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17/06/04

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RAPEL  de  BASE

règles

le trio diaphragme vitesse sensibilité

On peut comparer le diaphragme à un robinet qui laisse passer plus ou moins de lumière selon qu'il est plus ou moins ouvert

On peut comparer le film à un seau dont la sensibilité serait le volume de lumière nécessaire pour le remplir, la vitesse serait le temps pendant lequel on le laisse sous le robinet

diaphragme

Il conditionne le débit de lumière ; quantité de lumière par unité de temps et la profondeur de champ c'est a dire la distance entre le premier plan net et l'arrière plan net. Plus le diaphragme est ouvert plus la distance entre ces deux plans est réduite. Cela permet par exemple d'isoler son sujet du reste de l'image en faisant correspondre la profondeur de champ et l'épaisseur du sujet intéressant de telle sorte que seul ce sujet soit net.

vitesse

Elle conditionne le temps durant lequel la lumière insole le film. On ajuste cette vitesse pour que le film reçoive juste la quantité de lumière nécessaire à un bon rendu de l'image en fonction de l'ouverture du diaphragme. Cela permet aussi d'isoler son sujet du reste de l'image si le sujet est mobile en le poursuivant pendant la prise de vue avec une vitesse d'obturation suffisamment lente de telle sorte que seul ce sujet soit net. Ou bien au contraire toujours avec une vitesse d'obturation suffisamment lente de rendre son sujet flou dans le sens du mouvement (filé) alors que le reste de l'image est net ,cela peut rendre une impression de vitesse.

sensibilité

Elle aide à adapter la vitesse ou le diaphragme ou les deux à la quantité de lumière disponible en tenant compte des limitations techniques. Cela permet avec des grandes sensibilités de prendre des photos sans flash à main levée par faible lumière; photo sport indoor par exemple . Dans le cas des capteurs numériques la sensibilité est ajustable  cela représente un avantage certain car durant un même reportage chaque vue peut être enregistré a une sensibilité différente ce n'est pas le cas du film bien que on puisse pousser le développement d'un film entier pour adapter a posteriori sa sensibilité  . On ne peut pas par contre traiter chaque vues séparément . Pour le film argentique il existe aussi une sensibilité chromatique adaptée a la couleur de la lumière du jour ou a la couleur de la lumière tungstène ces lumière ont des spectre différends .On peut utiliser un film lumière du jour en lumière tungstène et réciproquement grâce a l'emploi de filtres compensateurs de couleur qui pallient dans une certaine mesure les dominantes colorées . pour les sources de lumière de type néon ou tubes fluorescents le spectre est discontinu et variable d'un tube a l'autre il faut donc faire des prises de vues d'essai pour déterminer une filtration apte a corriger les dominantes colorées . La aussi le capteur numérique présente un avantage certain : il dispose de la ( balance des blanc ajustable ou automatique ) la aussi durant un même reportage chaque vue peut être enregistré a une sensibilité spectrale différente par exemple reportage débutant dans des locaux industriels éclairé au tube fluorescent puis se poursuivant dehors en lumière du jour et se terminant dans des bureaux éclairé par des ampoules tungstène

Ces trois paramètres : vitesse, diaphragme, sensibilité sont interdépendants et combinables entre eux à volonté dans le but de mettre le sujet en valeur

règles d'exposition

Règle du soleil par un jour très ensoleille en été entre midi et quatorze heures: on ouvre le diaphragme à 16 et le temps de pause  est à peu prés égal à 1divisé par la sensibilité

exemple

100 iso equ  125 èm

125 iso   =   125 èm

200 iso equ  250 èm

400 iso equ  500 èm

 

flash

flash

Le flash permet de palier dans une certaine mesure au manque de lumière du jour.

Il existe différents types de flash les 2 principaux sont ceux à ampoule à combustion et les électroniques à tube éclair .on utilise principalement le type tube éclair le type à combustion est encore parfois utilisé en spéléologie ou la compacité du système et son autonomie électrique est primordial ,mais une fois l'éclair déclenché on doit changer d'ampoule.

