Pour simplifier, je ne parlerai que des appareils 24x36 de type réflex car le sujet est trop vaste pour être traité en intégralité.
Plan des explications :
L'intérieur d'un appareil photographique est enduit d'une peinture noire mate afin d'obtenir une "chambre" la plus obscure possible.
Les objectifs sont des associations de lentilles qui permettent de faire une projection d'une image nette sur un film sensible à la lumière.
Schéma d'une association de lentilles (à venir)...
Les types de lentilles utilisées et leur association donne ainsi une multitude de focales (la focale, exprimée en millimètres, est la distance entre le centre (optique) de l'objectif et le film) : ex : 20 mm, 35 mm, 50 mm, 105 mm, 200 mm, etc... Chaque objectif possède donc une focale qui détermine un champ de visée qui est exprimé par un angle selon le schéma suivant :
Schéma des calculs de l'angle de champ (à venir)...
Ainsi, on obtient la liste des angles de champ dans le tableau suivant :
Tableau (à venir)...
Schéma explicatif des couvertures associées à des images (à venir)...
C'est pour cette raison que les objectifs ayant une focale inférieure à 50 mm sont appelés "grand-angles". La focale 50 mm est la référence en 24 x 36 car elle correspond le mieux au rendu de la vision de notre oeil au niveau des sensations de profondeur (perspective).
C'est ce qui explique que lorsqu'on passe d'une focale (par exemple 80 mm) à une focale plus importante (200 mm par exemple), on a l'impression que l'on s'est "rapproché" du sujet.
Le diaphragme est un élément présent dans les objectifs afin de contrôler la quantité de lumière qui arrive dans la chambre noire et par conséquent sur le film.
Schéma du diaphragme (à venir)...
Les diaphragmes sont exprimés en chiffre, par exemple f:5.6, avec un intervalle constant de racine carré de 2.
Tableau des chiffres f: (à venir)...
L'écart qu'il existe entre 2 valeurs de diaphragme équivaut à 2 fois plus ou 2 fois moins de lumière passant à travers l'objectif. Donc lorsque l'objectif est réglé sur f:8, le film reçoit 2 fois plus de lumière que si le diaphragme est sur la position f:11 (pour un film de même sensibilité Iso). Attention : plus la valeur de diaphragme est élévée, moins il passe de lumière.
L'obturateur est un système mécanique entre le film et l'objectif (le film reste ainsi dans le noir tant qu'on ne prend pas de photos). Son rôle est de s'ouvrir et de se fermer rapidement afin de laisser passer de la lumière jusqu'au film.
Schéma de la position de l'obturateur (à venir)...
Schéma des rideaux d'obturateur (à venir)...
L'obturateur est constitué de 2 rideaux (dans le cas des appareils réflex 24X36) : un pour ouvrir la fenêtre et l'autre pour la refermer. Les 2 rideaux sont positionnés de façon à ce qu'il soit l'un devant l'autre. Le premier rideau s'ouvre et laisse passer la lumière pendant un certain temps, puis le deuxième rideau se referme quand le temps d'exposition du film est écoulé (le temps d'exposition étant le temps d'obturation c'est à dire la durée d'ouverture de l'obturateur). Le temps d'exposition est exprimé en secondes ou fractions de seconde :
Tableau des temps d'obturation (à venir)...
Entre 2 valeurs de temps d'obturation (ou temps de pose), la quantité de lumière qui arrive dans la chambre noire est 2 fois plus ou moins importante. Ainsi, par exemple, au 1/30ème de seconde, le film reçoit 2 fois plus de lumière qu'à 1/60ème de seconde.
La cellule est le système qui indique (en fonction de la sensibilité du film) quelle est la quantité de lumière qui doit arriver jusqu'au film. Elle permet donc de déterminer le diaphragme et le temps d'obturation de l'appareil pour bien exposer le film. Elle mesure donc la lumière ambiante qui éclaire le sujet photographié.
Par exemple, avec un film 100 Iso en extérieur, vous pouvez avoir : 1/125ème sec à f:16.
