Bonjour les padawans de la physique. Aujourd'hui on voit comment fonctionne l'appareil photo. C'est un sujet maitrisé par beaucoup de monde mais je reste malgré tout en surface pour comprendre, en gros, comment ça marche N'hésitez pas à partager cette vidéo, c'est gratuit
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00:00 Mais qu'est-ce que tu es en train de faire ?
00:05 Bah c'est au boulot ! Ils m'ont dit qu'il fallait que je remplace mes objectifs !
00:08 Oh mais je suis con !
00:09 FUSION !
00:10 AAAAAH !
00:11 Bonjour les fans d'Awan de la physique, Obi-Yan pour vous servir.
00:16 Bienvenue sur la chaîne qui répond à vos questions.
00:18 Et pour ce faire, laissez-les en commentaire et je les répondrai lors d'une prochaine vidéo.
00:22 Aujourd'hui, on répond aux commentaires de Tant qu'à faire, et on voit comment marche l'appareil photo.
00:26 Bon, petit disclaimer avant de commencer vraiment la vidéo.
00:28 Sur cette chaîne, on voit plutôt des notions.
00:30 Donc vous ne serez jamais un photographe professionnel en voyant cette vidéo.
00:33 Bon, ceci étant dit, on va enfin pour la première fois voir sur cette chaîne un peu d'optique.
00:38 Et qui dit optique, dit lumière.
00:40 Alors clairement, pour parler de photo, on va devoir extrêmement simplifier la lumière.
00:44 C'est-à-dire qu'en physique, il y a plusieurs façons de voir la lumière.
00:46 Vous avez peut-être déjà entendu parler de la dualité onde-corpuscule.
00:48 Vous savez, c'est quand on dit que la lumière est à la fois une onde et à la fois une particule.
00:52 Et vous avez peut-être déjà entendu parler aussi de la façon géométrique de voir la lumière.
00:55 Vous savez, que ce sont des vecteurs, des lignes droites.
00:57 Et bien c'est exactement ça qu'on va voir aujourd'hui.
00:59 C'est plus facile en optique de voir des lignes droites plutôt que des ondes ou des corpuscules.
01:02 Mais bien sûr, si le sujet de la lumière vous intéresse, n'hésitez pas à me le dire en commentaire.
01:07 On fera une prochaine vidéo là-dessus.
01:08 Bon, et alors pourquoi quand on parle de photo, on parle de lumière ?
01:11 Et bien vous allez voir ça tout de suite.
01:13 Parce que sans lumière, on ne voit rien.
01:15 Donc comme je disais tout à l'heure, la lumière c'est une ligne droite.
01:18 Et forcément, qui dit ligne droite, ça va percuter des objets.
01:21 Tout ce qui nous entoure en fait.
01:22 Et donc, quand la lumière percute cet objet, elle se réfléchit pour revenir vers nos yeux.
01:26 Pas comme toi quoi !
01:27 Quoi ?
01:28 Bah, tu viens de dire que la lumière, elle réfléchit.
01:29 Pfff...
01:30 Bon, je disais donc que quand la lumière réfléchit, elle arrive dans notre oeil.
01:33 Et bien imaginez que l'appareil photo, ça marche comme notre oeil.
01:36 Ce qui est le cas en vrai.
01:37 Mais aujourd'hui, on ne va pas s'intéresser à l'oeil, on va s'intéresser à l'appareil photo.
01:40 Et bien c'est quoi le rôle d'un photographe ?
01:42 En fait, c'est juste de capturer la lumière.
01:43 Et pour ce faire, il a besoin que de deux choses.
01:45 A savoir, un objectif et un boîtier.
01:48 Le tout formant un appareil photo.
01:50 Et donc ce qu'on va voir tout de suite, c'est le premier truc, l'objectif.
01:53 Mais qu'est-ce qu'il y a dedans ?
01:54 Bah la première chose à laquelle on pense même quand on n'est pas photographe, c'est les lentilles.
01:58 Non merci, c'est pas les bonnes.
01:59 Et les lentilles, il y en a de plusieurs sortes.
02:01 Mais là, on va en voir que deux familles.
02:02 A savoir, les lentilles divergentes et les lentilles convergentes.
