image bien meilleure que les appareils compacts.


Mais cela ne veut pas dire que vous avez à tout prix besoin d'un appareil Plein Format : cela dépend de votre pratique, comme d'habitude ! Dans la prochaine leçon, nous aborderons les différents types d’appareil photo dans le détail.

Les tailles de capteur les plus courantes : 24x36 mm (appelé Plein Format, Full Frame ou 35mm), APS-C, Micro 4/3 et 1''. Les smartphones ont des capteurs encore plus petits (bouh !)

La qualité du capteur


La qualité du capteur est difficile à évaluer. Elle désigne la capacité du capteur à réagir aux conditions de lumière délicates :

  •  en basse lumière où vous êtes amenés à augmenter la sensibilité ISO,
  • en présente de forts écarts de luminosité (contraste fort), pour enregistrer correctement les hautes et les basses lumières (c'est la plage dynamique du capteur)

Toutes choses égales par ailleurs, plus le capteur est récent, meilleure est sa qualité.

L’objectif


L’objectif (aussi appelé optique) est le second organe clé de tout appareil photo. Un objectif est un dispositif optique qui concentre précisément sur le capteur des rayons lumineux venant des différentes directions de l’espace (la scène photographiée).


La composition des objectifs est souvent complexe, avec jusqu’à 15 éléments optiques jouant chacun un rôle différent. La qualité de votre image va directement dépendre de la qualité du verre et de la précision de l’objectif.


Forcément, les fabricants sont obligés de faire des compromis, et donc un objectif à tout faire de qualité parfaite est impossible à concevoir (pour un prix et un poids raisonnable !)


C’est pourquoi tout objectif qualitatif est spécialisé pour une gamme d’usages, et avoir un appareil photo avec objectifs interchangeables (reflex ou hybride) sera très utile pour vous.


Vous avez sans doute remarqué : les noms des objectifs sont souvent des séquences mystérieuses de symboles et de chiffres qui décrivent leurs caractéristiques. Sans rentrer maintenant trop dans le détail, faisons un petit tour d’horizon de ces caractéristiques.

L'objectif AF-S NIKKOR 16-35mm f/4G ED VR

La longueur focale

Elle traduit la capacité de l’objectif à « zoomer ». Dit autrement, c’est aussi l’angle de vue offert par l’objectif. Ne vous inquiétez pas, nous y reviendrons en détail dans une prochaine leçon car le sujet n’est pas si simple !

Une longueur focale est généralement exprimée en millimètres, mais il est important de comprendre que l’angle de vue que vous offrira une longueur focale donnée dépend aussi de la taille du capteur de l’appareil sur lequel est monté l’objectif en question. 


Par exemple, un objectif 50mm monté sur un appareil Plein Format (capteur de 24x36mm, comme au temps des appareils argentiques), donnera le même angle de vue qu’un objectif de 35mm monté sur un appareil APS-C (capteur 1,5 fois plus petit que le précédent).


On dit dans ce dernier cas que cet objectif de 35mm monté sur l’appareil APS-C est un équivalent 50mm en Plein Format. Le facteur de conversion (« crop factor » en anglais) - ici de 1,5 - vous permet de convertir la focale inscrite sur l’objectif vers la focale qui donnerait le même angle de vue sur un appareil Plein Format.

Si vous avez bien suivi, le facteur de conversion d’un objectif monté sur un appareil Plein Format est égal à un !


Nous parlerons donc souvent de longueurs focales en « équivalent Plein Format » ou « équivalent 35mm » dans la suite.


Si jamais un seul nombre figure sur l’objectif (par exemple 24mm), alors l’objectif ne peut pas zoomer : c’est une focale fixe (prime lens en anglais). S’il y a deux nombres (par exemple 18-55mm), vous pouvez utiliser l’objectif à toutes les focales dans cet intervalle.


Les appareils compacts (l’objectif n’est pas interchangeable) donnent généralement plutôt le facteur de zoom, par exemple x8. Cela veut dire que la focale la plus longue vaut 8 fois la focale la plus petite. L’objectif peut donc être un 18-144mm, ou un 35-280mm, vous avez compris l'idée.


L’ouverture


Il s’agit d’un concept très important en photographie, et nous en parlerons en détail dans la suite. L’ouverture d’un objectif est un iris qui peut se fermer à des tailles de plus en plus petites, limitant ainsi la quantité de lumière qui atteint le capteur de votre appareil.


Une ouverture (= une taille d’iris donnée) est désignée par le signe F/nombre, par exemple f/2.8. Comme si ce n’était pas déjà assez compliqué, plus ce nombre est petit plus l’ouverture est grande : oui c’est contre-intuitif !


Nous n’allons pas nous en occuper pour l’instant. Retenez juste que le nombre important est l’ouverture maximale de l’objectif, plus il est petit mieux c’est 🙂


Les zooms de gamme professionnelle ont souvent des ouvertures maximales de f/2.8, tandis que les zooms grand public se limitent à des ouvertures de f/3.5-5.6 : cela signifie que l’ouverture est f/3.5 à la focale minimale, et de f/5.6 à la focale maximale. Sur la plupart des objectifs, l’ouverture peut être réduite à des niveaux très petits, comme f/22.

