Les Sciences Photographiques: La Photographie Plein Format 1

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LES SCIENCES PHOTOGRAPHIQUES ___________________________________________________________

LA PHOTOGRAPHIE PLEIN FORMAT PAR Joël ROURE

ROER PHOTOGRAPHIE ED.

PARIS, 2013

Tous droits de traduction, de reproduction et d'adaptation réservés pour tous les pays. © 2013, ROER PHOTOGRAPHIE ED.

La photographie plein format

Si on part de la considĂŠration que l'espace vide autour d'un sujet principal et unique en premier-plan est inutile en photographie, alors il faut calculer son cadrage au plus juste. Calculer induit que l'on estime que l'ĂŠvaluation approximative Ă vue d'Ĺ“il ne convient guère Ă l'application qu'on souhaite effectuer. De prime abord, cela signifie que la photographie produite Ă pour usage et diffusion un domaine spĂŠcifique qui exige en quelque sorte une approche rigoureuse et formelle. Nous nous proposons ici d'exposer cet aspect thĂŠorique de la prise de vue photographique. Nous prenons une chambre grand format 4x5 inch dont nous plaçons le plan du dĂŠpoli suivant le format Ă la française, verticalement, adaptĂŠ Ă notre sujet. Dans un premier temps, il s'agit de dĂŠterminer la distance objectif-objet pour assurer une reproduction de la composition en plein format. En effet, la surface qu'occupe l'objet sur le dĂŠpoli doit ĂŞtre au plus proche de la surface du plan-film excluant au maximum l'espace vide. Pour une composition quelconque dont la hauteur â„Žđ?‘œ vaut 30 centimètres et la largeur đ?‘™đ?‘œ vaut 20 centimètres, les grandissements G sur la hauteur et la largeur son tels que: đ??şâ„Ž =

â„Žđ?‘“ â„Žđ?‘œ

et

đ??şđ?‘™ =

đ?‘™đ?‘“ đ?‘™đ?‘œ

OĂš â„Žđ?‘“ et đ?‘™đ?‘“ sont respectivement la hauteur et la largeur du plan-film 1. Nous obtenons: 12 10 et đ??şâ„Ž =

30

= 0,4

đ??şđ?‘™ =

20

= 0,5

đ??ş ĂŠtant un nombre sans dimension, le rĂŠsultat n'a pas d'unitĂŠ.

Afin de ne pas dĂŠpasser le format du plan-film, nous prenons le grandissement sur la hauteur puisque đ??şâ„Ž < đ??şđ?‘™ . 1

Rappel: 1 inch = 2,54 cm. Donc 4 inch = 10,16 cm et 5 inch = 12,7 cm. Pour le calcul des grandissements, on peut s'en tenir dans notre exemple aux valeurs approchĂŠes couramment utilisĂŠes; une petite marge infĂŠrieure au format du planfilm est prĂŠfĂŠrable, d'oĂš le choix ici des valeurs approchĂŠes 10cm et 12cm.

Pour une focale de l'objectif đ?‘“ = 150 đ?‘šđ?‘š : Soit đ?‘? la distance objectif-objet et đ?‘?′ le tirage qui correspond Ă la distance entre le plan de l'objectif et le plan de la surface sensible (planfilm). Les relations d'optique gĂŠomĂŠtrique nous donnent les formules suivantes: a)

đ??ş=

đ?‘“ ĂŠtant la focale.

đ?‘?′ đ?‘?

1 đ?‘? = đ?‘“(1 + ) đ??ş

avec

et

đ?‘?∙đ?‘“

đ?‘?â€˛âˆ™đ?‘“

đ?‘?′ = đ?‘?−đ?‘“ et đ?‘? = đ?‘?′ −đ?‘“ ; d'oĂš đ?‘?′ = đ?‘“(1 + đ??ş)

Application numĂŠrique: đ?‘? = 150 ďż˝1 +

1

0,4

ďż˝ = 525 đ?‘šđ?‘š , soit đ?‘? = 52,5 đ?‘?đ?‘š;

đ?‘?′ = 150(1 + 0,4) = 210 đ?‘šđ?‘š , soit đ?‘?′ = 21,0 đ?‘?đ?‘š.

