Comprendre l'ouverture de l'appareil photo et pourquoi c'est important

Au cours des trois dernières années environ, chaque fois qu'un téléphone est annoncé et qu'il aborde le problème de son appareil photo, le mot "ouverture" est lancé. Avec le dévoilement du Galaxy S9 au coin de la rue, vous êtes sur le point de l’entendre à nouveau. Et si les rumeurs concernant un objectif d'appareil photo avec une ouverture que vous pouvez ajuster sont vraies, nous entendons au moins 200% de la dose recommandée de conversation d'ouverture. Mais qu'est-ce que ça veut dire? C'est quoi exactement?

Dans sa forme la plus simple, une ouverture est un trou par lequel la lumière se déplace. Quand on parle de photographie, le "trou" est l'ouverture devant un objectif (pas le diamètre de l'objectif), et le mot ouverture prend une signification plus grande et devient un paramètre que le photographe peut référencer. Il s’agit de l’un des trois piliers de base de la capture d’image, ainsi que de la sensibilité ISO et de la vitesse d’obturation, et bien que la science et les mathématiques impliquées rendent le réglage d’ouverture important pour une longue liste de raisons, les deux points les plus importants pour quiconque prend une photo et l'exposition. Prêt à creuser tout cela jusqu'à ce que cela ait du sens? Génial! Nous sommes aussi.

Triangle amoureux de la photographie

J'ai mentionné précédemment que l'ouverture est l'un des trois piliers de la photographie avec l'ISO et la vitesse d'obturation. Ensemble, les trois paramètres sont appelés triangle d'exposition et chacun d'eux peut avoir un effet considérable sur l'aspect d'une photo. Ils affectent davantage que l'exposition (la luminosité) d'une image. Ne vous laissez donc pas berner par le nom. Ensemble, ils constituent le facteur le plus important pour donner à une image un aspect superbe ou horrible.

Toute modification de l'ouverture, de l'obturateur ou de l'ISO affecte les trois réglages.

Les trois paramètres doivent être équilibrés, de sorte que vous ne pouvez vraiment pas en parler sans expliquer un peu ce que les autres peuvent faire. Une caméra doit pouvoir figer un moment précis, recréer les bonnes couleurs aux bons endroits et pouvoir définir les bons bords. L'ouverture, l'ISO et la vitesse d'obturation sont les trois paramètres qui permettent de le réaliser. Vous ne pouvez tout simplement pas ajuster un paramètre sans en régler au moins un autre si vous souhaitez prendre une superbe photo.

ISO

ISO est une mesure de la sensibilité du capteur de votre appareil photo à la lumière. Il y a bien longtemps, lorsque vous avez utilisé un film, vous avez acheté différents films classés ISO, car il n'y avait pas de capteurs et que l'ISO était une partie non réglable de l'exposition d'une image. Nous avons un peu mieux les choses maintenant. Avec un appareil photo numérique moderne, nous pouvons contrôler la sensibilité du capteur à la volée. Techniquement, nous contrôlons le niveau de gain post-capture appliqué au signal, car cela est plus facile, allonge considérablement la durée de vie du capteur et fournit des résultats identiques.

Une ISO inférieure signifie moins de bruit.

Idéalement, une ISO inférieure est préférable car cela signifie qu'il y a moins de bruit (pixels qui ne sont pas une reconstitution du paramètre de la vie réelle) dans le résultat final pour tout filtrage ultérieur par post-traitement. Lorsque le traitement doit supprimer le bruit, il le fait en fonction des pixels environnants qui ne sont pas bruyants et laisse deviner. Moins de devinettes signifie une meilleure photo. Mais il n’est pas pratique d’utiliser un réglage ISO extrêmement bas la plupart du temps car la vitesse d’obturation et / ou l’ouverture ne peut pas compenser.

