岡本明才Meisai Okamoto
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STÉNOPÉ / CAMERA OBSCURA

Qu’est-ce qu’un sténopé ?

Un sténopé forme une image avec la lumière qui traverse une petite ouverture, sans objectif.

INTERACTIF / STÉNOPÉ

Comment la longueur de la boîte et le diamètre du trou modifient-ils l’image ?

Schéma des rayons du sténopéLa lumière se propage en ligne droitePoint haut : rouge, trait pleinPoint bas : bleu, trait discontinu
Schéma des rayons du sténopéSchéma avec une seule personne à gauche de l’axe : la lumière rouge de son point haut et la bleue de son point bas suivent des droites distinctes par le haut, le centre et le bas du trou, s’inversent et forment deux plages d’arrivée sur l’écranPersonneVisualisation de l’image projetéeImage renversée de la personne seule, montrant trois copies représentatives passant par le haut, le centre et le bas du trou ainsi que le recouvrement géométrique continu des points image ; l’échelle suit la longueur de la boîte et la diffraction des trous extrêmes est ajoutée séparémentVisualisation de l’image projetéeImage renverséeLa lumière réfléchie divergeDroites par le haut, le centre et le basUn point forme une plage d’arrivéeBarres = largeur d’un pointSténopéSurface de projectionLongueur de la boîte

Trois trajets représentatifs Avec un grand trou, le recouvrement des points voisins est accentué jusqu’à rendre la forme de la personne indiscernable. Les valeurs numériques conservent le calcul physique.

Voici un modèle de sténopé sans lentille. Même la lumière issue d’un seul point de la personne suit des droites différentes par le haut, le centre et le bas du trou, puis atteint des positions voisines sur l’écran. Un petit trou donne une empreinte étroite ; un grand trou superpose davantage les points voisins et rend l’image floue.

Hauteur de l’image projetée
68,0 mm
Grandissement
0,040×
Nombre f effectif
f/356
Empreinte d’un point (géométrique)
0,47 mm
Flou de diffraction
0,48 mm
Estimation du flou combiné
0,67 mm

Pourquoi un trou plus grand rend-il l’image floue ?

01Chaque point qui compose la personne atteint l’écran sous forme d’une petite plage. Avec un petit trou, ces plages sont étroites et les points voisins se mélangent moins : le contour paraît plus net.

02Un trou plus grand n’épaissit pas un rayon. Plusieurs droites issues du même point traversent différentes parties du trou, couvrent une plage plus large et se superposent aux points voisins, ce qui adoucit le contour.

03Après l’ouverture, les rayons ne convergent pas : chacun continue sur la même ligne droite. Plus la surface de projection s’éloigne du trou, plus les rayons du haut et du bas y arrivent écartés, et plus l’image grandit.

04À l’inverse, un trou extrêmement petit augmente le flou de diffraction. La plus petite ouverture n’est pas toujours la plus nette.

Env.. La distance à la personne est comprimée dans ce schéma. Les trois rayons rouges et les trois bleus représentent les trajets continus dans un trou circulaire ; les barres de l’écran et les trois copies de la personne agrandissent l’empreinte pour la rendre lisible. En réalité, l’image d’un point s’étale en une plage circulaire. Le flou projeté des grands trous est accentué de manière non linéaire pour montrer le recouvrement continu, tandis que les valeurs numériques conservent le calcul physique. Le grandissement est le rapport entre longueur de boîte et distance du sujet ; le flou géométrique suit l’ouverture finie et la diffraction est estimée à 550 nm. Luminosité, pose, réflectance et réponse du support ne sont pas simulées.Base du modèle : triangles semblables et estimation de la diffraction d’une ouverture circulaire

Le sténopé expliqué en 3D

2:05 · Sans audio

Une vue en 3D suit la lumière réfléchie par les points d’un arbre jusqu’à l’image renversée formée par un petit trou. Elle compare l’étendue de chaque tache et la netteté selon la taille de l’ouverture.