On a donc une distance objectif-objet de 52,5 cm pour un tirage de 21 cm. b) Pour une focale de l'objectif đ?‘“ = 180 đ?‘šđ?‘š : De-mĂŞme:

đ?‘? = 180 ďż˝1 + ′

1

0,4

ďż˝ = 630 đ?‘šđ?‘š , soit đ?‘? = 63,0 đ?‘?đ?‘š;

đ?‘? = 180(1 + 0,4) = 252 đ?‘šđ?‘š , soit đ?‘?′ = 25,2 đ?‘?đ?‘š.

c) Pour une focale de l'objectif đ?‘“ = 210 đ?‘šđ?‘š : Enfin:

đ?‘? = 210 ďż˝1 + ′

1

0,4

ďż˝ = 735 đ?‘šđ?‘š , soit đ?‘? = 73,5 đ?‘?đ?‘š;

đ?‘? = 210(1 + 0,4) = 294 đ?‘šđ?‘š , soit đ?‘?′ = 29,4 đ?‘?đ?‘š.

Traçons les courbes relatives aux rÊsultats obtenus afin de visualiser l'Êvolution des paramètres.

Distance en mm

Graphique I: Evolution de la distance objectif-objet et du tirage en fonction de la focale de l'objectif. 800 700 600 500 400 300 200 100 0 p p'

f = 150 mm 525 210

f = 180 mm 630 252

f = 210 mm 735 294

Nous constatons que plus la focale augmente, plus la distance objectif-objet augmente ainsi que le tirage; l'ĂŠvolution du tirage et de la distance en fonction de la focale est linĂŠaire. La comparaison des deux dĂŠrivĂŠes 2 montre que la distance objectif-objet đ?‘? croĂŽt plus rapidement que le tirage đ?‘?′ suivant la focale: on en dĂŠduit que la distance đ?‘? est d'autant plus importante que đ?‘?′ est grand du fait d'une focale plus ĂŠlevĂŠe. Suivant la taille de l'objet Ă photographier et la focale de l'objectif utilisĂŠe on peut, par expĂŠrience, estimer aisĂŠment la distance Ă laquelle devra se positionner la chambre par rapport Ă l'objet ainsi que le tirage Ă adopter. Si on connaĂŽt donc les dimensions du sujet Ă reproduire, il devient assez simple de savoir, avant d'effectuer la prise de vue, Ă quelle distance du sujet on placera le matĂŠriel. Ce qui conduit logiquement Ă gagner du temps lors de la mise en place de l'un et l'autre. Il ne reste plus que l'ajustement prĂŠcis de la mise au point sur le sujet visĂŠ. Nous rappelons que dans le cas prĂŠsent il s'agit de remplir au maximum la surface sensible du film par l'objet photographiĂŠ; il ne faut pas faire de confusion avec le tirage très important dans le cas de la macrophotographie oĂš la distance objectif-objet est très faible. Il est nĂŠcessaire de ne pas oublier que les paramètres de prise de vue prĂŠcĂŠdents dĂŠpendent de la taille du sujet et de la focale; en macro le sujet est de très petites dimensions. Notre sujet ici mesure, tout de mĂŞme, trente centimètres

Les fonctions ĂŠtant affines sont dĂŠcrites par une ĂŠquation de la forme đ?‘Žđ?‘Ľ + đ?‘?, les đ?‘‘đ?‘“ dĂŠrivĂŠes sont du type . 2

đ?‘‘đ?‘Ľ

de hauteur. En macro, le résonnement est le même mais l'évolution des paramètres est beaucoup plus sensible. Dans le cas des photographies d'Edward Steichen, notamment durant ces années Vogue chez Condé Nast, celui-ci devait veiller, a priori, à rétablir les verticales de ses compositions puisqu'il en faisait un large emploi par souci de lisibilité surtout par l'usage de panneaux verticaux différemment éclairés. Ainsi, la mise au point de ses prises de vues devait passer par l'utilisation de décentrements, de bascules et de la règle de Scheimpflug 3. Pourtant, en passant en revue ses œuvres il ne semble pas avoir toujours pris ce soin. Lorsque les sujets sont des personnages, il est certain que l'application des calculs précédents n'est pas parfaitement adéquat, quoique!... On voit mal Steichen procéder à une batterie de mesures pour ajuster au plus juste ses compositions devant des modèles qui seraient peut-être tentés de se lasser un peu et manquer finalement de naturel. L'estimation, le coup d'œil ont leur part dans ce cas. Et cela en est que plus aisé avec une certaine expérience. Le théoricien militaire prussien Carl P.G. von Clausewitz a écrit dans sa fameuse critique de la campagne de 1814 contre Napoléon Bonaparte: « La théorie est là bien plus pour former le praticien, pour lui faire le jugement, que pour lui servir d'indispensable soutien à chaque pas que nécessite l'accomplissement de sa tâche 4». 3