L'augmentation du paramètre ISO augmente la sensibilité à la lumière, ce qui vous permet de prendre une photo en utilisant moins de lumière de toute source. Il y a trois choses à retenir sur le réglage ISO:

• Plus le numéro ISO est bas, moins le capteur est sensible à la lumière. Plus le numéro ISO est élevé, plus le capteur est sensible à la lumière.
• Le signal capte plus de bruit à mesure qu'il devient plus sensible. Cela signifie que les nombres ISO inférieurs ont moins de bruit et les numéros ISO supérieurs ont plus de bruit.
• Lorsque vous ne pouvez pas ouvrir l'ouverture plus large ou que vous ne pouvez pas ralentir l'obturateur, vous utilisez une sensibilité ISO supérieure pour "figer" le mouvement et prendre une photo non floue.

Vitesse d'obturation

La vitesse d'obturation est la mesure de la durée pendant laquelle l'obturateur reste ouvert lorsque vous prenez une photo ou capturez une image d'une vidéo. Lorsque l'obturateur est ouvert, la lumière entre, de sorte que des vitesses d'obturation plus rapides ne peuvent pas capter autant et l'exposition est réduite. Bien entendu, l'inverse est vrai et une vitesse plus lente entraîne une exposition plus élevée. Pensez à l'exposition lorsque vous l'utilisez de cette façon, en tant que luminosité ou obscurité de la photo une fois que tout est terminé, et vous aurez une idée de ce que cela signifie.

Plus bas est rapide quand on parle de vitesses d'obturation.

Pendant que l'obturateur est ouvert, le capteur collecte des données sur tout ce qu'il peut "voir". Si une partie de ce qui est cadré devant le capteur bouge, le résultat sera flou. Par conséquent, une vitesse d'obturation plus rapide est généralement préférable pour obtenir une photo nette et nette.

• Si vous diminuez la vitesse d'obturation (également appelé obturateur plus rapide), vous devez augmenter l'ISO ou ouvrir le diaphragme pour augmenter l'exposition. Mais votre photo sera plus nette avec un obturateur plus rapide.
• Si vous augmentez la vitesse d'obturation (un obturateur plus lent), vous devrez peut-être réduire l'ISO ou fermer l'ouverture pour diminuer l'exposition. Mais votre photo sera moins nette et peut-être même floue avec un obturateur plus lent.

Chaque appareil photo a un obturateur, même votre téléphone. Les caméras argentiques ont besoin d'un véritable rideau mécanique pour s'ouvrir et se fermer, mais de nombreuses caméras numériques à petit capteur (y compris votre téléphone) ne font que chronométrer la capture des données comme étant le déclencheur. C'est pourquoi vous pouvez activer ou désactiver le son du déclencheur sur de nombreux téléphones. rien ne bouge vraiment pour faire le bruit, il est simplement généré par le logiciel et synchronisé avec le déclencheur.

Ouverture

L'ouverture est la mesure de l'ouverture (ou de la fermeture) de l'iris d'un objectif d'appareil photo. Elle est mesurée en diaphragmes, qui expriment le rapport entre la distance focale (distance du point de mise au point de la lentille et l'avant du capteur) et le diamètre de l'iris (le trou situé à l'avant de l'objectif). Vous n'avez pas besoin de vous souvenir de cela ni de faire de calcul, mais vous devez savoir qu'un nombre f-stop inférieur correspond à une ouverture plus large qui permet à plus de lumière de traverser l'objectif et d'atteindre le capteur.

• Une ouverture plus étroite (nombre de f-stop plus élevé) nécessite un obturateur plus lent ou un réglage ISO plus élevé pour augmenter l'exposition.
• Une ouverture plus large (nombre f-stop inférieur) nécessite un obturateur plus rapide ou un réglage ISO inférieur pour diminuer l'exposition.

Comme vous pouvez le constater, l’ouverture n’est qu’une partie de ce qui fait une photo correctement exposée. Mais comme la vitesse d'obturation et l'ISO, l'ouverture a également un effet sur la netteté. Chaque partie du triangle d'exposition modifie également un autre élément de votre photo lors de l'ajustement. Changer ISO peut augmenter le bruit, changer de vitesse d'obturation peut augmenter le flou de mouvement et changer d'ouverture modifie ce qu'on appelle la profondeur de champ.

Tout n'est pas en mode portrait

Vous vous demandez peut-être pourquoi l'ouverture de votre appareil photo n'est pas simplement super-basse pour laisser entrer toute la lumière possible. Eh bien, en plus de surexposer les photos dans de nombreux cas, la profondeur de champ serait trop étroite.

