APN_exposition

L'exposition

C'est la quantité de lumière reçue par le capteur.
La quantité de lumière nécessaire dépend de la sensibilité choisie, et est déterminée par la mesure de la lumière réfléchie TTL (Through The Lens : à travers l’objectif).

Tous les appareils numériques actuels intègrent un posemètre permettant cette mesure TTL.
Ce type de posemètre, du fait de son positionnement, mesure la lumière exacte passant à travers l’objectif, d’où une plus grande précision que s’il était placé à l’extérieur. De plus, afin d’affiner sa mesure et pour répondre à de multiples situations, il est souvent associé aux trois procédures de mesure suivantes : pondérée centrale, matricielle (multi-zones), spot.

La sensibilité	Elle exprime la sensibilité à la quantité de lumière présente. Tout comme les films argentiques les capteurs photosensibles sont calibrés pour une sensibilité ISO, définie par la norme ISO 5800/1987 qui a remplacé l’ancienne norme ASA. La valeur ISO est représentée par les nombres suivants : ISO 100 \| 200 \| 400 \| 800 \| 1600 \| 3200 \| 6400... Chaque nombre représente deux fois la sensibilité du précédent. Tout capteur possède une sensibilité de base, dite « native », qui est 100 ou 200 ISO. Plus la valeur ISO de base est élevée, plus le capteur d'image est sensible et plus on pourra utiliser une ouverture de diaphragme petite ou une durée d’exposition courte. L'augmentation de la sensibilité ne modifie absolument pas la capacité du capteur lui-même, mais permet à l’électronique embarquée d’accepter des signaux plus faibles issus du capteur en les amplifiant. Ainsi le passage de 200 à 400 ISO permettra pour une luminosité deux fois moins forte de garder le même couple diaphragme/vitesse ou pour une même luminosité, soit de fermer le diaphragme d’un cran (passage de f/5,6 à f/8) pour augmenter la profondeur de champ, soit de diviser par deux la durée d’exposition (on dit doubler la "vitesse": passage de 1/60 s à 1/125 s), pour saisir un mouvement. Cette augmentation de la sensibilité apparente du capteur, du fait de l’amplification électronique qu’elle impose aux signaux électriques, va générer du bruit dans l’image sous forme de pixels erratiques, bleus, verts ou rouges, plus ou moins groupés, surtout dans les parties sombres. Ceci de façon d’autant plus importante que la valeur ISO choisie est grande. Le bruit généré dépend, à nombres de pixels identiques, de la taille des photosites.
La mesure pondérée centrale	La mesure est faite sur l’ensemble du champ cadré, mais avec prépondérance du centre dans une proportion et une étendue données, dépendant de chaque fabricant, et modifiable sur certains boîtiers. Sur le terrain elle se montre assez efficace dans la plupart des situations de prise de vues : sujets pas trop contrastés. En revanche avec certains éclairages difficiles comme le contre-jour, ou trompeurs comme les paysages de neige ou une scène sombre, il est prudent de débrayer l’automatisme, ou d’utiliser le correcteur d’exposition, le bracketing, ou d’utiliser la mesure matricielle.
La mesure matricielle	Ce type de mesure très élaborée met en jeu à chaque sollicitation une multitude de mesures simultanées sur la presque totalité du champ visé. L’image est découpée en de nombreuses zones et chaque zone est donc mesurée de façon indépendante. Ce type de mesure nécessite un calculateur assez puissant pour traiter les multiples mesures obtenues et les comparer à une multitude de cas de figures possibles contenus dans une gigantesque base de données. Sur les Nikon D2x, D200 et D700 par exemple (et plus tôt encore sur le F5), le posemètre qualifié de "3D couleur" est constitué d'un capteur RGB de 1005 pixels (ou zones de mesures) mesurant environ 1 cm² dont la tâche consiste à évaluer la couleur et l'intensité lumineuse du sujet. Chaque image est évaluée en tenant compte de 7 paramètres comprenant la brillance, la couleur, le contraste, la zone de mise au point et la distance du sujet. Cette évaluation se réfère à une base de données intégrée qui reprend les paramètres de plus de 30000 images réelles ! Ainsi, si un crépuscule et un ciel couvert par exemple présentent la même luminosité, le capteur se basera sur la couleur et éventuellement la distance pour optimiser le temps d'exposition pour chaque situation. Ce type de mesure convient à plus de 90% des cas. On peut donc lui faire confiance. Pourtant dans certains cas extrêmes (sujets très contrastés, clairs sur fond noir, ou à fort contre-jour), il est difficile d’obtenir la densité souhaitée pour une zone donnée du sujet. Seule une mesure de la lumière sur une zone restreinte du sujet est efficace dans ce cas.
La mesure spot	Contrairement aux deux autres mesures, la mesure spot n’analyse qu’une zone très réduite de l’image : de 1 à 3 % de sa surface totale. Cette zone limitée est repérée dans les viseurs par un motif gravé (petit cercle ou carré). Cette mesure est plus délicate, car il faut déterminer la zone du sujet à mesurer et savoir interpréter le résultat. Cette mesure est intéressante à utiliser pour les sujets à forts contrastes d’éclairage. Elle permet de déterminer les écarts de luminosité entre les différentes zones du sujet et de choisir la zone que l’on veut privilégier.

