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Comparaison

de l'oeil et de la photographie

Argentique/ numérique

Tableau comparatif paint

   Nous avons donc vu que le fonctionnement d'un appareil photographique est très proche de celui de l'oeil, tant pour le numérique que pour l'argentique. Nous allons maintenant voir que ces deux types de photographie possèdent aussi quelques ressemblances.


Mais présentons d'abord rapidement les deux procédés:

  - Les appareils argentiques existent depuis le 19ème siècle (mais on avait déjà découvert la "camera obscura" (chambre noire) depuis longtemps), sont encore utilisés de nos jours bien qu'en grand déclin et sont appréciés des professionnels. Ils permettent d'obtenir une image latente que l'on doit alors développer (obtention d'un négatif) puis transposer en positif. On obtient la photo par réaction chimique.


  - Les appareils numériques, plus récents puisqu'ils apparaissent fin du 20ème siècle, sont beaucoup utilisés, du fait de leur facilité de maniement et de la possibilité de supprimer les photos inutiles. On obtient la photo sous forme de fichier numérique de façon électrique.


   Nous allons étudier les ressemblances de ces deux types sur 4 étapes importantes : la focalisation de l'image, le traitement de l'image, la reconstitution de l'image et le tirage de la photo.

Focalisation de l'image

   Pour le numérique autant que pour l'argentique il existe un objectif, un diaphragme et un obturateur

   - L'objectif est un système optique qui se caractérise par sa distance focale (distance entre la lentille convergente et la pellicule/capteur, et dont la variation permet le zoom), son ouverture relative (rapport entre la distance focale et le diamètre de la lentille) et son angle de champ (angle que va pouvoir capter l'objectif). 

   - Le diaphragme peut s'ouvrir plus ou moins afin d'ajuster la quantité de lumière transmise au fond du boitier et ainsi de régler la profondeur de champ.

   - L'obturateur s'ouvre lorsque l'on appuie sur le déclencheur et permet à la lumière d'aller frapper la pellicule (argentique) ou de passer dans le capteur (numérique). 


   Dans un appareil argentique récent (reflex), lorsque les rayons lumineux entrent dans l'objectif (le diaphragme reste toujours ouvert lorsque l'appareil est en marche), ils passent dans une (ou plusieurs) lentilles et convergent. Ils sont ensuite réfléchis par un miroir vers le haut puis vers l'oeil grâce à un prisme. C'est ce qui nous permet de voir l'image que nous voulons photographier. C'est le même système dans un appareil numérique.

   Puis, lorsque l'on appuie sur le déclencheur (bouton pressoir), pour un appareil argentique comme pour un appareil numérique, le diaphragme se ferme jusqu'à l'ouverture demandée, le miroir se relève, l'obturateur s'ouvre et les rayons lumineux viennent frapper la pellicule/passent dans le capteur.

   La durée d'ouverture de l'obturateur correspond à la durée d'exposition.

Voir schéma animé (le début est lorsqu'il est affiché "clic!")


Reflex

Traitement de l'image

C'est là que réside une des plus grandes différences entre le numérique et l'argentique : le "récepteur" des rayons lumineux n'est pas le même. Pour l'argentique, c'est une pellicule, pour le numérique, c'est un capteur.




 



Argentique

   Dans un appareil argentique, les rayons lumineux qui viennent frapper la pellicule vont réagir avec les ions bromure Br- : ils arrachent un électron à chaque ion bromure et le transforme en un atome de Brome (1) :

Br- --> Br + e-

Les électrons formés se regroupent alors autour de germes de sensibilité (1 + 2). Puis un électron s'allie avec un ion argent Ag+ (3) pour le transformer en atome d'Argent (voir oeil/photographie: la pellicule).

Ag+ + e- --> Ag

            1__________ _2__________ 3 _________ 4

 

 

 

Schéma de la formation de l'image latente dans un cristal de bromure

Il existera alors des zones denses en atomes d'argent (4) et des ions Ag+ suspendus dans la gélatine de la pellicule. Mais l'image est encore latente (invisible) car le nombre d'ions transformés en atomes est trop faible pour que l'on puisse voir l'image.

Numérique

   Dans un appareil numérique, les rayons passent dans un capteur CCD ou CMOS:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le capteur est composé d'alignements d'éléments appelés photosites, de microlentilles et d'un filtre dit de Bayer:

   - Les microlentilles focalisent la lumière.

   - Les photosites sont sensibles à la lumière et vont réagir proportionnellement à cette dernière. C'est-à-dire qu'ils transforment le signal lumineux en signal électrique (en information numérique) et son intensité dépendra de la quantité de lumière reçue (l'image est numérisée). Mais les photosites sont monochromes : l'image obtenue à ce stade est en noir et blanc.

   - Il faudra donc un filtre dit de Bayer pour que la photo soit en couleur. Ce filtre attribue à chaque photosite une couleur (bleu, rouge ou vert) et le photosite ne reconnaitra alors plus que cette couleur (voir oeil/photographie : le capteur).