Un exposé très instructif est donné par Emmanuel Bigler sur les décentrements, bascules et la règle de Scheimpflug en petits et moyens formats que l'on peut consulter sur le site internet de la photographie haute résolution Galerie-photo [www.galerie-photo.com]. Emmanuel Bigler est professeur d'optique et des microtechniques à l'école d'ingénieurs de mécanique et des microtechniques (ENSMM) de Besançon; Il a soutenu sa thèse à l'Institut d'Optique à Orsay. 4 C. von CLAUSEWITZ, Campagne de 1814, trad. de l'allemand par Duval de Fraville, éd. Ivrea, 1993, p.39. Dans sa critique, Clausewitz dira par ailleurs: « Ce qui constitue au contraire le mérite de notre théorie, c'est le fait non pas d'avoir eu une idée juste, mais d'avoir été naturellement amené à concevoir cette idée »; Ibid., p.39. Dans toute expérimentation, scientifique en particulier, la connaissance des ordres de grandeurs donnés par la théorie rend le jugement plus perspicace du fait qu'en pratique c'est le résultat qui importe le plus. On peut encore citer ce qu'il dit plus loin dans sa réflexion à propos de l'engagement à suivre dans cette campagne de 1814 à l'issue de la bataille de Leipzig qui amena Napoléon à battre en retraite vers Paris: « On peut dire que le résultat est à une entreprise projetée ce qu'est la preuve à une opération arithmétique; et il est bien naturel que, dans l'appréciation d'une opération, la preuve fasse foi »; Ibid., Note 1, p.56.

Ce qui nous amène Ă considĂŠrer que l'intĂŠgration mentale des ordres de grandeurs valables Ă l'ĂŠlaboration d'une composition photographique est essentielle et reprĂŠsente lĂ aussi un gain de temps. Elle s'acquière par l'expĂŠrimentation; c'est ainsi que Steichen travaille ses prises de vue afin d'obtenir le meilleur rendu sur tirage 5. En musique, les variations sur un thème commencent toujours par l'exposition de ce thème dans sa forme et sa structure basique; il en est de-mĂŞme en photographie. L'avantage de prendre en compte dès le dĂŠbut le cadre donnĂŠ par la thĂŠorie est que l'on sait d'oĂš on est parti et sur quoi - ou autour de quoi - on construit. Mais comme le dit Clausewitz, la confortation des rĂŠsultats que l'on obtient en pratique par l'absolue conformitĂŠ Ă la thĂŠorie ne doit pas ĂŞtre une exclusivitĂŠ. Pour la dĂŠtermination d'une exposition correcte, il faut ĂŠvaluer le facteur de prolongation de pose đ?‘‡ en fonction du coefficient de tirage đ?œ?: ce dernier mesure le rĂŠsidu de lumière après mise au point, sa valeur maximale ĂŠtant donnĂŠe pour une mise au point Ă l'infini; đ?‘‡ est un facteur qui compense đ?œ?. En effet, la chambre photographique ĂŠtant muni d'un soufflet entre l'objectif et le plan-film servant Ă ajuster la mise au point entre autre, il peut contraindre Ă une perte de lumière si le tirage est important; c'est le cas pour la proxi ou macro-photographie. On les dĂŠfinis donc comme suit: đ?‘“ 2 đ?‘?′ 1 đ?‘?′ 2 =ďż˝ ďż˝ . đ?œ? đ?‘“

đ?œ? = ďż˝ ďż˝ avec đ?‘“ la focale et đ?‘?′ le tirage 6; đ?‘‡=

đ?‘?−đ?‘“ 2 ďż˝ . đ?‘?

Avec la distance de mise au point ou objectif-sujet đ?‘?, đ?œ? = ďż˝

Du fait de la perte de lumière due au tirage, on pose: đ?‘›=

đ?‘?′ 2 đ?‘“

đ?‘™đ?‘œđ?‘”�� ďż˝ ďż˝ đ?‘™đ?‘œđ?‘”(2)

đ?‘?′ 2

= đ?‘™đ?‘œđ?‘” �� ďż˝ ďż˝ − đ?‘™đ?‘œđ?‘”(2). đ?‘“

On ouvrira donc soit le diaphragme de đ?‘›, soit l'ĂŠquivalent en temps de pose afin de maintenir la bonne exposition du sujet. Dans la pratique Ă la 5