Limitation pratique du flash

portée du flash

Du fait des limitations techniques du flash on a souvent des limites imposées de puissance de l'éclair. Pour compenser une faible puissance d'éclair on peut rapprocher le flash du sujet. La lumière du flash diminue comme le carré de la distance du flash à la cible ;donc si la distance double la puissance reçue est divisée par quatre. On voit donc qu'avec une faible distance relative entre l'objet et le flash le moindre déplacement de l'objet va  influencer énormément sur son 'illumination (voir fig 1)

stroboscope avec ou sans flash (exposition cumule éclipse chapelet ou bateaux)

La photo stroboscopique permet de donner une dimension supplémentaire à la photographie, elle permet d'une certaine façon d'enregistrer le mouvement sur une simple photographie. L'image stroboscopique permet aussi de décomposer des mouvements complexes ou de relativiser des mouvements entre eux. Ici fig 1 on peut voir la trajectoire d'une balle de ping-pong. En connaissant la fréquence de l'éclair et en mesurant la distance entre deux éclairs on peut déduire la vitesse moyenne entre ces deux éclairs.

fig 1)

[Image]

exposition cumule du fond

Faire la somme des expositions : durée de prise de vue * fréquence en hertz.

Exemple 60 hz durant 5 secondes 5 * 60 = 300 donc 300 expositions pour les parties fixes.

exposition du sujet

Durant une prise de vue stroboscopique les éclairs peuvent être si brefs 20µs que l'effet schwartzchild pour les courtes expositions peut apparaître et l'effet est d'autant plus perceptible que les expositions sont cumulées. Il viendra s'ajouter à l'effet d'intermittence, comme il n'y a plus de réciprocité entre les luminations le contraste va être augmenté en noir et blanc tandis que les trois couches d'émulsion des films couleurs ne vont pas réagir de la même façon introduisant de ce fait l'apparition d'une dominante colorée. Ce problème peut être pallié plus ou moins par l'adaptation d'un développement spécifique en noir et blanc, ou bien l'usage d'un papier à grade variable ou adapté ou bien une combinaison des deux. En couleur l'usage d'un filtre de correction peut dans une certaine mesure corriger la dominante. Par exemple pour le film ektachrome 100 plus et 16 éclairs de flash on utilisera un filtre compensateur de couleur 05 M pour corriger la dominante colorée on palliera la baisse globale de sensibilité du film en ouvrant le diaphragme de 2/3 supplémentaires. Certains films comme l'ektachrome E100VS ne nécessite pas de correction pour des temps compris entre 1/10 000 et 10 secondes.

Effet d'intermittence du flash sur le film

La somme totale des luminations ne produit pas le rendement photographique attendu, le rendement est augmenté si l'éclairement est fort, le rendement est diminué si l'éclairement est faible. On voit donc qu'au flash il tendra à y avoir un fort contraste entre le sujet et l'arrière plan. En général c'est un avantage pour la photo scientifique cette variation de rendement s'obtient pour une fréquence d'illumination proche de la fréquence critique du film en général compris entre 100 et 1000 hertz (périodes par seconde). En dehors de cette plage de fréquence il peut tout de même y avoir des dérives dues à l'effet schwartzchild.

limitation technique du flash puissance instantanée puissance moyenne

Les tubes éclair de flash ont deux limites : la puissance maximale instantanée et la puissance moyenne

la puissance maximale instantanée correspond à la puissance maximum d'un éclair possible sans que le tube n'explose ou ne subisse une dégradation la puissance moyenne elle correspond à la quantité d'énergie par unité de temps que le tube peut absorber sans surchauffer elle peut être légèrement augmentée ,de l'ordre de 50% par une ventilation forcée si on dépasse la puissance moyenne max. le tube éclair vas surchauffer et se détériorer. Si la fréquence est augmentée pour conserver cette puissance moyenne on devra diminuer la durée  (intensité) des éclairs pour conserver la même quantité d'énergie.

Limitation pratique du flash

portée du flash

Du fait des limitation techniques du flash on a souvent des limites imposé de puissance de l'éclair. Pour compenser une faible puissance d'éclair on peut rapprocher le flash du sujet. La lumière du flash diminue comme le carré de la distance du flash à la cible donc si la distance double la puissance reçue est divise par quatre. On voit donc qu'avec une faible distance relative entre l'objet et le flash le moindre déplacement de l'objet va influencer énormément sur son 'illumination (voir fig 1), il peut donc être intéressant de poursuivre l'objet à une distance constante avec le flash pendant la prise de vue. Si le fond doit être bien visible il peut être intéressant de l'illuminer aussi.