Les modes d'exposition

Il convient donc de régler, outre la sensibilité, l'ouverture et la vitesse.
Cela se fait en choisissant l'un des modes suivants :

Auto	Entièrement automatique
P	Program. Le système chisit un couple ouverture/vitesse adapté à la focale.
A	Aperture. Mode "Priorité à l'ouverture" : on choisit l'ouverture (cf. diaphragme) ; le système règle la vitesse.
S	Speed. Mode "Priorité à la vitesse" : on choisit la vitesse (cf. obturateur) ; le système règle l'ouverture.
M	Manual. On règle tout soi-même.

L'indice de lumination (IL ou EV) et le couple diaphragme/vitesse

En photographie, l'indice de lumination mesure la quantité de lumière devant parvenir au capteur pour aboutir à une exposition correcte. Il se traduit par un triplet (sensibilité, ouverture de diaphragme, vitesse d'obturation). L'indice de lumination zéro (IL = 0) correspond à 100 ISO, f/1 et 1 seconde. Un changement de valeur dans ce triplet correspond à un changement de lumination, et inversement.

A chaque fois qu'on divise la sensibilité par deux, cela correspond à l'augmentation d'un indice de lumination (+ 1IL) et inversement.

A chaque fois qu'on ferme le diaphragme d'une valeur, cela correspond à l'augmentation d'un indice de lumination (+ 1IL) et inversement.

A chaque fois qu'on divise la durée d'exposition par deux, cela correspond à l'augmentation d'un indice de lumination (+ 1IL) et inversement.

A un indice de lumination donné on peut faire correspondre plusieurs couples « vitesse/diaphragme » pour une sensibilité donnée.

En mode Programme, il est possible de changer le couple vitesse/diaphragme afin de donner une plus grande importance soit à la vitesse, soit à l'ouverture, sans pour autant changer l'exposition.
Dans la table suivante, tous les couples procurent la même exposition :

1/60	1/125	1/250	1/500	1/1000	1/2000
F/11	F/8	F/5,6	F/4	F/2.8	F/2

La correction d'exposition

La plupart des appareils permettent de corriger l'exposition sur une échelle de -2 IL à +2 IL, par tiers.

En cas d'incertitude, on peut recourir au "bracketing". Ce mode utilisé dans des conditions difficiles de prises de vues (par exemple en présence de trop peu de lumière ambiante ou trop de réverbération) permet d'entourer les valeurs nominales d'exposition par des valeurs légèrement décalées d'ouverture ou de vitesse, variant par tiers entre +2 (surexposition) et -2 (sous-exposition) IL.

Remarque

Lorsqu'un faisceau de lumière recontre un orifice de petite taille, une petite partie de ce faisceau est diffusée dans toutes les directions par les bords de l'orifice. Ces ondes diffusées interférent ensuite entre elles. Ce phénomène est appelé diffraction. C'est la raison pour laquelle il vaut mieux éviter de fermer le diaphragme au maximum.