Capteur

Capteur avec un dessin du filtre de Bayer

Presentation2

Reconstitution de l'image

Là encore, réside une grande différence :

- pour le numérique, c'est un logiciel (ou processeur) qui effectuera tout le travail en étudiant le contenu des signaux et en faisant le dématriçage.

- pour l'argentique, il faut effectuer le développement à la main, en manipulant le papier photo. On obtient tout d'abord une image négative (les zones claires du sujet réel sont noires et les zones sombres sont blanches) qu'il faut traiter par la suite.


Numérique

Pour le numérique, c'est le processeur qui reconstitue l'image:

  - Il extrait du capteur les informations. Elles vont être plus ou moins amplifiées pour régler la sensibilité (exprimée en ISO, elle correspond à la sensibilité de la surface sensible à la lumière et, plus la sensibilité est élevée, plus la quantité de lumière nécessaire à une exposition correcte est faible).

   - Le dématriçage: le processeur reconstitue l'image en calculant les teintes d'origine en mélangeant la couleur d'un point (reçue d'un photosite) avec celle de ses voisins: il crée les pixels (picture element). En fait l'information qu'il reçoit du capteur peut être représentée par un tableau de pourcentages. Chaque pourcentage correspondant au taux de lumière reçue par un photosite. Le processeur calculera alors la teinte d'origine en faisant la moyenne des pourcentages de chaque couleur dans les pixels adjacents (sur 2 ou 4 pixels).

   Mais cette technique n'est pas infaillible puisqu'il peut apparaître des interférences sur la photo, comme par exemple le moiré (lignes colorées au lieu de noires et blanches).










 



 

Schéma du dématriçage


- Il applique ensuite une sorte de calibrage: il modifie le contraste (différence entre les parties claires et les parties foncées d'une image), la température de couleur (exprimée en kelvin, elle se situe entre les tons orangés et bleutés, sachant que plus un objet est chaud, plus il rougit et plus un objet est froid, plus il bleuit), la saturation des couleurs (intensité d'une couleur, sachant qu'une photo est en nuances de gris lorsqu'il n'y a aucune saturation)... etc selon des critères prédéfinis afin que la photo soit visible par l'oeil humain.

Puis il affiche l'image obtenue sur un écran et la stocke sur une carte mémoire sous forme de fichier informatique.

Argentique

Pour l'argentique, l'étape de la reconstitution de la photo est le développement : il permet de rendre visible les images négatives, de désensibiliser le film et d'éliminer tout produit chimique qui pourrait détériorer le film au cours du temps.

   - Sous lumière rouge, on trempe le film dans un révélateur. Ce révélateur est composé d'hydroquinone : un réducteur qui va permettre l'accélération de la transformation des ions Ag+ en atomes Ag (réduction photochimique) et va rendre visible le négatif (l'image n'est plus latente mais en noir et blanc). C'est toujours un moment magique lorsqu'on voit le négatif apparaître (=> vidéo sténopé). La formation d'atomes d'argent sera plus importante là où se trouvent les centres de sensibilités (=> oeil/photographie: la pellicule), par conséquent là où le maximum de lumière était venue frapper la pellicule. C'est donc pour cela que l'on obtient une image négative.


  

 

 

 

 

 


photo de l'apparition de l'image négative

(tirée du film du sténopé)

- Puis on trempe le film dans un bain d'eau claire additionnée à de l'acide acétique, c'est ce qu'on appelle le bain d'arrêt. Cette étape permet d'éliminer les traces de révélateur présentes sur le film et de préparer le film au fixateur.

 

- Ensuite on trempe l'image dans un fixateur. Le fixateur est composé de thiosulfate de sodium en solution (Na2S2O3(s) --> Na+(aq) + S2O32- (aq) ). L'ion thiosulfate réagit avec les ions Ag+ restants: la réaction qui se produit est une complexation de l'ion argent.

Ag+ + S2O32- --> Ag(S2O3)-

Ag(S2O3)- + S2O32- --> Ag(S2O3)3-

Ag(S2O3)3- + S2O32- --> Ag(S2O3)5-

Elle permettra de former un complexe stable de l'ion argent et ainsi lui évitera d'être à nouveau transformé en atome d'argent par la lumière (ce qui noircirait le film). Le complexe ainsi formé est soluble à l'eau : on pourra donc l'éliminer en passant le film sous l'eau.

Le film est désensibilisé (on pourra l'exposer à la lumière).

Revelateur
Bayer1
Bayer2
Bayer2bis

Tirage de la photo

Le tirage photo concerne plutôt l'argentique que le numérique puisqu'il correspond à l'ultime étape avant de pouvoir admirer la photo que l'on a réellement prise, mais on peut considérer que pour le numérique, c'est tout simplement l'impression sur papier.

Argentique

Pour l'argentique donc, il existe plusieurs méthodes pour le tirage (passage du négatif au positif):

   - La première méthode est la méthode dite "par contact": on place une feuille de papier photo face sensible vers le haut sur une planche puis on place par dessus le négatif obtenu précédemment côté émulsion tourné vers le papier photo (le côté émulsion étant le plus mat). On dit qu'on travaille "émulsion contre émulsion".

