Depuis quelques années, je m’intéresse à la photographie. Au début, c’était seulement prendre quelques photographies d’un peu tout, puis je me suis concentré sur le côté artistique. Depuis peu de temps, je me suis intéressé au fonctionnement d’un appareil photo et plus précisément des boîtiers photos.
Prenant encore mes photos par le biais de mon smartphone, je compte bientôt passer sur un Reflex.
Les différents boîtiers :
Tout d’abord il existe différents types d’appareils photo, ce sont différents types de boîtier :
- Le type de boîtier le plus connu est le Reflex. C’est le boîtier le plus utilisé par les professionnels. Le reflex tient son nom des jeux de miroirs présent à l’intérieur du boîtier permettant de récupérer l’image sur le viseur. Une autre caractéristique est qu’il permet d’interchangé les objectifs.
- Les boîtiers compacts : ce sont des petit appareil photo qui tiennent souvent dans une poche et qui sont totalement numérique. Ici, le viseur est l’écran LCD. Et le capteur n’est pas le meilleur, étant plus petit. De plus en plus, les appareils photo de smartphone remplacent ce type de boîtier.
- Les hybrides : ce boîtier est un mixtes entre un boîtier compact est un Reflex. Le boîtier est bien plus encombrant qu’un compact et permet d’interchangé d’objectifs. Ils présentent tous les avantages d’un Reflex, mais ont un capteur et une taille bien plus petite et transportable.
- Le dernier type de boîtiers sont les bridges. Ce sont des appareils qui peuvent convenir facilement à des personnes qui commence en photographie. Il comporte un objectif intégré mais non-changeable. Comme pour les compacts, il comporte une visée numérique.
Sur chacun de ces boîtiers les éléments présents sont sensiblement les mêmes.
Objectif photo :
Sur chaque appareil photo il y a un objectif. C’est un système optique composé de plusieurs lentilles en verre permettant de diriger la lumière qui va être capté. Le choix du capteur et ces caractéristiques changeront radicalement les résultats de la prise de vue.
Mais comment choisir son objectif ?
Tout d’abord le premier élément important, c’est de choisir la bonne longueur focale qui correspondra à nos attentes. La longueur focale est présentée en millimètres et représente la longueur entre l’endroit où les rayons lumineux convergent sur l’objectif et l’endroit où ils arrivent sur le capteur. Plus cette distance focale est grande plus le champ de vision sera étroit et aura un grossissement élevé.
La distance focale pour un objectif est divisée en trois catégories :
- Le grand angle : il va jusqu’au 28 mm, il permet de prendre des photos avec une large vision et avec des angles qu’un œil humain ne peut atteindre. Ce sont des objectifs qui permettent de prendre en photo des paysages permettant donc de voir sans problème une étendue.
- Les objectifs de tailles standard : elles font de 35 mm à 85 mm et permettre de s’approcher le plus possible de la vision d’un œil humain. Ces objectifs sont appréciés pour les portraits.
- Le téléobjectif est un type d’objectif qui permet des grossissements importants avec une focale supérieur aux 100 mm. Ils sont très appréciés dans le milieu du sport où l’on peut voir des appareil photo aux objectifs souvent blanc est très longs. Dans la photo animalière c’est un objectif obligatoire, permettant d’observer la faune dans son milieu naturel sans la déranger.
Les objectifs de macrophotographies sont assez spécifiques, ils demandent un autre paramètre à prendre en compte qui est la distance minimale de mise au point. On parle ici de minuscules éléments comme des fourmis ou la bille d’un stylo. Cette distance doit être inférieur aux 30 cm afin de correspondre à un objectif macro.
Sur un objectif, il faut prendre en compte qu’il en existe aux focale fixe et d’autre aux focale adaptative sur la fiche technique, il sera noté sa focale minimale et maximale. Mais aussi si celui-ci est stabilisé ou non.
Dernier point important dans le choix de son objectif est l’ouverture maximale qui est annoté F/X.X. En basse lumière ou pour faire un flou d’arrière-plan on préférera un objectif dont l’ouverture est élevée. Cette ouverture est faite par le diaphragme présent dans l’objectif et fonctionnant comme notre iris. À la seule différence que notre iris s’adapte automatiquement à la situation, le diaphragme d’un objectif peut être fixe. Finalement, le diaphragme sert à doser la lumière qui ira sur le capteur : Plus il sera ouvert et plus le capteur recevra de lumière.
Obturateur :
Lors du déclenchement d’une photo, une pièce mécanique nommée obturateur, s’ouvre durant un certain temps avant de se refermer. Ce laps de temps est appelé vitesse d’obturation. Durant ce temps d’ouverture l’objectif va recevoir une certaine quantité de lumière et donc des informations. Moins ce temps est élevé plus la photo sera sombre.
Jeux de miroirs – Reflex :
Sur un boîtier de type Reflex l’image que l’on a dans le viseur est celui que l’on obtient directement avec l’objectif. Ce système est aussi présent sur certains hybrides. Pour ce faire, il est utilisé un jeu de miroirs.
En réalité, il y a deux éléments dans ce système :
- Un miroir : celui-ci est placé en première position. Étant semi-réfléchissant, il permet de laisser passer la lumière vers le capteur, mais dévie aussi la lumière. Il est placé de façon à dévié la lumière d’une position horizontale à une position verticale. La lumière est déviée vers un prisme.
