Les facteurs
Il y a une équation, et par convention, elle est configurée pour être vraiment simple. Il y a fondamentalement cinq facteurs à considérer ensemble:
- Ouverture - la taille de l'ouverture qui laisse entrer la lumière,
- Durée d'obturation (ou vitesse d'obturation) - la durée pendant laquelle le capteur (ou le film) reçoit cette lumière,
- Sensibilité (ou ISO, ou parfois "vitesse du film") - la rapidité avec laquelle le capteur ou le film réagit à la lumière reçue,
- Éclairage - la luminosité de la scène réelle,
et enfin et surtout:
- Exposition prévue - à quel point vous voulez que l'image finale soit claire ou sombre.
C'est beaucoup de choses à prendre, c'est pourquoi le fait de quitter le mode Auto peut être si intimidant. Mais commençons par simple.
Valeur d'exposition
La photographie a une convention appelée l' échelle de valeur d'exposition . C'est une série de nombres généralement dans la plage de chiffres simples ou doubles de chaque côté de zéro. Chaque nombre correspond aux paramètres d'ouverture et de vitesse d'obturation qui se traduiront par la même quantité de lumière collectée - ce qui signifie, avec la même scène et la même sensibilité, la même exposition dans le résultat final.
Il est souvent pratique de penser à ces chiffres en termes de scènes typiques qui seront exposées de manière généralement considérée comme correcte à cet EV. Par exemple, à 100 ISO, le plein soleil est d'environ 15, les intérieurs de maison généralement autour de 6, et un paysage éclairé par un quart de lune quelque chose comme -6. Plus de détails ici , ou résumés dans ce tableau circulaire pratique:
Butées interchangeables
Chaque facteur a sa propre échelle, mais nous appelons chaque étape complète sur l' une des échelles " un arrêt ", et - enfin, je suis arrivé à la chose simple! - ce qui est cool, c'est qu'en termes de luminosité résultante, vous pouvez échanger un arrêt de n'importe quel facteur contre un arrêt de tout autre.
Pourquoi voudriez-vous faire ça? Deux raisons fondamentales. Tout d'abord, chaque facteur a des limites:
- les lentilles ne peuvent ouvrir l'ouverture si large ou la fermer si loin;
- l'obturateur a une vitesse la plus rapide possible, et il y a souvent une limite à la vitesse la plus longue possible (et sinon, vous ne voudrez peut-être toujours pas rester indéfiniment);
- la sensibilité ne peut généralement être augmentée que de façon limitée et ne peut pas être significativement diminuée; et
- l'éclairage n'est pas toujours facile à changer (la nature coopère rarement, et l'éclairage artificiel prend des années à maîtriser).
Mais deuxièmement, en plus de l'exposition, chaque facteur affecte l'image de l'autre manière, et cela est fondamental pour le processus créatif de la photographie:
- des vitesses d'obturation plus longues et plus courtes flouent ou gèlent le mouvement, respectivement,
- des ouvertures plus petites rendent la scène plus nette de l'arrière vers l'avant (alias "augmentation de la profondeur de champ"),
- un ISO plus élevé provoque plus de bruit (numérique) ou de grain (film) lorsque l'on tente d'obtenir plus de signal avec moins de lumière, et
- encore une fois, changer l'éclairage est compliqué.
Peu importe le facteur, changer d'un arrêt signifie doubler ou diviser par deux la quantité de lumière de ce facteur .
Cette équation
J'ai dit qu'il y avait une équation, puis je n'en ai pas donné une. C'est fondamentalement ceci:
aperture × shutter duration × sensitivity × light = exposure
MAIS, ne vous inquiétez pas de multiplier quoi que ce soit - il vous suffit d' ajouter et de soustraire des arrêts .
(Si les maths font briller vos yeux, sautez cette parenthèse. Si vous êtes curieux, cependant, c'est parce que le système d'arrêt est une échelle logarithmique, et nous ajoutons simplement des exposants, ce qui revient à multiplier. Mais, encore une fois , ce qui est génial, c'est que cela est pré-factorisé dans la façon dont nous travaillons avec les caméras, donc vous n'avez plus jamais à y penser si vous ne le souhaitez pas.)