   On pose ensuite une vitre sur les deux papiers photos (facultatif) afin qu'ils soient bien collés ensemble.

   Ensuite il suffit d'allumer une lampe (exposer le dispositif à la lumière) quelques secondes pour que le papier photo prenne les informations du négatif.

   Il faudra ensuite ré-effectuer le processus de développement (les 3 bacs) pour faire apparaître le positif. En effet il se passera les mêmes réactions chimiques mais aux endroits où le papier photo aura été le plus atteint par la lumière, c'est à dire dans les zones où étaient positionnées les zones les plus claires du négatif.

   L'inconvénient de cette méthode est qu'on ne peut déterminer à l'avance le temps d'exposition nécessaire pour obtenir un positif de qualité. Il faudra donc faire plusieurs essais.


   - La deuxième méthode est d'utiliser un appareil spécialisé: un agrandisseur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Schéma simplifié d'un agrandisseur

Le principe de l'agrandisseur est plutôt simple: les rayons lumineux d'une lampe traversent successivement deux lentilles convergentes (le condenseur, qui assure une répartition optimale de la lumière), le négatif que l'on aura placé dans le passe-vues, puis dans l'objectif et le diaphragme (similaires à ceux d'un appareil photo) pour projeter l'image négative du négatif (le positif) sur un papier photo placé en dessous. Le soufflet et la colonne servent pour le réglage de la distance entre le papier photo et le négatif (et ainsi agrandir l'image plus ou moins). Quant au porte-filtre, il sert dans le cas où l'on voudrait tirer la photo en couleur. L'agrandisseur peut aussi posséder de nombreux autres accessoires que nous ne développerons pas ici.

   Mais, comme pour la technique par contact, l'image formée est latente, il faudra donc ensuite la révéler.

   Enfin, comme pour la technique par contact, il faut effectuer plusieurs essais afin de déterminer la bonne ouverture du diaphragme et le temps de pose suffisant pour obtenir une belle photo (ni trop sombre, ni trop claire).

   On peut effectuer ce travail soit-même ou bien demander à un professionnel (le matériel nécessaire étant plutôt coûteux).


Numérique

   Pour le numérique, il existe de nombreuses possibilités : on peut décider de garder ses photos sous forme de fichier informatique et les visionner sur un écran.

On pourra les transférer vers un téléphone, un Mp3..., les envoyer par mails, les publier, les retoucher grâce à des logiciels spécialisés, même les supprimer...

   Ou bien, on peut choisir de les imprimer sous format papier à l'aide d'une imprimante pour les conserver dans un album photo ou les afficher.

 

 

 

 

 


  Imprimante à jet d'encre

Les imprimantes les plus courantes (utilisées par des particuliers) sont les imprimantes à jet d'encre. La tête de l'imprimante est constituée de petits canaux reliés à un réservoir d'encre liquide appelé cartouche d'encre.

Lors de l'impression, un système piézoélectrique (un cristal piézoélectrique se déforme sous l'action d'une impulsion électrique et crée alors de l'énergie mécanique). Il crée des variations de pression qui provoquent l'expulsion de gouttelettes d'encre. Ces gouttelettes forment des points et la concentration de ces points forme les lettres.  L'impression se fait donc lignes par lignes.

 

 

 

 

 

 


  

 

 

Technique de l'impression jet d'encre par Epson

De plus, on peut contrôler la finesse de ces goutelettes et mélanger différentes couleurs, si bien que la plupart des imprimantes à jet d'encre permettent l'impression de photos de qualité (mais cela dépend aussi du type de papier photo utilisé: il existe du papier spécial photos).

   Il faut aussi savoir que nos disques durs et autre clé usb ne sont pas éternels et nos photos risquent d'être perdues si on ne songe pas à les mettre sur papier...

 

 

 




Encre imprimante fonctionnement jet encre
Agrandisseur 2
Piezo 2 fr high

Conclusion de la partie:

On peut donc voir que les appareils photos numériques et argentiques en eux-même se ressemblent, puisqu'ils sont constitués plus ou moins de la même manière: ils possèdent tout deux un objectif, un diaphragme, un obturateur, un déclencheur... et c'est surtout dans le traitement de l'image qu'ils diffèrent.

Pour le côté pratique, le numérique semble primer sur l'argentique car il nécessite moins de matériel spécialisé, mais il ne faut pas oublier qu'un appareil numérique a aussi besoin de batteries (piles ou autres) et d'une carte mémoire pour pouvoir stocker les photos.

Il permet de réaliser autant de photos que l'on veut sans conséquence puisqu'il est possible de les effacer, et c'est pour cela qu'il est apprécié.

Pour le côté esthétique de la photo, l'argentique permet d'effectuer des réglages et d'obtenir des effets qui ne sont pas possible avec un appareil numérique, d'où la préférence de certains photographes pour l'argentique.