Il est parfois intéressant d'avoir la fréquence exacte d'un stroboscope. Pour l'obtenir il suffit d'inclure dans le champ un objet en mouvement dont le mouvement sera exactement connu qui sera illumine par le stroboscope on pourra mesurer sur la photo son déplacement et  connaissant sa vitesse on en déduira l'intervalle de temps entre deux photos

Durée d'éclair

Il est parfois intéressant de connaître la durée d'un simple éclair de flash pour cela il faut faire un repère sur un objet tournant à vitesse constante et connue : moteur électrique sur le réseau 50 hertz en France. on mesure le déplacement angulaire du repère sur la photo (flou) connaissant le nombre de tours par secondes du repère on en déduit la durée de l'exposition. Exemple 50 tours par seconde et 2 degré de déplacement angulaire:

On a donc 1 tour dure 1/50 de seconde et 360/2=180 durée de l'éclair = 50*180 = 9000 =1/9000em de seconde autre méthode: 1 tour =360deg 360*50=18000 degré par seconde 18000/2(degré )=9000 =1/9000em de seconde

On utilise des éclairs très brefs  pour figer des mouvements rapides : photo nette d'une balle de fusil à l'impact etc. .Il est à noter que l'on peut accélérer dans de bonnes proportions la vitesse d'éclair sur les flashs en baissant leur puissance au minimum ( la puissance est déterminée par la durée d'éclair ) ou en utilisant une torche automatique a la quelle on aura ajouté un petit miroir pour renvoyer son propre éclair dans son capteur d'asservissement elle éteindra ainsi immédiatement son éclaire des le début en mode automatique.

 

 

CONSTRUIRE SON PROPRE FLASH DE STUDIO

AVERTISSEMENT SECURITE DANGER MORTEL

LES COURANTS IMLIQUES SONT MORTELS AU MOINDRE CONTACT

300V ET 600V ces tensions et courants sont stockes dans les capacités de stockages (condensateurs) et peuvent être relâché en un vingt millionième de secondes .Par exemple deux cent ampères sous six cent volts cela fait cent vingt mille watt 200*600 = 120 000 w il y a de quoi volatiliser instantanément un petit tournevis.

Du fait que ces tensions sont stocke dans les condensateurs le système est dangereux même éteint débranche et partiellement démonté le disjoncteur du réseau électrique publique n'est d'aucune aide dans le cas pressent la seule solution pour travailler sur le montage et de le débrancher du secteur et de vider les condensateurs avec un outils approprié et de toute façon les considérer comme toujours potentiellement chargé et dangereux

(attention après une décharge rapide une auto recharge de l'ordre de 20 pour-cent a tout de même lieu  en quelques dizaines de secondes même en l'absence de toute source électrique 20 pour-cent de 700V donne 140V ( déjà dangereux !  ))

TOUT CES AVERTISSEMENTS SONT VALABLES POUR LES FLASHES FABRIQUE EN USINE AUSSI

  dans le texte qui suit il est décrit comment fabriquer un flash de studio : il faut absolument avoir de bonnes connaissance en montages électroniques et électrique pour s'engager dan le montage complexe décrit si le lecteur est débutant dans ces domaines il vaut mieux rester dans les montages suivants:

débutant absolu : un ou des flashes multiples déclenché par des boutons poussoir ou des relais individuels eux même éventuellement déclenché par un maître relais . usage en chambre noire et pose B . les asservissement au 1 ou 2em rideau de l'obturateur sont bien pratiques mais en cas de mauvais montage ou d'erreur de conception il peut y avoir destruction de l'électronique de l'appareil ; Il y a toute foi une exception : les vieux appareils tout mécanique tels les zénith et autres ne disposant pas d'électronique.
la tension au bornes des capacités restera a 320 v évitant ainsi un doubleur de tension la puissance instantanée du tube sera au max. 20 Ws . préférer une capacité stockage unique récupéré éventuellement dans un appareil défectueux ou un jetable

notions importantes en électronique : un ou des flashes multiples déclenché par des thyristors eux même éventuellement déclenché par un transistor. usage en chambre noire et pose B  ou bien avec. les asservissement au 1 ou 2em rideau de l'obturateur ou  bien le mode stroboscope commandé par un ne555 et un transistor on veillera a utiliser un optocoupleur pour isoler l'électronique des pics de tension  la tension au bornes des capacités restera a 320 v évitant ainsi un doubleur de tension la puissance instantanée du tube sera au max. 300 Ws préférer une  grosse capacité stockage unique récupérée éventuellement dans une torche d'on l'électronique est hors d'usage on utilisera aussi a part une capacité plus petite a faible résistance interne pouvant résister aux cycles de charges décharge très rapides du mode stroboscope on pourra recycler le tube xénon  de la torche mais évitez de l'utiliser en mode stroboscope car cela peut faire dériver son spectre pour le stroboscope utiliser des tubes fait pour ou qui ne serviront plus en photo standard surtout avec du film ektachrome .

pour fabriquer un flash il faut :

1   un tube éclair

2   un système d'amorçage

3   des ou une capacités de stockage

4   une alimentation de courant pour les alimentation sur le réseau un pont redresseur éventuellement doubleur