Plus de détails
Pour chacune des échelles individuelles:
- Aperture a une échelle particulière basée sur la racine carrée de deux, ce qui semble étrange et arbitraire, mais c'est parce que c'est ce dont vous avez besoin pour doubler la surface . Vous l'avez probablement déjà vu - f / 1.4, f / 2, f / 2.8, f / 4, f / 5.6, etc. Un arrêt signifie doubler ou diviser par deux la zone à travers laquelle la lumière est autorisée. Voir Quel est un moyen simple de se souvenir de l'échelle complète? pour en savoir plus sur l'échelle elle-même, et https://photo.stackexchange.com/a/6614/1943 pour plus de détails sur ce que l'ouverture signifie pour vos compositions;
- La vitesse d'obturation est simplement mesurée en secondes. Un arrêt signifie doubler ou diviser par deux le temps d'ouverture de l'obturateur. (Bien que l'échelle standard ne soit pas précise, elle l'est effectivement. Voir Y a - t-il une raison valable pour que ¹⁄₁₂₅ ne soit pas exactement la moitié de ¹⁄₆₀? Pour plus de détails.) Pour plus d'informations sur l'effet de la vitesse d'obturation, voir Quelle est la vitesse d'obturation nécessaire pour arrêter le mouvement? ;
- La sensibilité est mesurée sur une échelle commençant normalement à 100 et doublant (ou diminuant parfois à partir de là). Un arrêt signifie doubler ou diviser par deux l'amplification. Plus sur Qu'est-ce que "ISO" sur un appareil photo numérique? ;
- Éclairage - voir la référence précédente sur l' échelle des valeurs d'exposition - et, si vous utilisez de la lumière artificielle, peut-être aussi Comment puis-je calculer l'effet du flash non TTL sur l'exposition? et https://photo.stackexchange.com/a/58004/1943 . Vous pouvez également affecter la lumière entrant dans la caméra soustractive , avec un filtre de densité neutre ;
et, sur l'exposition elle-même, voir Comment choisir la bonne exposition? .
Mesure
Comment savez-vous ce qu'est l'EV d'une scène et quelles valeurs commencer? Vous pouvez deviner, ou vous pouvez utiliser un posemètre. Auparavant, il était très courant de les avoir comme des appareils distincts, mais maintenant, chaque appareil photo en a un très joli intégré. (Les appareils séparés ont toujours leur utilisation, mais c'est un sujet plus avancé.) C'est ce que votre appareil photo utilise dans ses modes automatiques - ils prennent une lecture du compteur, puis utilisent un programme pour choisir les facteurs d'exposition à faire correspondre. (Plus sur Comment les reflex numériques déterminent-ils l'ouverture à sélectionner en mode P? )
Le compteur automatique vous donnera les paramètres d'ouverture, d'obturation et ISO qui devraient vous donner une luminosité moyenne et moyenne. Cependant, vous pouvez le dire autrement avec "Compensation EV" - voir Lorsque je modifie la compensation EV, comment cela affectera-t-il mon ouverture, ma vitesse d'obturation ou ISO? pour beaucoup de détails.
Vous demandez: "Par exemple, si je règle l'ISO sur 640, alors comment dois-je régler la vitesse d'obturation et l'ouverture?" , et la réponse est: cela dépend. Vous mesurez pour le découvrir et consultez un tableau EV ou - plus pratiquement - laissez simplement la caméra suggérer un point de départ (si votre caméra n'a pas de bouton en mode manuel pour ce faire, notez simplement ce dans quoi elle est choisie) mode automatique). Et puis vous êtes prêt pour ...
Mettre ensemble
Si vous souhaitez assombrir ou éclaircir l'image résultante, vous pouvez modifier n'importe laquelle de l'ouverture, de la durée d'obturation, de l'ISO ou de l'éclairage de la scène (jusqu'aux limites inhérentes à chaque facteur). Par exemple - en gardant l'éclairage le même pour le moment - si vous souhaitez éclaircir une image prise à 400 ISO, f / 8 et à une vitesse d'obturation de ¹⁄₁₂₀th de seconde par un arrêt, vous pouvez changer n'importe quel facteur: ISO à 800 , ouverture à f / 5,6 ou obturateur au ¹⁄₆₀ème . (Si vous changez les trois , cela ferait un changement de trois arrêts , bien sûr.)