02:05 Alors qu'est-ce que veut dire convergente et divergente ?
02:07 Et bien c'est une histoire de comment vont être déviés les rayons de lumière.
02:10 Dans une lentille convergente, les rayons de lumière, après l'avoir traversée, vont donc converger.
02:16 Et des rayons qui convergent, ce sont des rayons qui vont se rapprocher les uns des autres.
02:20 A l'inverse, dans une lentille divergente, les rayons divergent.
02:23 C'est énorme !
02:24 Quoi ?
02:25 Bah oui, divergent.
02:26 C'est énorme ?
02:27 Donc je disais, les rayons divergent.
02:29 C'est-à-dire que là, ce coup-ci, ils vont s'écarter les uns des autres après le passage dans la lentille.
02:33 Et au-delà des deux familles, il y a aussi un paramètre qui va identifier quel type de lentille on a.
02:37 Ce paramètre, c'est la distance focale.
02:39 Et donc la distance focale, ça sert à quoi ?
02:41 Déjà, dans un premier temps, ça sert à définir quel type d'objectif on a.
02:44 En gros, c'est savoir si on a un objectif de type grand-angle ou téléobjectif.
02:48 Ce qu'il faut comprendre donc de ça, c'est que plus la focale est grande et plus l'angle est petit.
02:52 Bon, ok, on survole un peu les trucs là, très bien.
02:54 Mais comment fonctionne un objectif réellement ?
02:56 Bon, comme d'habitude, on va encore faire des approximations.
02:59 Déjà, notre objectif, on va considérer qu'il n'est constitué que d'une seule lentille.
03:02 Donc là, on a notre lentille qui est au milieu.
03:04 À sa gauche, on aura donc le capteur.
03:06 On en parlera tout à l'heure quand on verra le boîtier.
03:08 Mais en gros, c'est lui qui va prendre la photo.
03:10 Et à droite, on va avoir l'objet qu'on veut prendre en photo.
03:12 Dans notre objectif, la lentille qu'on va utiliser, ça sera une lentille convergente.
03:16 Si on aligne le centre de tous nos éléments, donc c'est-à-dire le capteur, la lentille et l'objet,
03:21 on va pouvoir tracer une ligne droite.
03:23 Cette ligne droite, c'est ce qu'on appelle l'axe optique.
03:25 Et après ça, il n'y a plus que deux règles à connaître.
03:28 Deux règles assez simples en somme.
03:29 La première, c'est que tout rayon de lumière passant par le centre de la lentille n'est pas dévié.
03:33 La deuxième règle à savoir, c'est que tous les rayons qui sont parallèles à l'axe optique
03:37 vont se rejoindre après avoir passé la lentille en ce qu'on appelle le point focal.
03:41 Et pour que notre objet ne soit pas flou sur la photo,
03:44 il faut que le point focal soit exactement placé sur le capteur.
03:49 C'est ce qu'on appelle faire la mise au point.
03:51 Et donc si vous faites un peu de photo, maintenant vous saurez que quand on fait tourner la bague,
03:55 on vient déplacer la lentille pour placer le point focal directement sur le capteur.
04:00 Bien sûr, comme je l'ai dit tout à l'heure, il y a une approximation qui a été faite.
04:03 On a vu l'objectif qu'avec une seule lentille.
04:05 Mais en vrai, il y en a plein à l'intérieur.
04:07 Et en plus des lentilles, on a ce qu'on appelle un diaphragme.
04:10 En fait, tout à l'heure j'ai fait un parallèle entre l'appareil photo et nos yeux.
04:13 J'aurais dû être plus précis et parler de l'objectif et nos yeux.
04:16 Et le diaphragme, c'est comme votre iris.
04:18 Vous savez, l'iris, ça s'ouvre et ça se ferme.
04:20 En gros, ça va laisser plus ou moins passer la lumière.
04:22 Et si vous faites un peu de photo, vous savez que ce qu'on est en train de régler là,
04:25 c'est ce qu'on appelle l'exposition.
04:27 Et il faut bien régler ce diaphragme, parce que la surexposition ou la sous-exposition,
04:30 ça peut rendre vos photos complètement ratées.