La bonne profondeur de champ peut rendre une bonne image géniale.

La profondeur de champ est la distance entre l'élément le plus proche d'une photo mise au point et le plus éloigné d'une photo toujours mise au point. Un objectif de caméra ne peut mettre au point les choses qu’à un seul endroit. Tout ce qui se trouve en dehors de ce point exact n'est pas net et estompé vers l'extérieur à partir du point central de la forme de l'ouverture. Les parties qui semblent être au centre de nos yeux se trouvent dans la profondeur de champ.

Lorsque quelque chose est suffisamment éloigné, la différence entre l’ouverture af / 5 (à gauche) et l’ouverture af / 25 (à droite) est minime tant que l’équipement peut régler l’ISO et la vitesse d’obturation suffisamment pour compenser. Votre téléphone ne peut pas et le résultat serait bruyant. Très bruyant.

Ignorer l'ouverture, l'ISO, l'obturateur et l'exposition, le plus grand diamètre de profondeur de champ qu'un objectif soit capable de créer s'appelle son cercle de confusion. Le diamètre de la profondeur de champ augmente d'autant plus que l'objectif est éloigné du point sur lequel il se concentre jusqu'à atteindre le cercle de confusion. Cela signifie que prendre une photo de quelque chose dans la rue a une profondeur de champ plus grande que de prendre une photo de quelque chose à quelques centimètres de distance avec exactement les mêmes paramètres. À nos yeux, un objectif centré sur quelque chose d'assez éloigné semblera avoir une profondeur de champ sur toute la largeur où tout ce que nous pouvons voir est net, mais les capteurs de caméra peuvent traiter ce qu'il y a devant beaucoup mieux que nos yeux.

Ce que nous voyons par rapport à ce que nous obtenons

Ce qui compte le plus, c’est ce que nous pouvons voir, et non ce que l’objectif peut capturer.

La profondeur de champ détermine les zones de mise au point d'une photo. Normalement, nous voulons une image claire et nette, mais avec un point évident qui attire notre regard. Le photographe doit s’assurer que le sujet est cadré de manière à attirer l’œil, mais c’est la profondeur de champ qui rend cet endroit plus "net" que le reste de la photo. Idéalement, tout est en mise au point et nous ne pouvons pas voir où le point de mise au point diminue et nous percevons à la place une légère différence. La photographie est à la fois une illusion d'optique et une partie de l'art.

En bref, les personnes travaillant pour une entreprise qui fabrique des objectifs pour appareils photo ont beaucoup à prendre en compte et beaucoup de calculs très complexes à régler. Quand ils conçoivent une très petite lentille fixe dans un smartphone, tout devient encore plus compliqué. Et c’est très important, car nous voulons avant tout que nos photos aient fière allure, quels que soient les chiffres qui nous sont donnés.

Portraits impressionnants

La photographie de portrait est une exception à la règle générale. Lorsque vous avez un seul sujet (une personne, un animal de compagnie, un groupe d'amis ou autre chose) et que vous souhaitez vous démarquer sur un arrière-plan simple mais agréable, une photo de portrait peut sembler incroyable si elle est réalisée correctement.

Normalement, un portrait utilise une grande ouverture pour créer une faible profondeur de champ. Avec une exposition correcte et une couleur légèrement modifiée, cela crée un résultat dans lequel le sujet semble isolé de l'arrière-plan. C'est facile pour un appareil photo doté d'un objectif plus grand et plus rapide et de commandes manuelles complètes, mais pas si facile pour un smartphone.

Le Pixel 2 utilise une solution logicielle pure pour prendre des photos normales (à gauche) et des photos en mode Portrait (à droite) en même temps.

Différentes entreprises essaient de faire des portraits de différentes manières. Google et Huawei utilisent l'apprentissage automatique avec un matériel performant pour créer des portraits à l'aide de logiciels et de traitements. Samsung se concentre d'abord sur le matériel pour donner plusieurs angles et focales au processeur d'images. Apple fait les deux. Ce n’est pas non plus une nouveauté: nous avons vu plusieurs objectifs et profondeurs de champ réglables par logiciel de sociétés comme Nokia, ZTE, LG et autres au cours des cinq dernières années, mais la technologie a progressé et les résultats sont bien meilleurs.