Si vous souhaitez conserver l'exposition identique mais modifier un facteur, vous pouvez modifier l' un des autres facteurs dans la direction opposée . Ainsi, pour l'exemple de 400 ISO, f / 8, ¹⁄₁₂₀th , si vous vouliez geler mieux le mouvement avec un obturateur de ¹⁄₂₄₀th, vous pourriez garder l'exposition la même en changeant ISO à 800 ou l'ouverture à f / 5.6. Ou, vous pouvez changer l'éclairage d'un arrêt et laisser l'ISO et l'ouverture seuls.
Le triangle d'exposition
Le «triangle d'exposition» est un terme popularisé par l'auteur de la photographie Brian Peterson pour l'ouverture, la durée d'obturation et l'ISO. Je ne l'aime pas pour deux raisons - premièrement, il y a vraiment plus de facteurs que trois, et deuxièmement, même si nous considérons simplement ces trois, il n'y a rien de triangulaire à leur sujet. Vous pouvez lire beaucoup plus à ce sujet sur Qu'est- ce que le "triangle d'exposition"? - y compris une représentation alternative que vous pourriez trouver plus utile si vous voulez y penser en termes de géométrie.
L'exposition totale que vous obtenez est régie par quatre facteurs:
Les trois derniers sont des compromis que nous arrivons à contrôler dans l'appareil photo, et ensemble sont souvent appelés «l'exposition» qui a été utilisée pour prendre une photo. Dans certains cas, nous pouvons contrôler la luminosité de la scène, comme avec des lumières dans un studio ou avec un flash. Les caméras contrôlent parfois les flashs, mais pour cette réponse, nous dirons que la luminosité de la scène est donnée, et nous voulons ajuster les 3 autres éléments pour obtenir l'exposition souhaitée.
ISO
Le paramètre ISO contrôle la sensibilité du capteur. À l'époque où les capteurs étaient filmés, vous avez décidé cela en fonction de ce que vous avez chargé dans l'appareil photo. Les films avaient divers compromis entre la sensibilité et le grain. Les films les plus sensibles étaient plus granuleux.
Avec les capteurs numériques d'aujourd'hui, vous pouvez choisir la sensibilité image par image. Cependant, tout comme avec le film, il y a un compromis. En fait, la plupart des capteurs ont une seule sensibilité native, puis la sortie du capteur est amplifiée (ou dans certains cas réellement atténuée) avant d'être numérisée. Le problème avec l'amplification du signal du capteur est que vous amplifiez le bruit inhérent avec le signal d'image. Certains capteurs sont meilleurs (moins bruyants) que d'autres, donc autorisez plus d'amplification avant que le bruit ne devienne suffisamment important par rapport au signal d'image pour être gênant.
Vitesse d'obturation
La vitesse d'obturation est à peu près ce à quoi cela ressemble, et c'est la durée de projection de l'image sur le capteur. Des temps plus longs permettent au capteur d'accumuler plus de données par rapport à son bruit et sont donc meilleurs de ce point de vue. Cependant, bien sûr, il y a un compromis. Tout ce qui bouge dans la scène, ou toute la scène si vous déplacez l'appareil photo, sera plus flou plus l'obturateur est ouvert.
Par exemple, si vous prenez une photo lors d'un événement sportif et que quelqu'un court à 3 m / s sur le côté, il ressemblerait à un flou de 3 mètres de large à une vitesse d'obturation de 1 seconde. À 1/100 seconde, le flou serait de 3 centimètres et à 1/1000 de seconde seulement 3 mm. Il n'y a pas de réponse unique à ce qui est mieux, c'est l'une des raisons pour lesquelles les caméras vous offrent ces choix. Vous voudrez peut-être que quelqu'un qui court soit flou pour montrer la vitesse. D'un autre côté, vous voudrez peut-être montrer l'expression instantanée sur le visage avec des gouttes de sueur suspendues gelées dans les airs.