L'ouverture d'un objectif - Crédits KoeppiK - CC BY-SA 3.0

L’autofocus

Les objectifs ont également besoin d’un système pour faire la mise au point et rendre net le sujet. La grande majorité des objectifs actuels ont un moteur intégré, qui est piloté par l’appareil photo : c’est l’autofocus. Ils ont aussi une bague de réglage pour vous permettre de faire la mise au point manuellement. Il existe différentes technologies de moteur d’autofocus, plus ou moins silencieuses (par exemple STM et USM chez Canon, AF-D et AF-S chez Nikon…)


La stabilisation

Les objectifs sont de plus en plus équipés de systèmes de stabilisation (appelée VR chez Nikon et IS chez Canon). Ils détectent les micro-mouvements du photographe (quand vous avez pris trop de café et que vous tremblez), et les compensent en bougeant les éléments optiques dans la direction opposée.

Ce n’est pas une baguette magique mais ça fonctionne généralement très bien et permet de prendre des photos à main levée avec une vitesse d’obturation basse.


Les autres options sympathiques


Pour finir, les objectifs peuvent avoir une multitude d’options supplémentaires, comme par exemple un verre apochromatique ou un revêtement nanocristal, dont le but est d’améliorer la qualité de l’image finale. Ne vous préoccupez pas trop de ces options dans un premier temps 🙂

Le boîtier

Pièce centrale du puzzle, le boîtier est la boîte hermétique contenant le capteur, sur laquelle on fixe l’objectif. Les boîtiers actuels sont de véritables petits ordinateurs avec des fonctionnalités parfois un peu gadget. Faisons un petit inventaire des composants présents dans la plupart des boîtiers photo.

Un boîtier Olympus OM-D E-M10

L’obturateur

Le plus important ! Imaginez-le comme un rideau devant le capteur. Quand vous appuyez sur le déclencheur, ce rideau s’ouvre et expose le capteur à la lumière provenant de l’objectif, puis se referme après un laps de temps bien précis (souvent une minuscule portion de seconde). La plupart des obturateurs fonctionnent de 30 secondes à 1/4000 de seconde. Cette durée est la vitesse d’obturation : elle est l’un des trois paramètres d’exposition avec l’ouverture et la sensibilité ISO.


Le posemètre

Comme son nom ne l’indique pas, il mesure la quantité de lumière de la scène à photographier et règle l’exposition de l’image en fonction (nous reviendrons plus tard en détail sur cette notion d’exposition).


Comme nous le verrons, il est important de garder un œil attentif sur ce paramètre et parfois de le modifier manuellement. C’est un des points les plus importants de votre technique photographique. Le posemètre a différents modes de mesure de la lumière, mais la plupart du temps le mode le plus avancé et automatique (appelé « mesure matricielle » chez Nikon) vous donnera les meilleurs résultats.


Le système d’autofocus

Il permet de faire la mise au point, en pilotant le moteur d’autofocus de l’objectif. Historiquement, il y a deux technologies : la détection de phase (plus rapide, pour les reflex) et la détection de contraste (plus lente, pour les compacts).

Actuellement en 2021, les appareils hybrides combinent souvent les deux technologies, si bien que certains modèles sont aussi rapides que les reflex. Ce n’était pas vrai il y a encore quelques années ! Un point commun à tout système d’autofocus : il a besoin d’une certaine quantité de lumière pour fonctionner correctement.


Les cartes mémoires

Il faut bien stocker quelque part les images que vous venez de créer. Au temps de l’argentique, on utilisait juste un levier pour avancer la pellicule à la pose suivante. Maintenant, l’image se stocke sur une carte mémoire. Si vous photographiez en JPG plutôt qu’en RAW (nous en reparlons davantage dans une prochaine leçon), il y a une étape supplémentaire durant laquelle l’appareil va traiter comme par magie votre fichier pour la transformer en image affichable 🙂


Le système de visée

Il y a plusieurs moyens : un viseur optique ou électronique, ou un écran LCD. Ce qu’il faut retenir, c’est qu’avec un reflex le viseur optique permet de voir la scène directement à travers l’objectif, tandis qu’avec un hybride vous voyez sur un écran LCD (viseur électronique et/ou écran LCD derrière l’appareil) ce que voit le capteur, c’est-à-dire un aperçu de la photo telle qu’elle sera enregistrée. Les viseurs électroniques des hybrides ont beaucoup progressé ces dernières années, en termes de définition et de vitesse d’affichage.


Maintenant, à vous !

Prenez votre appareil photo (compact, hybride ou reflex), et essayez d’identifier chaque composant détaillé plus haut (sans le démonter avec un tournevis !)


Ça peut être l’occasion de regarder dans le manuel ou en ligne ses spécifications exactes (taille et définition et capteur, etc). Maintenant allez voir celles d’un autre appareil photo de votre choix (par exemple sur le site dpreview)


Tentez l’exercice pour différents boitiers et objectifs, de gammes variées. Ensuite, écrivez en commentaire les différences clé que vous avez relevées, ou si vous avez des questions sur un point obscur !




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