PCSI 1 - Stanislas - Systèmes optiques - Approche Documentaire

A. MARTIN

Influence des réglages d’un appareil photographique
Ce document présente les résultats concernant l’influence de différents réglages sur une image lors d’une prise de vue par un appareil photographique. On s’intéressera en particulier à l’influence sur la qualité de l’image de
— la durée d’exposition (durée τ d’ouverture de l’obturateur) ;
— l’ouverture du diaphragme (diamètre D) ;
— la distance focale (f ).
D’un point-de-vue qualitatif, l’image sera caractérisée par sa netteté, son exposition, et la fidélité de sa restitution des formes (existence ou non de distorsion). Les paramètres relatifs aux prises-de-vue présentées dans ce document sont regroupée dans le tableau en annexe.

I.

Modélisation

1.

Principe

Dans un appareil photo numérique, l’image est captée (puis enregistrée) par un capteur CCD (ou CMOS) constitué d’une matrice de photorécepteurs individuels (les pixels), fonctionnant sur la base de l’effet photoélectrique. Le capteur est caractérisé (entre autre) par la taille de ces photorécepteurs, ainsi que par leur nombre. En cela, un capteur CCD ne diffère pas d’un film sensible pour photographie argentique a , ou de la rétine d’un œil b . Dans les trois cas la surface réceptrice a une structure granulaire, dont la taille des grains va limiter le pouvoir de résolution angulaire du capteur, et se traduire par une limite à la netteté des images.
a. grains plus ou moins gros et plus ou moins sensibles de sels d’argent qui noircissent à la lumière.
b. surface couverte de cellules photoréceptrices en forme de cônes et de batonnets.

Figure 1 – Modélisation de l’appareil photographique numérique.

De même, un appareil photo est muni d’un diaphragme dont on peut modifier l’ampleur et la rapidité de l’ouverture pour contrôler la quantité de lumière reçue, mais aussi pour jouer sur la netteté de l’image. L’œil dispose de fonctionnalités analogues grâce à l’action combinée de la pupille