Dans tous les cas, l'exposition 1/1000 donne au capteur 10 fois moins de lumière pour travailler, donc son signal sera 10 fois plus proche de son niveau de bruit.
C'est un peu un côté, mais les capteurs numériques accumulent également du bruit au fil du temps. C'est pourquoi les appareils photo numériques limitent généralement les temps d'exposition à 30 secondes environ. Contrairement au film, vous ne pouvez pas simplement laisser un capteur numérique détecter pendant de longues périodes avec une lumière tamisée.
F-stop ou ouverture
Le diaphragme ou l'ouverture contrôle la quantité de lumière que l'objectif laisse passer. Le nombre f-stop est en fait le rapport du diamètre effectif (dans le but de laisser passer la lumière) de l'objectif divisé par sa distance focale. Cela est dû au fait que cela normalise la mesure laissant passer la lumière des lentilles indépendamment de la distance focale. Par exemple, un objectif de 50 mm réglé sur f / 8 projettera la scène avec la même luminosité qu'un objectif de 200 mm réglé sur f / 8. L'objectif 200 mm rendra chaque élément de scène 4 fois plus large, il sera donc réparti sur 16 fois plus de surface. Cela signifie qu'il doit collecter 16 fois plus de lumière de la scène pour obtenir la même luminosité. Cependant, tout ce qui est pris en compte avec cette mesure d'ouverture normalisée, nous l'appelons f-stop.
Bien sûr, il y a encore un compromis. Un objectif ouvert plus large (nombre de diaphragmes inférieur) donne au capteur plus de lumière, ce qui se traduit par un meilleur rapport signal / bruit. Cependant, la profondeur de champ (la distance sur laquelle les objets de la scène seront mis au point) sera plus faible. Les imperfections de la lentille seront également plus importantes.
Aux très petites ouvertures (nombres f-stop plus grands), la diffraction devient un problème. Les rayons lumineux qui viennent de passer devant les bords du diaphragme d'ouverture se plient un peu au lieu de continuer tout droit. Cela ne se produit que lorsqu'ils passent près de quelque chose qui les bloquerait, donc cela n'a d'importance que pour l'anneau de rayons lumineux qui passent juste à l'intérieur de l'ouverture. À mesure que l'ouverture est plus petite, une plus grande fraction des rayons lumineux est proche du bord, et ces rayons courbés constituent davantage la lumière frappant le capteur. Le résultat est que les objets lumineux de la scène éclaircissent également les autres zones de l'image projetée. L'effet global est de réduire le contraste et de donner une apparence moins nette.
Habituellement, f / 5,6 est le point idéal, mais cela dépend de l'objectif spécifique. La plupart du temps, vous ne vous en faites pas trop et les objectifs de bonne qualité prennent toujours de bonnes photos à f / 2, et la diffraction est difficile à remarquer à f / 22. J'ai pris des photos macro à f / 64, et la perte de netteté due à la diffraction était assez évidente.
La plupart du temps, cependant, nous échangeons f-stop entre laisser passer plus de lumière et une trop petite profondeur de champ.
Mettre tous ensemble
L'exposition globale est donc contrôlée par le réglage ISO, la vitesse d'obturation et le diaphragme. Les différents résultats que vous échangez les uns contre les autres donnent généralement au capteur suffisamment de lumière pour que le signal d'image soit grand par rapport au bruit, au mouvement (ou au bougé de l'appareil photo) et à la profondeur de champ.
En règle générale, une scène normale en plein soleil est bien exposée à f / 16 et la vitesse d'obturation réglée sur 1 divisée par la valeur ISO. Par exemple, cela peut être f / 16, 1/100 seconde et ISO 100. Ou cela peut être f / 16, 1/250 seconde, ISO 250.
Réglage de l'exposition
En photographie, un facteur de deux dans l'exposition est une étape clairement perceptible, mais pas particulièrement importante. Nous pensons généralement à ajuster l'exposition en nombre de pas de 2x. Vous pouvez considérer un facteur 2 comme un "incrément standard" en photographie.