Cf.: William A. EWING, Les AnnĂŠes CondĂŠ Nast (1923-1937) - Steichen, Carnet Mondain, MusĂŠe de l'ElysĂŠes - Lausanne, FEP Editions LLC, 2008, p.33. 6 Notons que pour une reproduction Ă l'ĂŠchelle 1:1, le tirage đ?‘?′ = 2đ?‘“. Dans la littĂŠrature courante on peut trouver une notation diffĂŠrente. Nous avons conservĂŠ la mĂŞme notation afin d'ĂŠviter toute confusion.

chambre, un châssis comprenant un plan-film en recto verso, on pourra effectuer deux prises de vue oĂš la première se fera d'après la mesure exacte, la deuxième en augmentant de 1ďż˝2 đ??źđ??ż 7. Ce qui permet au dĂŠveloppement d'ajuster plus finement le rendu d'exposition de la prise de vue. * * *

On appelle transfert photomĂŠtrique, qui reprĂŠsente le trajet d'un flux lumineux, c'est-Ă -dire la lumière, jusqu'Ă la surface sensible du film, produit sur cette surface sensible un ĂŠclairement đ??¸ en fonction de la luminance đ??ż. En effet, tout plan situĂŠ sur sa trajectoire reçoit un ĂŠclairement proportionnel Ă ce flux et inversement proportionnel Ă la surface ĂŠclairĂŠe: ÎŚ đ??¸ = , oĂš le flux lumineux ÎŚ = I ∙ Ί et la surface ĂŠclairĂŠe đ?‘† = Ί ∙ đ?‘… 2 . đ?‘†

Grandeur E l'ĂŠclairement L la luminance ÎŚ le flux lumineux

UnitĂŠ

Lux (lx) Candela par (đ?‘?đ?‘‘ ∙ đ?‘šâˆ’2 )

de

surface

Lumen (lm)

Ί l'angle solide; il mesure l'espace occupÊ par le cône formÊ par un faisceau lumineux projetÊ sur une sphère de rayon R depuis une source centre de la sphère.

StĂŠradian (sr)

I l'intensitĂŠ lumineuse; c'est la caractĂŠristique initiale d'une source ponctuelle.

Candela (cd)

R le rayon de la sphère centrÊe

Mètre (m)

7

unitĂŠ

Il s'agit de l'indice de lumination dĂŠfini par la relation: đ??źđ??ż =

1

log (2)

đ??´2

∙ đ?‘™đ?‘œđ?‘” ďż˝ ďż˝ avec đ?‘Ą

đ??´ l'indice d'ouverture du diaphragme (valeur sans unitĂŠ) et đ?‘Ą le temps de pose exprimĂŠ en seconde.

sur ce point qui correspond à la source ponctuelle de lumière. S la surface ÊclairÊe.

Mètre carrĂŠ (đ?‘š2 )

đ??ź

On peut aussi noter la relation de l'ĂŠclairement par đ??¸ = 2 ; le rayon R đ?‘… ĂŠquivaut Ă la distance d entre la source et la surface ĂŠclairĂŠe. Aussi, l'ĂŠclairement reçu par un ĂŠcran ĂŠtant inversement proportionnel au carrĂŠ de la distance, pour doubler E il faut diviser cette distance par √2, et pour le diminuer de moitiĂŠ on multiplie d par √2. De plus, l'ĂŠclairement prenant sa valeur maximale suivant la normale au plan d'un ĂŠcran, si le faisceau s'ĂŠcarte de la normale d'un angle đ?œƒ, le nouvel ĂŠclairement s'ĂŠcrit: đ??¸Î¸ = đ??¸0 cos (θ). Dans le cas thĂŠorique oĂš l'ĂŠclairement reçu par le film est directement proportionnel aux luminances du sujet, on a la relation type: đ?œ‹ đ??ż đ??¸ = đ?‘?đ?‘œđ?‘ 4 đ?œƒđ?œ?đ?œ đ?‘‰ ďż˝ 2 ďż˝ 4 đ??´ On peut rĂŠĂŠcrire la relation prĂŠcĂŠdente par: đ?œ‹ đ??ż avec K = đ?‘?đ?‘œđ?‘ 4 đ?œƒđ?œ?đ?œ đ?‘‰ đ??¸ = K ďż˝ 2ďż˝ 4 đ??´ đ?œƒ l'angle d'incidence; đ?œ? le coefficient de transfert; đ?œ la transmission du verre; đ?‘‰ le vignettage; đ??ż la luminance; đ??´ l'indice d'ouverture du diaphragme. La norme ISO a permis de fixer des valeurs statistiques Ă la plupart des paramètres qui simplifie la formule: đ?œƒ = 12° đ?œ? = 0,97 đ?œ = 92% đ?‘‰=1 đ??ż Ce qui donne K = 0,64 soit đ??¸ = 0,64 2. Cette dernière ĂŠquation est đ??´ proposĂŠe dans le cas standard oĂš on ne dispose d'aucune indication de mise au point. Sinon, on reconsidère le paramètre đ?œ?: đ??ż đ??¸ = đ?‘˜đ?œ? 2 đ??´ Dans ce cas, đ?‘˜ = 0,66. Si la mise au point est Ă l'infini, alors đ?œ? vaut 1. A cette prĂŠcision s'ajoute aussi la correction due au flare. Les rayons lumineux porteurs de l'information de l'image produite subissent des