Pour bien comprendre : un couple obturateur / diaphragme détermine une quantité de lumière Y arrivant sur le film. Donc, dans le cas où la cellule indique le couple obturateur / diaphragme 1/125ème sec à f:16 (pour 100 Iso), le film recevra 2 Y de lumière si on règle l'appareil à 1/60ème sec à f:16 ou 1/125ème sec à f:11. (C'est à dire, si on ouvre le diaphragme à f:11, il passe 2 fois plus de lumière et si on règle l'obturateur à 1/60ème sec, il passe également 2 fois plus de lumière).
Donc, tous les couples obturateur / diaphragme suivants font entrer exactement la même quantité de lumière dans l'appareil :
Tableau des couples (à venir)
6- Réglage de la sensibilité du film
Les appareils photo ont un système qui permet de régler la cellule en fonction de la sensibilité Iso. Lorsque vous changez le réglage de sensibilité du film, entre chaque sensibilité ("principale"), le film a besoin de 2 fois plus ou 2 fois moins de lumière pour être exposé correctement.
Ainsi, un film à 200 Iso a besoin de 2 fois moins de lumière qu'un film à 100 Iso pour donner une bonne image.
Voici les principales sensibilités Iso :
Tableau des sensibilités (à venir)
Vous pouvez remarquer que pour passer d'une sensibilité à l'autre, il suffit de multiplier ou diviser par 2.
Bilan
La sensibilité, le diaphragme et l'obturateur sont les 3 variables qui doivent être connues pour exposer un film (ceci en tenant compte des informations de la cellule).
Quelques exemples : 100 Iso 1/60 s à f:8 équivaut à 200 Iso 1/125 s à f:8 ou 1/60 s à f:11
équivaut à 200 Iso 1/250 s à f:5,6
équivaut à 200 Iso 1/500 s à f:4
équivaut à 200 Iso 1/1000 s à f:2,8
Ces rapports correspondent à une bonne exposition du film.
Les appareils photo disposent d'un système pour avancer les pellicules vue par vue. Ce système permet de réarmer l'obturateur. Cette action remet l'obturateur prêt à fonctionner par l'intermédiaire d'un système mécanique.
Les appareils de type réflex possèdent un système de visée à travers l'objectif contrairement aux appareils compacts (ou appareils à télémètre du type Leica...) qui ont une visée séparée :
Schéma des 2 types de visée : directe et indirecte (à venir).
Le prisme permet de voir l'image (renvoyée par le miroir) à l'endroit (on parle d'une image "redressée").
Le miroir renvoie l'image issue de l'objectif vers le prisme. Lorsque l'on photographie, le miroir se soulève pour laisser passer la lumière et l'obturateur s'ouvre :
Schéma des phases lors du déclenchement d'un appareil photo (à venir):
Attention : la plupart des appareils photo n'ont pas une visée qui correspond exactement à l'image finale enregistrée par le film.
Schéma de la couverture de visée (à venir).
Les apparreils modernes sont fabriqués sur la base des appareils manuels.
Les objectifs possèdent un microprocesseur qui permet à l'appareil de savoir exactement la distance à laquelle vous avez fait la mise au point (faire la mise au point = régler l'objectif pour obtenir une image nette). Les objectifs modernes envoient également d'autres informations dont je ne parlerai pas ici pour éviter de compliquer les explications...
Les carters (boîtiers qui contiennent le film sensible) de pellicules ont maintenant un système de reconnaissance de la sensibilité du film par un codage appelé DX. C'est en fait un repérage de zones vides et de zones métalliques sur le carter. Ce principe de reconnaissance équivaut au principe des codes barres.
Schéma de codages DX sur les carters (à venir).
L'autofocus (AF) est le système qui permet de faire automatiquement la mise au point. Pour cela, les appareils possèdent un ou plusieurs capteurs.
Schéma et exemples de systèmes autofocus à 1, 3 et 5 capteurs AF (à venir).
La mise au point est fait par 2 moyens : soit des moteurs mécaniques traditionnels, soit des moteurs à ultrasons. Les moteurs à ultrasons sont les plus silencieux car il n'y a pas de bruits d'engrenages (ce sont des ondes en ultrasons qui créent le mouvement de mise au point).