5   éventuellement un système de contrôle de charge des capacités

TETE DU FLASH

les composant présents sur le schéma (thyristor ou switch ; petite capacité  ; résistance) doivent être le plus près possible du tube éclair

1 le tube éclair il y a plusieurs sorte de tube éclair les principales caractéristiques sont :

11 la puissance maximale instantanée  qui se calcule comme suit :  

résultat en Watt-seconds = 1/2*C*V*V    => 1/2*capacité en farads*volts au carré

exemple : 1/2*200 µF*320 V au carré =

               1/2*0.0002*102400 10.24 W-s    

 exemple de puissance communes en photo :      

850 µf a 320 V       = 320*320 * 0 . 5*850    =   43 . 52 W-s

440 µf a 640 V       = 640*640 * 0 . 5*440    =   90 . 52 W-s

4100 µf a 640 V     = 640*640 * 0 . 5*4100  =  839 . 68 W-s

6300 µf a 640 V    =640*640 * 0 . 5*6300    = 1290 . 24 W-s

     

12 les puissance moyennes et instantanées s'utilisent comme suit :

On a par example un tube de puissance maximale instantanée de 10W et puissance moyenne de 2W

10 / 2 = 5 donc un éclair de  10W et une attente de 5S en utilisation a la puissance maxi instantanée
ou bien un éclair de  2W toute les secondes en utilisation a la puissance maxi moyene

13 le voltage

les dérives de voltage par rapport a l'optimum ont des influences  sur le rendu des couleurs : faible énergie et fort voltage (prise de vue balistique balles en vol)) le spectre va être bas en rouge moyen et lointain l'image aura une dominante bleue-verte

21 système d'amorçage : il est constitué d'une bobine haute tension  donnant 4kv ou plus si nécessaire , le voltage  nécessaire dépend des caractéristiques du tube un petit tube peut nécessiter moins de voltage d'amorçage . La bobine haute tension est alimentée par des impulsions provenant d'une petite capacité dont la décharge dans la bobine est contrôlée par un switch ou un thyristor l'impulsion amplifiée (plusieurs K volts) est dirigée au milieu du tube si possible elle permet de rendre conducteur le xénon.

22 le thyristor  ( facultatif , il permet de synchroniser l'obturateur avec les flashes ou d'utiliser le mode stroboscopique) est choisi avec une tension de travail beaucoup plus grande que la tension des capacités de stockage valeur d'exemple  le TIC 116D (8a 600V) pour une tension de 340V au capacités de stockage

23 la petite capacité est choisi avec une tension de travail beaucoup plus grande que la tension des capacités de stockage valeur d'exemple 0.022MF 500V  pour une tension de 340V au capacités de stockage

24 la résistance  est choisi non bobinée c'set trés IMPORTANT  valeur d'exemple 150 K 1/2 w

GENERATEUR

les composant présents sur le schéma (pont redresseur  ou doubleur ; switch ; capacité de stockage ; ampoule ; ) doivent être placé dans un boîtier parfaitement sécurisé au niveau des haute tensions (protégé des projections d'eau ; ininflammable et relié a la terre)

11 l'interrupteur principale il ne recevra que la tension du réseau mais sous très fort ampèrage (réglable avec l'ampoule ou un autre dispositif régulant l'intensité de charge ) il est conseillé aussi de le choisir isolé pour au moins la valeur de tension de charge des capacités de stockage c'est a dire la tension du reseau*1.4 =240*1.4=340V si on ne double pas la tension ,  ou 700V avec la tension doublée  rappel :LES COURANTS IMLIQUES SONT MORTELS AU MOINDRE CONTACT cette tension d'isolation est une protection en cas de défaillance en amont

12 l'interrupteur secondaire même caractéristiques que l'interrupteur principal il permet de garder l'électronique du montage sous tension ( les thiristors ou le module stroboscopique )  mais de ne plus alimenter les capacités de stockage permettant de les vider avec un tir de flash sans qu'elles ne se rechargent automatiquement après . ( attention une auto recharge de l'ordre de 20 pour-cent a tout de même lieu  en quelques dizaines de secondes même en l'absence de toute source électrique 20 pour-cent de 700V donne 140V ( déjà dangereux !  ))

13 l'ampoule servant de régulateur de charge sera choisie en fonction de la puissance du tube éclair si elle est bien adapté elle doit rester allumée 7secondes ou plus (éviter les temps trop long qui ne permettent pas une charge totale ) une charge suffisante pour un éclair est atteinte a l'extinction mais il faut attendre au moins le double de temps que le temps d'allumage pour un flash fiable et reproductible . Dans ce cas on a la puissance maximum . La tension de travail de l'ampoule sera celle du réseau . Si l'ampoule est trop puissante pour le flash elle laissera passer trop de courant et le flash ne pourra plus s'éteindre  il explosera en un temps de l'ordre de la seconde ou moins en projetant de nombreux éclats .