04:32 Donc en fait, si je vous retrouve dans mon diaphragme,
04:35 je vais laisser passer trop de lumière
04:37 et ça va rendre la teinte de la photo, vous savez, très pâle.
04:40 Et inversement, la sous-exposition, j'ai fermé trop mon diaphragme.
04:44 Donc là, il n'y a pas assez de lumière. L'image va être plutôt sombre.
04:47 Mais le diaphragme n'a pas que ce rôle-là.
04:49 Il va aussi servir à régler ce qu'on appelle la profondeur de champ.
04:52 Même si vous ne faites pas de photo, vous savez ce que c'est la profondeur de champ.
04:55 Vous savez, c'est quand on règle plus ou moins le flou qui est en arrière-plan.
04:58 Et pour comprendre ça, je vous explique comment ça marche.
05:00 On va donc vouloir prendre en photo deux objets qui sont plutôt éloignés.
05:03 Je prends mon appareil photo et je regarde l'objet au premier plan.
05:06 Je joue sur l'ouverture du diaphragme pour le rendre moins flou, pour qu'il soit net.
05:09 Donc là, avec le réglage qu'on vient de faire, le diaphragme est plutôt ouvert.
05:12 Mais si je veux que les deux objets soient clairs en même temps,
05:15 il va falloir que je ferme mon diaphragme. Pourquoi ça ?
05:18 Eh bien tout simplement parce qu'en fermant mon diaphragme,
05:20 je vais diminuer le nombre de rayons à arriver sur le capteur.
05:24 Et donc on se retrouve à avoir un point précis au lieu d'avoir une tâche derrière.
05:28 On rend notre objet net.
05:30 Mais t'es pas net, non ?
05:31 Mais si, je suis très net.
05:33 Donc voilà en gros les réglages principaux qu'on peut faire sur un objectif.
05:36 Il y en a plein d'autres, mais on ne verra pas ça ici.
05:38 Donc maintenant qu'on a vu l'objectif, j'ai dit tout à l'heure qu'il y avait une deuxième partie,
05:42 à savoir le boîtier.
05:43 Le boîtier, qu'est-ce que c'est ?
05:45 Tout simplement, c'est une sorte de chambre noire, avec au fond ce qu'on appelle un capteur.
05:49 Pourquoi une chambre noire ?
05:50 Puisque comme ça, on n'en verra que la lumière qui sortira de notre objectif
05:54 et qui viendra directement frapper notre capteur.
05:56 Juste pour que vous sachiez, il y a deux grands types de capteurs, les CCD et les CMOS.
06:00 Mais en vrai, les appareils communs qu'on utilise tous, c'est plutôt du CMOS à l'intérieur.
06:04 Le CMOS est composé de quoi ?
06:06 C'est composé de transistors.
06:07 Et une fois de plus, j'ai déjà expliqué comment fonctionnait un transistor dans cette vidéo.
06:11 Mais à l'époque, on avait vu que les transistors, ça servait soit à amplifier des signaux électriques,
06:15 soit à agir comme un interrupteur.
06:17 Donc qu'est-ce qu'ils viennent faire là ?
06:19 Eh bien là, c'est à ce moment-là où on va parler de ce qu'on appelle des photosites.
06:22 En gros, notre capteur est composé, en surface en tout cas, d'espèces de panneaux solaires.
06:28 Alors, c'est pas des panneaux solaires, mais c'est juste pour avoir une image dans l'esprit.
06:31 Et quand notre rayon de lumière vient taper un des photosites,
06:34 eh bien, il va arracher un électron qui est en surface des atomes qui composent ces photosites.
06:39 C'est ce qu'on appelle l'effet photoélectrique.
06:41 En gros, mon photon a une certaine énergie, il va la transmettre à l'électron qui est en surface de l'atome,
06:47 et l'électron va être dégagé.
06:48 Cet électron est récupéré, et grâce au transistor, on va créer une tension.
06:51 On vient donc de convertir une lumière en tension.
06:55 Et ça, c'est le rôle de notre capteur.
06:56 Et donc, si on doit faire une vue de l'esprit, plus il y a de lumière, plus il y a de tension.
07:00 Puisqu'il y a plus de photons qui vont venir frapper les atomes des photosites.