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La lumière du soleil atteint l’arbre et se réfléchit depuis chaque point de sa surface dans de nombreuses directions. Des couleurs distinguent la lumière venant du haut, du milieu et du bas de l’arbre. Les rayons se dispersent aussi en profondeur, et pas seulement dans le plan de l’écran.

Une boîte sombre percée d’un petit trou se trouve entre l’arbre et l’écran. La paroi arrête la lumière qui la frappe ; seule la part dirigée vers le trou entre dans la boîte. La lumière de différents points passe simultanément. Le trou ne dévie pas les rayons et ne les fait pas converger.

Après le trou, la lumière continue en ligne droite. Celle du haut de l’arbre arrive en bas de l’écran, celle du bas arrive en haut, et celle du milieu arrive au milieu. L’image de l’arbre est ainsi inversée verticalement et horizontalement.

Le point de vue suit le trajet de la lumière : du soleil à l’arbre, du point de réflexion vers le trou, puis à travers le trou jusqu’à l’écran intérieur. Les vues extérieures et intérieures montrent que le trajet reste rectiligne.

Avec un petit trou, la lumière provenant d’un point de l’arbre forme une petite tache circulaire sur l’écran. D’autres taches apparaissent progressivement, chacune correspondant à un autre point, et composent les contours fins de l’arbre inversé.

Le trou s’agrandit sans déplacer l’arbre ni l’écran. La tache issue du même point devient plus grande. Les grandes taches de nombreux points se superposent et brouillent les contours. La comparaison finale relie la taille de chaque tache à l’aspect de l’image entière.

Les rayons et le trou sont agrandis dans cette représentation schématique ; les cercles servent à expliquer la formation de l’image. La luminosité est ajustée pour la comparaison. Un trou plus petit ne donne pas une netteté illimitée : lorsqu’il est trop petit, la diffraction produit aussi du flou.

Le sténopé est l’un des dispositifs photographiques les plus simples. Sans objectif, il forme une image grâce à la lumière qui traverse une minuscule ouverture. Comme il repose directement sur la propagation rectiligne de la lumière, l’image apparaît selon des conditions concrètes : diamètre de l’ouverture, distance et temps. Cette page présente la photographie au sténopé et sa relation avec la chambre noire à travers leur principe, leur structure, leur histoire et leurs possibilités d’expression.

01 / PRINCIPE

Comment fonctionne un sténopé

L’image au sténopé se forme lorsque la lumière se propage en ligne droite à travers l’ouverture et se projette sur une surface. Une ouverture plus grande laisse entrer davantage de lumière, mais produit une image plus douce. La réduire resserre l’image dans certaines limites, au prix d’un temps de pose plus long ; si elle devient trop petite, la diffraction adoucit de nouveau l’image. Ce compromis entre luminosité, netteté et durée est au cœur du sténopé.

Diamètre de l’ouverture
Agit sur la netteté et la luminosité
Distance de projection
Agit sur la taille et la luminosité de l’image
Temps de pose
Détermine si l’image peut être enregistrée
Fading Light, œuvre où une lumière bleue et une image circulaire blanche apparaissent dans l’obscurité
Fading Light / 2021

02 / DÉFINITION

Définition du sténopé

Un sténopé forme une image grâce à la lumière qui traverse une petite ouverture à la place d’un objectif. Contrairement aux appareils ordinaires optimisés pour la netteté, il rend particulièrement visibles les conditions de formation de l’image : temps de pose, diamètre de l’ouverture et distance du sujet.

Il peut ainsi être considéré à la fois comme un appareil photographique et comme un dispositif permettant d’observer le comportement de la lumière et les conditions mêmes de la vision.

03 / STRUCTURE

Structure minimale

Un sténopé comprend trois éléments essentiels.