ISO s'ajuste linéairement. ISO 200 est le double de l'exposition à ISO 100.
Le temps d'obturation est également linéaire. Cependant, comme nous écrivons généralement les nombres de vitesse d'obturation comme des inverses (1/100 seconde, 1/250 seconde, etc.), le nombre inférieur diminue pour augmenter l'exposition. 1/50 seconde est deux fois l'exposition de 1/100 seconde.
Le calcul des nombres f est plus compliqué. L'exposition va de pair avec le logarithme de l'inverse du nombre f. Étant donné que cela devient compliqué à faire mentalement, un tas de nombres f ont été pré-calculés, ce qui provoque la moitié de l'exposition par rapport au précédent. Chacun de ces nombres f doit être la racine carrée de 2 supérieure pour faire la moitié de l'exposition. A partir de f / 1 (cela n'arrive presque jamais), on obtient donc la progression f / 1, f / 1.4, f / 2, f / 2.8, f / 4, f / 5.6, f / 8, f / 11, f / 16, f / 22. Ces valeurs sont si couramment utilisées que les premiers appareils photo avaient souvent des crans sur la bague d'ouverture pour permettre un réglage positif sur l'une de ces valeurs et pour permettre un réglage vers le haut ou vers le bas par la sensation tout en regardant dans le viseur. Ces détentes étaient également appelées «arrêts», d'où le terme «f-stop».
Comme les diaphragmes communs représentent chacun un facteur de luminosité de 2 par rapport au suivant, le terme «diaphragme» est devenu un facteur d'exposition de deux, même si l'ouverture elle-même n'est pas modifiée. Par exemple, il est courant en photographie de dire que 400 ISO correspond à "2 diaphragmes" de plus que 100 ISO, ou que la vitesse d'obturation 1/500 est inférieure de 1 diaphragme à la vitesse d'obturation 1/250.
Nous pensons généralement à l'exposition en termes de "f-stops" vers le haut ou vers le bas. Par exemple, supposons que vous ayez pris une photo à 200 ISO, f / 5,6 et 1/250 seconde. Cela est apparu trop sombre et vous avez estimé qu'il avait besoin de 2 diaphragmes plus d'exposition (facteur de 4 lumière supplémentaire). Vous pouvez essayer l'une des méthodes suivantes pour obtenir ces 2 diaphragmes d'exposition supplémentaires:
200 ISO, f / 2,8, 1/250 s
400 ISO, f / 4, 1/250 s
400 ISO, f / 5,6, 1/125 s
200 ISO, f / 4, 1/125 s
Cependant, bien que l'exposition de chacun de ces quatre exemples ci-dessus soit équivalente, la profondeur de champ, le flou de mouvement et le rapport signal / bruit du capteur ne le seront pas. La plupart des capteurs modernes ont peu de bruit par rapport à une exposition complète à 400 ISO, donc le dernier compromis dans ces exemples ne serait probablement pas un problème dans la plupart des cas.
Encore une fois, il s'agit de compromis. Il n'y a pas de bonnes ou de mauvaises réponses, seulement ce qui fonctionne avec votre appareil photo, avec votre scène et avec ce que vous essayez de montrer.
la source
Si vous considérez un appareil photo comme simplement un collecteur / enregistreur de lumière ou un compteur de photons et que vous ignorez réellement prendre une photo d'une scène, il existe une relation très simple entre l'ISO, l'ouverture et la vitesse d'obturation:
Pour le reste de cette explication, traitez la lumière disponible comme une constante que vous ne pouvez pas contrôler.
Ainsi, si vous augmentez l'un des trois contrôles (ISO, ouverture, vitesse d'obturation) d'un facteur 2, par exemple, vous devez diviser par deux l'un des deux contrôles restants pour conserver la même lumière totale collectée. 2 ( note 1 ci-dessous)
Nous avons donc trois contrôles d'entrée (ISO, ouverture, vitesse d'obturation) pour produire une seule sortie, la lumière totale collectée. Bien que nous ne pensions pas en termes de nombre total de photons collectés, nous pensons en termes d' images correctement exposées . Donc, afin d'obtenir une image correctement exposée souhaitée, nous ajustons les trois commandes en fonction de leur effet dans l'image souhaitée, en fonction de la scène individuelle prise.