Les systèmes d'avance automatique de films permettent d'avancer le film vue par vue grâce à un moteur plus ou moins rapide. Pendant que le film avance sur la vue suivante, l'appareil réarme automatiquement le miroir et l'obturateur. Ceci permet ainsi de pouvoir faire des images de mouvements à 3 images par seconde, 5 images par seconde, 8 images secondes...
Schéma du déclenchement et du réamement de l'appareil (à venir).
Les cellules de beaucoup d'appareils sont maintenant à multizones. C'est à dire que normalement, les cellules des appareils analysent principalement la lumière au centre de l'image, dans une zone dite "pondérée centrale". Souvent 75 % de la mesure se fait autour du centre de la visée et 25 % pour le reste de l'image.
Schéma d'une visée à mesure pondérée centrale (à venir).
Les cellules multizones peuvent "découper" l'image en 5 zones, 8 zones, 18 zones de mesure de lumière (ce sont des exemples).
Schéma des répartitions des zones de mesure de lumière par rapport à la visée (à venir).
Les cellules actuelles sont donc très performantes au niveau mesure de lumière car elle ne mesure pas uniquement le centre des images (le centre n'étant pas forcément l'endroit où se trouve le sujet).
Certaines cellules ont également des mesures spot sur la zone centrale (le plus fréquent). Les mesures spot analysent une très petite partie de la lumière dans l'image (3 % de la visée par exemple). Ceci est très utile dans certains cas de prise de vue(s).
Exemple : si vous photographiez un paysage de neige avec un chalet (vue de loin), la cellule en temps normal va mesurer la lumière sur l'ensemble de la visée. En mesure spot, vous allez pouvoir mesurer uniquement la lumière sur le chalet en faisant abstraction de la grande surface de neige qui renvoie beaucoup plus de lumière que le chalet. Ainsi, si vous mesurez la lumière sur l'ensemble de l'image, le chalet sera sous-exposé (le film n'ayant pas reçu assez de lumière) parce que la lumière de la neige est trop importante et la cellule indique une exposition du film insuffisante (du genre 1/500 s à f:11 alors qu'il fallait 1/250 à f:11). En mesurant la lumière sur le chalet grâce à la mesure spot, l'image sera mieux exposée :
Schéma pour illustrer l'exemple (à venir).
Dans les appareils modernes, un système électronique analyse la lumière mesurée. Ainsi, en fonction de la répartition de la lumière, le système analyse la scène et vous propose un temps d'obturation et une valeur de diaphragme pour exposer le film.
Exemple : la mesure de lumière donne le cas de figure suivant :
Schéma d'un cas où les 2/3 de l'image présente une zone normalement lumineuse et 1/3 de l'image présentant une zone très lumineuse (à venir).
L'analyse des mesures de lumière (en multizones) fera que l'appareil reconnaîtra qu'il s'agit d'une scène de type paysage avec une ligne d'horizon au 2/3 du bas de l'image. Ainsi, l'appareil propose le temps d'obturation et le diaphragme qui paraissent idéals pour ce type de scènes.
C'est pour cette raison que l'on trouve des programmes portrait / macro / paysage / photo de nuit / sport / etc... Le système d'analyse de la lumière cherche (dans des algorithmes préenregistrés par le fabricant) à bien exposer le film.
Par exemple, pour le programme paysage, l'appareil recherche comme dans le cas illustré précédemment, une zone très lumineuse afin de déterminer où se situe la ligne d'horizon...
Le flash intégré est un dispositif qui permet d'éclairer les sujets lorsque la lumière ambiante est insuffisante (sujet trop sombre). L'émission de lumière par un flash est due à une décharge électrique dans un tube éclair. Cette émission de lumière est en fait produite par un arc électrique.
Certaines chambres noires d'appareils photo possèdent une cellule TTL qui permet de doser l'exposition au flash. En effet, ces cellules mesurent la lumière (produite par le flash) qui arrive sur le film. Ainsi, dès que la cellule TTL a déterminé que le film a reçu assez de lumière, elle interrompt l'émission de lumière du flash. Tout ceci se fait en une fraction de seconde.
L'avantage de ces cellules, c'est qu'elles permettent de bien exposer les films même si vous utilisez un filtre devant la lumière. Ce sont en fait des cellules de contrôle d'exposition au flash.