  1. 01Une boîte étanche à la lumière : l’espace qui contrôle la lumière
  2. 02Un petit trou : l’entrée de la lumière
  3. 03Une surface photosensible : film, papier photographique ou capteur

Cette structure peut facilement changer d’échelle. Une boîte agrandie devient un appareil géant ; lorsqu’un bâtiment ou une pièce est obscurci et percé d’une ouverture, l’espace lui-même fonctionne comme une chambre noire.

Un appareil photographique construit en carton
Appareil photo numérique en carton no 3 pour heuristic, 2011

04 / CAMERA OBSCURA

Relation avec la chambre noire

Une chambre noire, ou camera obscura, projette la scène extérieure sur une surface à l’intérieur d’une pièce ou d’une boîte obscurcie. Elle peut utiliser un petit trou ou une lentille.

Un appareil à sténopé forme l’image à travers un petit trou à la place d’un objectif. Il partage son principe avec une camera obscura sans lentille, mais tous deux peuvent prendre la forme d’une boîte ou d’une pièce : la taille ou la facilité de transport ne suffisent pas à les distinguer.

L’appareil utilisé pour réaliser Le Couloir du temps
Appareil pour Le Couloir du temps, 2006

05 / HISTOIRE

Histoire du sténopé

L’observation qu’une ouverture forme une image a été consignée plus de deux mille ans avant la photographie. Voici l’essentiel. La chronologie complète en quatorze étapes, les huit récits et les vingt-quatre sources sont réunis sur une page distincte.

  1. v. IVᵉ–IIIᵉ s. av. J.-C.

    Le MoziLa lumière se croise à une petite ouverture ; l’image est renversée

  2. Début du XIᵉ siècle

    Ibn al-HaythamDécrit la formation de l’image par un petit trou dans un espace obscur

  3. 1544

    Gemma Frisius observe une éclipsePublie en gravure la projection dans une pièce obscurcie

  4. v. 1826–1827

    NiépceConserve durablement une image projetée : la photographie commence

  5. 1890

    George DavisonLa photographie au sténopé est reconnue comme expression

Lire l’optique avant la photographie

06 / EXPRESSION

Le sténopé comme expression

La photographie au sténopé ne se résume pas à un rendu « ancien » ou « doux ». En prenant ses distances avec les valeurs de résolution et de mise au point associées aux objectifs, elle peut faire des conditions d’apparition de l’image le sujet même de l’œuvre.

  • L’image apparaît comme un ensemble de conditions : temps, distance et ouverture
  • L’idée d’un point focal unique s’atténue et l’espace devient plus homogène
  • La conception du dispositif fait partie de l’acte de création

07 / QUESTIONS FRÉQUENTES

Questions fréquentes

Comment fonctionne un sténopé ?

La lumière se propage en ligne droite à travers un petit trou et projette une image inversée à l’intérieur d’une boîte noire. Réduire le trou resserre l’image dans certaines limites, mais laisse entrer moins de lumière, ce qui allonge la pose ; s’il devient trop petit, la diffraction adoucit à nouveau l’image.

Peut-on fabriquer soi-même un sténopé ?

Oui. Trois éléments suffisent : une boîte étanche à la lumière, une petite ouverture et une surface photosensible. La précision du trou et l’absence de lumière parasite sont essentielles pour obtenir une image stable.

Quelle différence entre une chambre noire et un sténopé ?

Une chambre noire, ou camera obscura, projette la scène extérieure sur une surface à l’intérieur d’une pièce ou d’une boîte obscurcie, et certains modèles utilisent une lentille. Un appareil à sténopé forme l’image à travers un petit trou à la place d’un objectif. La taille seule ne permet pas de distinguer les deux dispositifs.

Pourquoi les photographies au sténopé sont-elles douces ?

Avec une ouverture plus grande, des rayons provenant de plusieurs directions se superposent et adoucissent l’image. Réduire l’ouverture la resserre dans certaines limites, mais une ouverture trop petite introduit de la diffraction et l’adoucit à nouveau. Une petite ouverture laisse aussi entrer moins de lumière, ce qui allonge le temps de pose et accentue l’effet des mouvements.