En pratique, l'ISO est généralement le dernier des contrôles à définir, celui qui vous tient le moins à cœur. 3 Habituellement, vous composez pour la profondeur de champ (ouverture), ou pour arrêter l'action ou impliquer un mouvement (vitesse d'obturation courte ou lente), ou certaines de leurs combinaisons. Une fois ceux-ci composés, l'ISO est plus ou moins choisi pour vous, afin d'obtenir l'exposition souhaitée. Bien sûr, si votre choix d'ouverture et de vitesse d'obturation nécessite une sensibilité ISO élevée (c.-à-d. Grain ou bruit) indésirable pour obtenir l'exposition correcte, vous avez le choix:
Remarques:
Dans le contexte du film, l'ISO est une mesure de la sensibilité du support d'enregistrement à la lumière. Plus l'ISO est élevé, plus le film est sensible à moins de lumière entrante, avec le compromis que le grain du film ("bruit" du film) augmente avec l'ISO.
Dans le contexte de la photographie numérique, l'ISO ne décrit pas la sensibilité du capteur d'image à la lumière; le capteur a une sensibilité fixe à une quantité donnée de lumière entrante, produisant une certaine tension. Cependant, la tension résultante est soit amplifiée (multipliée) avant d'être convertie en valeur numérique, soit la valeur numérique après conversion est multipliée, ou les deux, selon la valeur ISO définie pour la prise de vue. Ainsi, en ce qui concerne l'image enregistrée, les fonctions ISO numériques sont similaires à celles des films ISO.
En ce qui concerne l'ouverture, je n'ai pas dit de réduire de moitié le nombre ƒ . La mesure significative de l'ouverture est une zone transversale . Rappelez-vous que l'aire est proportionnelle au carré de la mesure linéaire à travers l'aire, c'est-à-dire: A ∝ d ². Ainsi, pour doubler / diviser par deux la zone d' ouverture , le nombre ƒ doit être augmenté / diminué d'un facteur √2, soit environ 1,414 ...
Lors de l'utilisation d'un film, l'ISO était à la fois quelque chose qui vous tenait beaucoup plus à cœur et quelque chose sur lequel vous aviez relativement moins de contrôle (à la fois en termes de plage ISO et de possibilité de choisir des ISO en fonction du film disponible). Pour les reflex numériques, dans un sens, l'ISO est le facteur de compensation pour vous permettre de mieux choisir votre ouverture et votre vitesse d'obturation. C'est toujours important, mais pas vraiment comme un choix prioritaire. Je ne peux pas imaginer que beaucoup de photographes approchent une scène en pensant "quels que soient les autres réglages, je veux 400 ISO pour ce cliché".
Cette explication ignore complètement les problèmes tels que la composition, la profondeur de champ, le bruit (grain), etc. Bien sûr, ceux-ci sont extrêmement importants pour faire une bonne image.
la source
Tous les photographes doivent mémoriser les «arrêts» complets de base de l'exposition, exprimés en vitesse d'obturation, en ouverture et en ISO.
Une fois que vous les connaissez, chaque fois que vous modifiez l'une des variables, il est très facile d'ajuster l'une des autres pour égaler la même exposition.
1/30 1/60 1/125 1/250 1/500 1/1000 etc. (la moitié ou le double correspond à 1 point)
f / 1,4 f / 2,0 f / 2,8 f / 4,0 f / 5,6 f / 8 f / 11 etc.
ISO100 ISO200 ISO400 ISO800 ISO1600 ISO3200 ISO6400 etc. (la moitié ou le double correspond à 1 point)
Selon la question d'origine, si vous utilisez ISO640 et que vous modifiez l'ISO par 1 point, (divisez par deux ou doublez l'ISO à 320 ou 1250), alors vous ajusteriez l'ouverture ou la vitesse d'obturation par 1 point.
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