La photographie sous-marine représente un défi fascinant pour le plongeur, car elle impose de jongler avec des contraintes physiques fondamentales que l'œil humain, aidé par le cerveau, parvient à ignorer en surface. Pour comprendre l'importance des filtres, il est nécessaire d'appréhender d'abord la nature de la lumière. La lumière que nous voyons et utilisons en photographie est composée de rayonnements d'amplitudes et de longueurs d'onde différentes. L'amplitude de l'onde détermine l'intensité lumineuse, tandis que la longueur d'onde détermine la couleur. La couleur d'un objet est déterminée par le type de lumière qui l'atteint ; or, la lumière varie selon les conditions : l'heure de la journée, par exemple, influe sur la pénétration du rayonnement dans l'atmosphère. Ainsi, au coucher du soleil, la lumière sera rouge ou dorée, car le rayonnement rouge pénètre davantage dans l'atmosphère, tandis qu'à midi ou par temps nuageux diffus, elle tendra davantage vers le bleu, car le rayonnement rouge est plus filtré et le rayonnement bleu pénètre plus facilement.
La perception des couleurs et les limites de l'œil humain
L'œil humain est facilement trompé, car notre cerveau possède déjà des informations en mémoire et est capable de compenser les différences et de rééquilibrer les couleurs dominantes. Par exemple : notre cerveau « sait que les citrons sont jaunes », donc lorsque nous regardons un citron dans la cuisine, sous une lumière fluorescente, nous le voyons jaune, même si la température de couleur de la source lumineuse est élevée, tendant vers le bleu et presque dépourvue de rayonnement rouge. En revanche, sous l'eau, ce mécanisme de compensation naturelle devient inopérant face à l'absorption sélective des longueurs d'onde. Tout plongeur l’apprend dans son cursus de validation de niveau: les couleurs s’éteignent sous l’eau, en commençant par les rouges, puis les oranges. À ce phénomène d’extinction des couleurs s’ajoute celui de la consistance de l’eau. Plus impure que l’air, elle contient de très nombreuses particules : sable, plancton, débris végétaux, pontes, etc. Ces particules ont pour effet que plus vous êtes éloigné de votre sujet, plus la couche d’eau est importante, et plus vous perdrez en contraste, détail et piqué de l’image.
Principes physiques des filtres optiques sous-marins
Pour contrer cette perte, l'utilisation de filtres correcteurs, aussi appelés filtres CC (Correction de Couleur), est une technique éprouvée. Il est important de se rappeler que les filtres, qu'ils soient destinés à l'eau ou montés sur l'objectif, fonctionnent par soustraction, c'est-à-dire qu'ils ne peuvent éliminer que les longueurs d'onde indésirables. Par exemple, dans l'eau claire, le rouge, le jaune et l'orange s'estompent progressivement, et le spectre résultant tend vers le cyan/bleu. Un filtre CC est utilisé sous l'eau pour atténuer les rayonnements indésirables et laisser passer le rayonnement souhaité, en compensant l'effet de filtre de l'eau. Le filtre ne sert pas à rajouter de la couleur, mais à absorber les radiations de la couleur complémentaire à la sienne et de laisser passer toutes les autres, ce qui permet de rééquilibrer les couleurs.
Dans cette catégorie, les filtres dichroïques se distinguent. Un filtre dichroïque est un type de filtre utilisé pour transmettre ou réfléchir la lumière, en fonction de la longueur d'onde. Une gamme de longueur d'onde spécifique sera transmise, tandis qu'une autre gamme sera réfléchie ou absorbée. Contrairement aux filtres absorbants, qui utilisent les propriétés intrinsèques d'un substrat de verre pour bloquer certaines ondes, les filtres dichroïques exploitent le principe d'interférence à couche mince. Des couches alternées de revêtements optiques avec des indices de réfraction variables sont déposées sur un substrat en verre. Dans les filtres interférentiels, la lumière se déplace à travers un matériau à plus faible indice et se réfléchit sur un matériau à indice plus élevé. Seule la lumière d'un certain angle et d'une certaine longueur d'onde interfèrera de manière constructive avec le faisceau entrant et traversera le matériau, tandis que toute autre lumière interfèrera de manière destructive et se réfléchira sur le matériau.
Sélection des filtres selon l'environnement aquatique
Le choix du filtre dépend crucialement de la couleur de l'eau rencontrée. Les filtres permettent de corriger les eaux bleues comme les eaux vertes :
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- Le filtre orange filtre le bleu et accentue la lisibilité des rouges et des jaunes.
- Le filtre rouge filtre le cyan (mélange de bleu et de vert) pour les eaux marines bleues et claires, idéal entre 5 et 25 mètres.
- Le filtre magenta absorbe le vert et est un accessoire parfait pour filmer dans les lacs, les réservoirs d'eau douce ou les zones riches en algues.
- Le filtre rose est utilisé pour le snorkeling et les très faibles profondeurs, généralement de 0,5 à 5 mètres, offrant une correction plus douce que le rouge.
Il existe une différence de qualité considérable entre les filtres. Les filtres bon marché peuvent justement causer des reflets supplémentaires, des aberrations chromatiques ou une perte de netteté. C'est pourquoi il est judicieux de prêter attention à des aspects tels que la qualité du verre, les revêtements et la résistance aux rayures. Les appareils photo numériques modernes, notamment avec le format RAW, permettent d'ajuster manuellement la balance des blancs ultérieurement sur votre ordinateur si le résultat n'est pas satisfaisant. Les modifications apportées à la température de couleur d'un fichier RAW sont moins destructives que les modifications similaires effectuées par logiciel sur un fichier JPG ou TIFF.
L'interaction entre filtres et éclairage artificiel
L'utilisation de filtres pour corriger les dominantes de couleur peut sembler inapplicable sous l'eau en présence de flashs. Le flash est une source de lumière ponctuelle très puissante capable de restituer l'image avec un spectre équilibré. Cependant, l'utilisation du flash s'avère parfois insatisfaisante en raison de la portée limitée du faisceau et de la réflexion sur les particules en suspension. Dans ces cas, il est utile d'orienter correctement le flash et de résoudre le problème en réduisant la quantité de lumière réfléchie par les particules.
La puissance de l'éclairage décroît très vite avec l'augmentation de la distance. Si l'on souhaite prendre des photos ou filmer un poisson de près, il est préférable d'utiliser des phares qui éclairent directement le sujet. Pour un photographe sous-marin, posséder deux flashs externes puissants, montés sur bras doubles articulés procurant un éloignement axe de flash/axe optique d’au moins 70cm, est souvent la configuration recommandée. Si vos premiers plans sont bien colorés mais vos arrière-plans restent bleutés, une solution consiste à utiliser des filtres bleus sur vos éclairages pour harmoniser les plans, puis un filtre rouge devant le hublot pour tout rebooster.
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