François Provendier
Prise de vue : La théorie
La notion de couleur. Nous venons de traiter la lumière pour sa capacité à éclairer un sujet et la façon de composer avec l’intensité de son éclairement dans le but d’obtenir, en usant des réglages adéquats de l’appareil de prise de vues, des images correctement exposées. Ceci indépendamment de la couleur des sujets photographiés. Nous nous intéressons maintenant à la lumière en tant que source de couleurs Qu'est-ce que la lumière ? La lumière est une forme d'énergie complexe présentant 2 aspects complémentaires :
La lumière émise par le soleil se déplace dans le vide à une vitesse d'environ 300000 km/s, sous forme de photons accompagnés d’ondes électromagnétiques (Annexe 5). La lumière naturelle du soleil est composée d’une multitude d’ondes électromagnétiques, chacune caractérisée par une longueur d’onde λ (exprimée en mètres) différente. Elle est de ce fait dite polychromatique. On dira par contraction qu’elle contient plusieurs « longueurs d’ondes ». L'ensemble des longueurs d'ondes composant un rayonnement polychromatique et leurs intensités respectives est appelé composition spectrale ou plus simplement spectre. Ce spectre est dit continu s’il ne manque aucune longueur d’onde entre la plus petite et la plus grande. La lumière visible n’est qu’une infime partie du rayonnement solaire. L'œil humain n’est capable de voir que des rayonnements dont la longueur d'onde λ est comprise entre 380 et 780 nanomètres (nm) [380.10-9 m et 780 10-9 m]. L'ensemble des longueurs d'ondes visibles par l'œil humain est appelé « spectre visible », chaque longueur d'onde correspondant à une couleur. Ce spectre s’étage du violet (λ=380 nm) au rouge (λ=780 nm) 
Fig.I-2 Immédiatement en dessous de 380 nm se trouvent les rayonnements ultraviolets, tandis qu’immédiatement au-dessus de 780 nm se trouvent les rayons infrarouges. Toutefois l’œil humain n’est pas capable de discerner les différentes composantes de la lumière visible et ne perçoit que la résultante des différentes longueurs d’ondes et de leur intensité lumineuse respective qui composent son spectre. La lumière émise à midi par le soleil dans un ciel dégagé est dit « blanche ». Il est toutefois possible de faire apparaître les couleurs du spectre visible par décomposition à l’aide d’un prisme en cristal. C’est ce qui se passe également dans un arc en ciel où ce sont les gouttes d’eau de pluie qui opèrent cette décomposition. Parmi le spectre de la lumière visible trois rayonnements lumineux sont à la base de la théorie des couleurs. Ils correspondent aux trois couleurs dites primaires, le rouge, le vert et le bleu. Les cônes, ces cellules de la rétine de nos yeux, sensibles aux couleurs, nous permettent d’appréhender les couleurs. Ils sont de trois types, respectivement sensibles aux rayonnements lumineux rouge, vert et bleu. Le cerveau reconstitue chacune des couleurs du spectre lumineux visible en analysant le niveau de chacun des trois rayonnements primaires captés par chaque type de cônes. Il en fait donc la synthèse. Il existe deux types de synthèses : la synthèse additive et la synthèse soustractive. La synthèse additive. Elle fonctionne par addition en proportion variable de trois couleurs primaires rouge, vert et bleu. Elle s’obtient par le mélange de trois sources lumineuses de couleurs respectives rouge, vert et bleu. Additionnée en proportions égales ces trois couleurs primaires donnent du blanc. Mélangées deux à deux, toujours en proportions égales, on obtient :
Les trois nouvelles couleurs obtenues par synthèse additive des couleurs primaires deux à deux sont appelées couleurs complémentaires. Chacune d’elle est la couleur complémentaire de la couleur primaire qui n’entre pas dans sa composition. La synthèse additive concerne tous les mélanges de couleurs d’origine lumineuse tels que les spots, projecteurs trichromes, écrans cathodiques ou LCD, scanners, appareils photo numériques, 
La synthèse soustractive. En synthèse soustractive, les couleurs utilisées sont les trois complémentaires obtenues en synthèse additive : le cyan, le jaune et le magenta Elle repose sur le principe de l’absorption de couleur par des filtres colorés interposés entre une source lumineuse et l’observateur ou le mélange de pigments colorés en peinture (et notamment en aquarelle). Ainsi en soustrayant :
On retrouve ce principe en impression trichromique, ainsi qu’en impression papier pour la photographie couleur. En imprimerie, on ajoute le noir aux trois couleurs complémentaires afin d’améliorer le contraste des images et du texte. La pureté du noir n’est facile à obtenir avec le seul mélange des trois couleurs complémentaires. 
La couleur apparente des objets. Les objets ne nous apparaissent que parce qu’ils sont éclairés par une source lumineuse et qu’ils renvoient une partie du rayonnement lumineux reçu (incident). La couleur avec laquelle ils apparaissent n’est pas due à leur rayonnement propre. Elle est due au fait qu’ils ne réfléchissent que les longueurs d’ondes caractéristiques de cette couleur et qu’ils absorbent toutes les autres longueurs d’ondes contenues dans le spectre de la lumière incidente. On se doute que, étant données les différentes répartitions spectrales des exemples ci-dessus, la forme du spectre de la lumière incidente va influer sur la couleur apparente de l’objet. On dit que la source de lumière apporte une dominante colorée qu’il faudra corriger, pour que l’image de cet objet apparaisse telle qu’on la voit au soleil en pleine journée sous un ciel bleu. Chaque source lumineuse est caractérisée par son spectre. En voici quelques exemples : 
Fig.I-3 D’après « Chasseur d’images » n° 297 octobre 2007 page 72 Pour cela il a fallu trouver une grandeur physique capable de caractériser le spectre des différentes sources de lumière. Cette grandeur physique est la température de couleur. La température de couleur. La composition spectrale (ou spectre) d'une source de lumière à spectre continu, comme l'est celle du soleil, peut être définie avec précision par sa température de couleur (ou "Tc") exprimée en degrés Kelvin (K), c'est-à-dire à partir du zéro absolu (-273°C). Par exemple, 1000 K correspondent à : 1000 - 273 = 727°C (degrés Celsius). La température de couleur fait appel à la notion de corps noir.