07:03 Et donc, chaque photosite va être plus ou moins clair en fonction de la lumière qui va le frapper.
07:08 Et si on les entreligne, on voit bien qu'on parle de clarté.
07:11 Donc, ça va être plus ou moins sombre, mais on ne parle pas de couleur.
07:14 Donc, à partir de ce moment-là, la photo va être en noir et blanc.
07:17 D'ailleurs, j'ai oublié de préciser, ce qu'on appelle les photosites, c'est aussi ce qu'on appelle un pixel.
07:21 Donc, c'est pour ça que des photosites, il y en a des millions sur notre capteur.
07:24 En fonction de la résolution qu'on aura sur notre appareil photo.
07:27 C'est d'ailleurs le capteur qui définit cette résolution.
07:30 Alors, comment on va faire pour rendre cette photo qui est en noir et blanc en couleur ?
07:34 Bon, vous avez certainement déjà entendu parler que pour faire tout le panel de couleurs possible,
07:39 il suffit juste de mélanger trois couleurs.
07:42 Le rouge, le vert, le bleu.
07:44 Et bien donc, il va falloir trouver une astuce pour que la photo ne soit pas en noir et blanc, mais en couleur.
07:50 Le processus le plus utilisé, c'est celui qu'on va voir aujourd'hui.
07:53 Mais si vous creusez un peu, vous allez voir qu'il y en a d'autres.
07:55 On appelle ça le filtre de Bayer et ça ressemble à ça.
07:58 La première chose qu'on voit, c'est qu'il y a beaucoup plus de vert que de bleu et de rouge.
08:01 C'est normal, c'est parce que notre oeil est plus sensible au vert qu'aux deux autres couleurs.
08:04 Mais ce n'est pas bien important.
08:05 L'important, c'est de comprendre que chaque pixel, donc chaque photosite, va avoir un filtre de couleur sur lui.
08:11 Et donc, chaque pixel, chaque photosite, va être soit vert, soit rouge, soit bleu.
08:16 C'est le moment où vous allez me dire "du coup, ma photo va être bizarre, un peu verte, un peu bleue, un peu rouge".
08:21 Mais non, en fait, je vous l'ai dit tout à l'heure, il y a des millions de pixels.
08:25 Donc si vous voulez, si on zoomait très fort et qu'on voyait tous les pixels, effectivement, on verrait un de chaque couleur.
08:30 Mais si on dézoome, les couleurs vont se mélanger et créer la photo en couleurs.
08:35 Voilà en gros comment fonctionne un appareil photo.
08:37 Si vous avez des questions, comme d'habitude, les commentaires sont là pour ça.
08:40 On peut discuter, bien sûr, on peut même approfondir les sujets.
08:42 Dans la barre de description, une fois de plus, je mets des choses pour aller un peu plus loin.
08:45 La semaine prochaine, je vais peut-être faire une vidéo un peu spéciale.
08:47 Je vous explique. Ceux qui me suivent sur Twitch savent que je me suis lancé un défi.
08:50 Commencer le speedrun. Le speedrun de Super Mario Odyssey, plus précisément.
08:54 J'ai commencé en gros il y a un mois et demi en disant "si un jour je le finis en moins d'1h30, je ferai un résumé sur ma chaîne
08:59 pour montrer à mes abonnés qu'ils ne me connaissent pas sur Twitch ce que je fais sur Twitch.
09:02 Si vous êtes chauds, la semaine prochaine, je pourrais peut-être le mettre ce résumé,
09:05 parce qu'il y a une semaine, j'ai réussi à passer sous la barre des 1h30".
09:07 Et si la vidéo vous a plu et que vous ne voulez en rater aucune autre, vous savez que vous pouvez vous abonner.
09:12 Mettre le petit like pour m'encourager. Et la cloche pour être averti quand il y a une nouvelle vidéo qui sort.
09:17 C'était Obi-Wan qui vous dit que la science soit avec vous.
09:20 Le diaphragme c'est comme ton trou du cul. Quand tu lâches une caisse, il va s'ouvrir.
09:34 Et la lumière c'est comme le prout. Ça laisse passer plus ou moins l'air.
09:37 Mais pourquoi j'ai des idées aussi cons, moi ? Merde !