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:
- le temps de pose: combien de temps l'objectif est ouvert pour laisser passer la lumière. Ce temps est indépendant de l'optique utilisée.
- le rendement lumineux de l'optique: combien celle-ci laisse passer de lumière.
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.
Pour être précis, il ne s'agit pas du diamètre effectif du diaphragme (D) qui est pris en compte, mais de sa projection: la pupille d'entrée (W).
L'ouverture (indiquée en valeur ƒ) est relative
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?
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
| ƒ/ | 1 | 1.4 | 2 | 2,8 | 4 | 5,6 | 8 | 11 | 16 | 22 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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)
- Si tu utilise une optique lumineuse ƒ/2.8 avec un temps de pose de 1/125
- tu devras utiliser un temps de pose de 1/30 avec une optique de base qui ouvre à du ƒ/5.6
Diaphragme
(historique)
Mais que veulent dire ces chiffres?
Est-ce que cette optique est plus lumineuse que la précédente?
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