La particularité des lampes fluorescentes est qu’elles présentent dans leur spectre de fortes raies étroites et intenses dans les verts, au dessus d’un magma plus ou moins équilibrée de radiations de moindre amplitude. D'où des rendus spectaculairement affectés par une dominante verdâtre, invisible à l'oeil mais caricaturale avec le film ou le capteur. Bien que définies par une température de couleur ces sources sont très difficiles à corriger quand elles sont mélangées à d’autres types de sources.  Fig.I-4 D’après « Chasseur d’images » n° 297 octobre 2007 page 72 Spectre du rayonnement d’une lampe fluorescent Afin de supprimer les dominantes apportées par les sources de lumière dont la température de couleur diffère de celle de la lumière blanche du soleil à midi dans un ciel dégagé, il est fait appel à un réglage spécifique des appareils numériques : la balance des blancs (ou White Balance en anglais WB) La balance des blancs. En fonction des sources lumineuses dont vous disposez pour éclairer votre sujet, il vous faudra régler de façon adéquate la balance des blancs de votre appareil numérique, afin d’obtenir des images JPEG sans dominante. Les réglages de la balance des blancs disponibles sur les appareils numériques actuels sont les suivants :
La mesure personnalisée : Dans le cas où des sources de lumières mixtes vous empêchent de trouver le réglage qui vous permettra d’avoir un bon rendu, et si votre appareil le permet, faites une balance des blancs manuelle en procédant comme suit :
N'oubliez pas de changer de mode si les conditions changent, ou de refaire le réglage du blanc. Remarque : si cela est possible, il vaut toujours mieux passez un peu de temps à régler la balance des blancs avant la prise de vue, car une correction à posteriori sur le fichier JPEG à l’aide d’un logiciel de traitement d’images, même perfectionné, ne permettra pas de retrouver un parfait équilibre chromatique. Pour ceux dont l’appareil le prévoit, enregistrer les fichiers RAW. Ils permettront, à l’aide des logiciels spécifique de la marque de votre appareil ou de certains logiciels généraux, de retoucher la balance des blancs sans dégradation, avant de les transformer en fichiers JPEG (Voir l’annexe 2). Cas particulier des flashes électroniques. Il existe une source de lumière transportable partout et qui permet de prendre des photos quand les sources de lumière naturelle ou artificielle manquent, c’est le flash électronique.
Le principe général du flash électronique est basé sur l’utilisation d’un tube à décharge rempli d’un gaz rare (le xénon) qui va s’ioniser sous l’action d’une très haute tension, provoquant un éclair lumineux très intense, de l’ordre d’une dizaine de millions de lumens, d’une durée très brève, typiquement de l’ordre de 1/300 à 1/500 seconde. Le schéma de principe d’un tel flash est donné en annexe 6. Un flash est caractérisé par l’énergie lumineuse qu’il est capable de fournir par éclair. Cette énergie exprimée en joules est égale au produit de la puissance lumineuse exprimée en watts multipliée par la durée de l’éclair exprimée en secondes. Mais pour des raisons de commodité, les constructeurs ont remplacé ces notions d’énergie et de puissance par une valeur plus commode à exploiter, mais qui caractérise bien la puissance d’un flash : le nombre guide, ou NG. Pour les flashes sans calculateur et avec des appareils sans automatismes, cette grandeur, du fait que l’éclair est de durée fixe, va permettre d’agir sur le seul paramètre permettant de doser la quantité de la lumière du flash réfléchie par le sujet que devra recevoir le capteur : le diaphragme. Le nombre guide est une valeur fournie par le fabricant du flash pour une sensibilité donnée (100 ISO), un objectif standard, un coefficient de réflexion du sujet correspondant au gris à 18% et pour un usage domestique (dans une pièce avec des murs qui réfléchissent aussi la lumière). Des informations plus précises sur le nombre guide sont données en annexe 6 Tel quel le nombre guide donnait lieu à de nombreuses corrections si on voulait peaufiner l’éclairage du flash. Heureusement les flashes se sont beaucoup perfectionnés depuis leur origine, en parallèle au perfectionnement des appareils de prise de vues. Ils offrent maintenant des modes de fonctionnement très utiles tels que :
Si bien que pour les compacts, la sensibilité équivalente en ISO ainsi que les ouvertures étant connues, les constructeurs ne donnent même plus le nombre guide mais directement les distances limites, ou portée du flash. Sur les appareils reflex à obturateurs à rideaux on trouvera en plus :
Ainsi la position « puissance » moitié, le thyristor interrompt l'éclair à la moitié de la charge du condensateur en réduisant de moitié la durée de l’éclair. Deux conséquences très favorables de ces modes de fonctionnement (puissances partielles du flash et mesure TTL) :
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Lumière du jour : soleil avec une position de 40/45° au dessus de l'horizon et un ciel dégagé.
Nuageux : ciel nuageux à gris.
Ombre
Flash électronique.
Tungstène : les ampoules à filament incandescent.
Fluo : souvent séparé en deux modes, halogène ou néon.