- Penta prisme : c’est un prisme composé de deux côtés réfléchissants permettant de dévier les rayons lumineux et de les orienter dans un nouveau sens. Celui-ci est mis en place afin que l’image qui arrive dans le viseur ne soit pas inversée, dû aux différents miroirs présents.
Capteur photo :
Le dernier élément d’un appareil photo est le capteur. C’est celui-ci qui va donner l’image final.
Durant le temps d’ouverture de l’obturateur, le capteur photo va être directement en contact avec la lumière ayant passé l’objectif. Son rôle est de convertir la lumière reçue en un signal électrique. Pour ce faire, il est composé de plusieurs éléments :
La première partie qui entre en contact avec la lumière sont des filtres, le premier étant un filtre Infra rouge et le second un filtre passe-bas permettant de supprimer les couleurs non voulues crées par les ondes de hautes fréquences, mais permet aussi de régler le problème de crénelage (on peut voir ce phénomène sur des jeux vidéo aux anciens graphismes).
Le second élément est un composé de micro-lentilles permettant de faire converger la lumière vers le photosite. Sans cette pièce, certains rayons lumineux serait perdu et la photo ne serait pas authentique. Cela améliore le rendement dans la conversion de la lumière en électricité et permet d’avoir de meilleurs résultats en basse lumière.
Un autre élément présent est la matrice de Bayer. Cet élément est composé de cellules des trois couleurs primaires : rouge, vert bleu. Permettant de recréer les couleurs que l’on voit. Elle y présente plus de cellules vertes étant donné qu’elle est faite pour se rapprocher des couleurs perçus par l’œil humain.
Ensuite, s’ajoute un dé-matriçage. Celui-ci permet d’évaluer, à partir des informations reçues par les photosites, la valeur de chaque couleur. Étant complexe à comprendre et n’ayant pas réussi à comprendre entièrement le fonctionnement de cet élément, je vous présente un schéma qui résumé bien son fonctionnement fait par le site « La photo en faits ».
- Convertisseur électrique : composé de plusieurs éléments il permet de convertir la lumière reçue en un signal électrique grâce aux photosites, en fonctionnant en parallèle avec la matrice de Bayer. Dans les éléments, on peut aussi retrouver des amplis, des transistors et un contrôleur qui fonctionne lui comme un micro-processeur, et enfin un Convertisseur Analogique/Numérique (CAN) pour pouvoir enregistrer l’image.
La composition d’un capteur photo est bien plus compliqué, c’est un vrai travail d’ingénierie qui prend du temps.
Il existe deux différents types de capteurs dans le monde photo :
- Capteurs Charge-Coupled Device ou encore nommé capteur CCD. Ce type de capteur est de moins en moins rependu car il est ancien. Son fonctionnement se basé en trois étapes. La lumière arrive dans un premier temps sur les photosites, qui les transférer vers un collecteur pour enfin être convertie. À l’arrivée des nouveaux capteurs, le capteur CCD était toujours privilégié par sa qualité et ses résultats car ce nouveau capteur n’était intégré que dans des appareils qui ne demandaient pas une grande qualité.
- Ce nouveau capteur, c’est le CMOS (Complementary Metal Oxyde Semi-conductor) qu’on retrouve dans tous les appareil (aussi bien dans un smartphone qu’un Reflex). Il supprime une étape dans son fonctionnement par rapport à celui du capteur CCD : le collecteur. De plus, le capteur CMOS est moins coûteux en production et est très intéressant, car il peut s’adapter à de petits appareils de par sa taille.
Il existe des capteurs CMOS de différentes tailles afin de correspondre à un large panel d’objets :
| Nom du format | Dimension |
|---|---|
| Plein format | 24*36mm |
| APS-H | 18,1*28.7mm |
| APS-C | 14.8*22.1 mm |
| 4/3 | 13*17.3 mm |
| 1/1.7" | 5.7*7.6 mm |
| 1/2" | 4.8*6.4 mm |
| 1/2.3" | 4.62*6.16 mm |
| 1/2.5" | 4.29*5.76 mm |
Il existe 3 tailles très utilisé. Dans un premier temps, on retrouve le plein format très utilisé sur les Reflex haut de gamme permettant d’avoir une vision assez large. Ensuite on, retrouve l’APS-C utilisé sur la majorité des appareils photos. Le format 4/3 qui est un format classique pour les photos.
Ensuite, pour convenir à des objets plus petits il est possible que des constructeurs prennent des tailles plus petites.
Voilà le fonctionnement assez généraliste de l’appareil photo sur son aspect matériel. Il reste beaucoup à dire sur son fonctionnement, car il manque la partie logicielle qui comporte encore des éléments techniques. Je compte en faire un prochain article. Je ne sais pas quand je vais le commencer, mais ça arrivera. Merci d’avoir lu mon article. Je me donne énormément pour écrire chaque article.
Sources :
SuperProf
Nikon
Photo-Stereo
LaPhotoEnFaits
Images utilisées:
Pexels - Intro
Pixnio - Objectif Photo
Pixabay - Schéma d'un opturateur
Wikipédia - Miroir semi-réfléchissant
Wikipédia - Schéma des différents mirroirs
Flickr - Bengt Nyman
Wikipédia - Matrice de Bayer
Wikipédia - Schéma appareil photo