rĂŠflexions parasites sur les surfaces internes de la chambre 8. Ces rĂŠflexions perturbent la prise de vue dans le domaine industriel surtout, car elles crĂŠent un flux homogène produisant sur l'image un ĂŠclairement parasite đ??¸đ??š qui s'ajoute Ă l'ĂŠclairement thĂŠorique đ??¸0 . L'ĂŠclairement rĂŠel devient alors: đ??¸ = đ??¸0 + đ??¸đ??š avec đ??¸đ??š = đ??¸0(max) đ?œ‘, oĂš đ?œ‘ est le taux de flare du système. L'ordre de grandeur de ce dernier est compris entre 0 et 1,5%. L'ĂŠclairement reçu par le film dĂŠpend, d'autre part, de la conception intrinsèque de l'objectif qui participe Ă la distribution de la lumière sur l'image formĂŠe sur la surface sensible. Cette rĂŠpartition du flux lumineux est affectĂŠe par deux phĂŠnomènes physiques: le vignettage et la loi du cosinus Ă la puissance 4 que nous trouvons dans l'expression de đ??ž. La documentation Nikon explique que le vignettage est dĂť au fait que la pupille d'entrĂŠe, de forme circulaire vue selon l'axe optique, devient, vers les bords de l'image, une ellipse de plus faible surface en fonction de l'incidence des rayons. La pupille est alors partiellement masquĂŠe par le barillet et/ou le bord des lentilles. L'agissement sur l'ouverture du diaphragme modifie ce phĂŠnomène. Ainsi, on observe que la fermeture du diaphragme diminue le vignettage, car le barillet masque de moins en moins la pupille d'entrĂŠe qui apparaĂŽt plus circulaire Ă nouveau, et rĂŠpartie de manière plus homogène la lumière sur l'ensemble du champ image. Le flux incident engendre un ĂŠclairement qui ĂŠvolue selon le carrĂŠ de la distance parcourue et dĂŠcroĂŽt en fonction du cosinus de l'angle d'incidence des rayons lumineux. La loi s'ĂŠcrit donc: đ??¸đ?œƒ = đ??¸0 đ?‘?đ?‘œđ?‘ 4 đ?œƒ Il est Ă noter que cette affectation concerne essentiellement les objectifs grands-angulaires, notamment pour les chambres grand format 9. Ces principes Ă leurs bases restent les mĂŞmes pour tout matĂŠriel photographique mais semblent plus adaptĂŠs, en numĂŠrique, aux chambres 8

Outre son aspect utilisÊ parfois dans un but esthÊtique, le flare peut être mis à profit pour rÊduire le contraste d'un sujet trop contrastÊ. 9 Les pertes en grand et super grand-angle pour les appareils rÊflex 24x36 sont moindres car leurs objectifs utilisent gÊnÊralement la technologie de la formule optique en rÊtrofocus associÊe à un groupe de lentilles postÊrieur de grand diamètre; les rayons marginaux parviennent sur la surface sensible avec une incidence à la normale plus faible. RenÊ BOUILLOT, La Pratique du Reflex NumÊrique, Êd. Eyrolles, 2010, Chap.28, p.275-304. Une approche très pratique des techniques d'Êclairage est donnÊe dans Manuel d'Eclairage Photo, Fil HUNTER - Steven BIVER - Paul FUQUA, adaptÊ de l'anglais par RenÊ BOUILLOT, Êd. VM groupe Eyrolles, 2007, 3e impr. 2010.

type Alpa 12 SWA, Alpa 12 MAX, Alpa 12 XY ou encore Linhof et similaire avec l'usage adapté d'un dos numérique moyen-format. Dans la pratique des autres appareils photographiques numériques, nous sommes vraiment en phase avec la vision de Clausewitz où le résultat spontané d'une prise de vue fait la preuve.

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__________________________________ Remerciements particuliers: HervĂŠ Le Goff.

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