en cas de photo stroboscopique  mètre le relais de désengagement et une ampoule de durée de charge  inférieur a la période stroboscopique ne surtout pas utiliser de périodes ne laissant pas au relais de désengagement le temps de jouer son rôle !

dans tout les cas il est utile de masquer l'ampoule pour éviter que sa lumière  ne vienne  perturber l'éclairage surtout en mode stroboscope rapide ou elle n'a parfois pas le temps de s'éteindre complètement malgré que les capacités aient atteinte leur pleine charge ( inertie thermique du filament)  

14 le pont redresseur et ou doubleur sera choisi avec un voltage d'usage supérieur  a  la tension du reseau*1.4 *1.5=240*1.4=340V *1.5 =500Vsi on ne double pas la tension ,  ou 1000V avec la tension doublée il devra aussi être a grande intensité 20 ampères  cela permet 4000W+coef de sécurité en charge rapide (stroboscope avec le relais de désengagement )sinon 10 ampères = 2000w avec des grosse ampoules a1000W * 2 en général une ampoule de 75W suffit pour les petits flashes 500 a 1000W pour les tubes balcar 1200 J ou équivalant plus pour certain laser a impulsion . Si il y a plusieurs capacités indépendantes pour plusieurs tubes éclaires en indépendants chargé par le même pont redresseur on additionne les puissance d'ampoule  nécessaire pour chaque flash

15 les interrupteurs de puissance secondaire même caractéristiques que l'interrupteur principal ils permetent de charger un nombre limité de capacté de stockage permettant insi avec un tir de flash a puissance partielle sans decalage du spectre . ( attention il faut asolument positionner les interrupteurs avant de declencher la charge des capacités !) sinon les capacitées pleine vont se decharger instantanément dans la capacité vide risquant ce faisant de detruire l'interupteur et par consequant de blesser l'operateur . ici l'ampoule servant de regulateur de charge ne joue aucun role) il est interessant de securiser le montage en alimentant chaque capacité saufe la premiere a travers une résistance de puissance suffisante pour résister a une décharge en court circuit  et a un usage repétitif sans limite de durée en charge lente (non strobo mais ou le tir est declanche a la fin de charge )la premiere non protegee sera utilisée en solo en cas d'usage stroboscopique et sera tout de même protégée vis a vis des autres disposant de leur résistance individuele

si vous désirez joindre l'auteur :                                    azureum1@club-internet.fr

sites en anglais :

TRES bon site pour les constructeur amateurs de flash

a lire absolument information complémentaires très utiles       http://www.misty.com/people/don/donflash.html

photo a très haute vitesse                                                      http://www.kent.net/ve3rdn/ballistics/

           

SITE PROF

jobo-usa                                       http://www.jobo-usa.com/

kodak-usa                                    http://www.kodak.com/

kodak-usa                                    http://www.kodak.com/US/en/nav/takingPics.shtml

fujifilm-usa                                    http://www.fujifilm.com/

 

très intéressant site parlant de laser  impulsionnel de la classe femtoseconde et montrant une intéressante constatation sur le problème du claquage atmosphérique des laser puissant ( terra watt )  et aussi de la génération d'un précurseur  de foudre (canal ionisé)    http://pclasim47.univ-lyon1.fr/teramobile.html 

 

DEFINITIONS

film

constitution du film argentique et du capteur numérique

1 argentique

   11 négatif noir et blanc

Le film est constitué  de 5 couches principales :

1 une couche anti-abrasion qui protège l'émulsion de l'abrasion durant les manipulations

2 l'émulsion elle mème couchée sur le suport  avec parfois un sub stratum aidant son adérence sur le suport

3 le suport peut etre constitué de differents matériaux plaque cuivre (gravure circuits imprimées) papier (tirage des photos) acetate (film ) verre (plaque pour l'astronomie et encienne photos) etc

4 Au dos du suport se trouve la couche anti hallo si le suport est transparent  . Elle évite la réfléction sur la face arrière provoquant une perte de qualitée de l'image par une ré insolation décalée de l'émulsion par la face arrière

5 derrière  pour certains films souples  on a une couche anti curling . Son role est d'empécher le film de tuiler et donc de le garder bien plan

   12 négatif couleur

   13 inversible couleur

2 numérique

   21 ccd

   22 cmos

développement

spectre