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A l'origine les appareils photos étaient équipés d'optiques amovibles (c'est encore le cas pour les reflex). Il est donc nécessaire de déterminer la luminosité de chaque optique pour obtenir une exposition correcte.

Cette exposition du film dépend de deux paramètres:

Une ouverture absolute (autant de mm) ne permet pas de savoir combien de lumière frappe la plaque sensible par unité de surface. Les plaques sensibles et plus tard les films ont des formats différents: il faut donc que la valeur du diaphragme soit indépendante du format utilisé.

Après des calculs, on s'est rendu compte que la quantité de lumière qui frappe chaque mm carré de pellicule dépend du diamètre de l'optique (qui peut être réduit en utilisant un diaphragme) et de la focale. Une optique avec une longue focale (un téléobjectif) a besoin d'une lentille proportionellement plus grande pour collecter autant de lumière.

L'ouverture (indiquée en valeur ƒ) est relative

Et c'est ainsi qu'est né le diaphragme avec les valeurs comme nous connaissons: l'ouverture divisé par la distance focale. Avec une optique qui ouvre à “1/4” le film sera toujours autant exposé: il est possible de changer d'optique en sachant que toutes les optiques “1/4” exposent le film sensible de la même manière.

L'indication des valeurs du diaphragme ont été fixées lors du Congrès de la Photographie à Paris en 1900.

L'ouverture citée plus haut est indiquée ƒ/4. Le ƒ vient de "distance focale" (il s'agit d'un f cursif). Le F indique le foyer d'une optique, et la distance focale est la distance entre le foyer et le centre de la lentille.

Comme une partie de la lumière se perd (réflections internes), la valeur effective est légèrement inférieure à la valeur calculée en divisant la distance focale par le diamètre de l'optique. Les optiques cinématographiques ont une graduation qui tient compte de la valeur effective (transmittance) pour éviter les différences d'exposition entre plans quand on change d'optique.

Est-ce que ƒ/2.8 est toujours ƒ/2.8?

Oui, c'est d'ailleurs la raison de l'utilisation d'une valeur relative et non d'une ouverture absolue en mm: le film sensible reçoit le même flux lumineux par mm carré avec une ouverture de ƒ/2.8. Cette valeur est valable quelle que soit le format de film utilisé (moyen format, format 135, 128, 110 etc).

Formats plus petits

Les petits format de film comme le pocket instamatic (format 110) permettent l'utilisation d'optiques plus petites: une optique qui ouvre à ƒ/2.8 est nettement plus petite sur un pocket instamatic que sur un format 24×36 classique. Mais le film est toujours autant exposé: il y a toujours autant de lumière par mm carré. La seule différence est qu'il y a moins de surface à exposer et que le grain devient donc plus visible lors du tirage (reproduction sur papier).

Appareils numériques

Il y a par contre une différence avec le monde numérique: le capteur d'un appareil photo compact fait 2.7×3.6mm, alors qu'un reflex a un capteur de 24×36mm. Comme nous l'avons appris, il y a autant de lumière qui frappe chaque mm carré du capteur. Mais l'appareil photo compact a 100× fois plus de photosites par mm que le capteur d'un reflex. Il faut donc que l'optique soit 100× plus lumineuse pour atteindre une exposition équivalente de chaque photosite. Un diaphragme de ƒ/2.8 qui est excellent dans le cas d'un reflex est insuffisant pour un compact. Si je fais le calcul, l'optique devrait avoir un diaphragme de ƒ/0.3, ce qui est impossible en pratique. Et c'est pour cela que les capteurs des compacts a un bruit de fond plus important que celui d'un reflex.

Valeurs standardisées du diaphragme

Le diaphragme est exprimé en valeurs fixes, et chaque valeur suivante produit une réduction de moitié du flux lumineux. Une optique de ƒ/4 laisse passer 2× plus de lumière qu'une optique qui ouvre à ƒ/5.6. Op parle de “stop” quand on passe d'une valeur à la suivante.

ƒ/11.422,845,68111622
T 1/1000 1/500 1/250 1/125 1/60 1/30 1/15 1/8 1/4 1/2

Temps de pose pour obtenir la même exposition: (l'indice de lumination est de 10)

Diaphragme
(historique)


Le diaphragme ouvre de 16 à 1.8
Mais que veulent dire ces chiffres?


Le diaphragme de cette optique va de 2.8 à 22
Est-ce que cette optique est plus lumineuse que la précédente?


Un posemètre te donne, pour un éclairage identique, toutes les combinaisons de valeur de diaphragme et de temps de pose. Avec l'optique de base (ƒ/5.6) tu dois utiliser un temps de pose de 1/15, tandis qu'une optique très lumineuse (ƒ/1.4) te permet d'utiliser un temps de pose de 1/250.

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