Remarquez que j'ai dit "mieux" et pas parfait. Bien qu'il soit possible d'obtenir une superbe photo de portrait à partir de l'un des téléphones phares les plus performants, la plupart des photos sont au mieux moyennes. Ils semblent tous manquer la subtilité aux bords de la profondeur de champ et appliquer un flou uniforme à l'arrière-plan, ce qui rend les choses un peu artificielles. Créer un effet de profondeur de champ qui a fière allure à chaque fois est difficile, mais nous y arrivons.

Une ouverture réglable sur un smartphone?

Si les rumeurs sont vraies, nous verrons une caméra dont l'ouverture est réglable sur le Galaxy S9. Les détails sont clairsemés, nous ne savons donc pas si cela signifie un moyen mécanique d'ouvrir ou de fermer l'iris du cache-objectif ou un logiciel permettant de contrôler l'effet de profondeur de champ.

Je parie que cela signifie un moyen d'ajuster le point focal comme nous l'avons vu de nombreuses entreprises et un ajustement de l'effet de profondeur de champ réel par rapport au flou de certaines parties de la photo après le traitement. Les vétérans des smartphones se rappelleront que la fonction Refocus de Nokia a fait quelque chose de très similaire à ce que je décris. Le matériel moderne devrait pouvoir acquérir toutes les données nécessaires beaucoup plus rapidement qu'en 2013 et prendre des photos ne sera pas aussi long et fastidieux.

Peu importe la manière dont Samsung fournit une ouverture réglable, il est facile de comprendre pourquoi. Tout cela remonte à la profondeur de champ.

Le matériel de 2017 devrait permettre de mieux ajuster une profondeur de champ identique à celle de 2013. Et le matériel de 2013 n'était pas mal du tout.

La plupart des petites lentilles conçues pour les types de capteurs d'image utilisés par notre téléphone sont de forme et rectifiées de manière à être les plus nettes avec une profondeur de champ située entre ƒ / 5, 6 et ƒ / 8. Ceci est très étroit et ne laisse pas beaucoup de lumière, mais il réduit l’aberration chromatique en rendant les couleurs reproduites par votre appareil photo aussi proches que possible de celles de l’original. L'utilisation d'un système d'ouverture fixe réglé sur f / 5.6 ne produira pas de photos bien exposées sans une sensibilité ISO élevée (rappelez-vous, cela signifie beaucoup de bruit) et / ou un obturateur lent (ce qui signifie des photos floues). l'ouverture est élargie et un peu de netteté est échangé pour un système beaucoup plus flexible.

Alors que les appareils photo de nos téléphones se rapprochent de ƒ / 0, 5 (maximum théorique selon l'optique photographique appliquée de Sidney F. Ray), de plus en plus de netteté sur les photographies normales est sacrifiée. Il est difficile de ralentir suffisamment le déclencheur pour permettre une exposition correcte et produire des photos correctement focalisées et nettes. Par conséquent, la sensibilité ISO est augmentée et le rapport signal sur bruit de plus en plus élevé. Et cela ne résout en rien la faible profondeur de champ lors de la prise de photos normales ou grand-angle.

Nous avons constaté que la taille des pixels augmentait pour compenser et que les circuits de l'appareil photo étaient conçus pour traiter le bruit beaucoup mieux qu'auparavant, mais si vous êtes une entreprise qui souhaite se concentrer sur l'utilisation de matériel pour de meilleures photos et non de logiciels, la suivante L'étape logique consiste à perfectionner un moyen d'utiliser plusieurs ouvertures. Je ne sais pas exactement à quoi s'attendre de Samsung avec l'appareil photo du Galaxy S9, mais Samsung doit franchir une nouvelle étape et est plus que capable de le faire.

Prendre de meilleures photos

Vous connaissez maintenant un peu l’ouverture et comment ti affecte les photos que vous prenez. Alors sortez et prenez-en!

Et rappelez-vous la prochaine fois que quelqu'un sur une scène vous dira que ce nouveau téléphone génial a une ouverture f / quelque chose d' extraordinaire, un appareil photo génial ne se limite pas à cela. Beaucoup plus.

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