ombres |
Ombre propre et lumière ponctuelle. Deux choses qui n'existent pas.
Une source de lumière ponctuelle n'aurait aucune dimension. Elle irradierait la lumière de façon parfaitement égale dans toutes les directions. En frappant un objet opaque, elle créerait sur celui-ci deux zones parfaite : pleine lumière côté source, ombre propre absolument noir de l'autre côté.
Plus une source est éloignée de l'objet qu'elle éclaire, plus elle devient ponctuelle, la distance créant sa "petitesse". Le soleil éclairant la terre en est un bon exemple. |
Si on place un objet opaque devant le soleil, son ombre portée au sol semble être de la même dimension que l'objet, avec un contour net. Si on y regarde de plus près, le pourtour est un peu flou, l'ombre n'est pas opaque et est très légèrement plus petite que l'objet étant donné la grosseur réel du soleil.
La lumière qui frappe un objet opaque est toujours en partie absorbée et en partie réfléchie. Une plaque d'argent poli réfléchira autour de 90 % de la lumière, un velours noir en absorbera 99 %. Si cet objet n'est pas opaque, une partie de la lumière sera, en plus, diffusée en passant au travers. |
ombre propre cône d'ombre ombre portée
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Trois zones d'ombre :
zone d'ombre propre, qui se retrouve au dos de l'objet éclairé et ne reçoit pas de lumière;
zone d'ombre portée, l'ombre créé sur une surface par l'objet qui s'interpose entre la lumière et la surface;
zone cône d'ombre, qui est la région de l'espace qui ne reçoit pas de lumière entre l'objet et la surface.
En théorie ces trois zones devraient être d'un noir absolu et bien délimitées, en pratique elles reçoivent toutes plus ou moins de réflexion de la lumière sur leur environnement.
Dans l'image ci-haut, considérons que la source de lumière est ponctuelle, que l'objet est constitué de matière réfléchissant 75 % de la lumière et que la surface carré réfléchie 50 % de la lumière. |
La surface réfléchira dans toutes les directions 50 % de la lumière qu'elle reçoit, éclairant ainsi le cône d'ombre et l'ombre propre de l'objet, qui réfléchira à son tour 75 % de la réflexion de la surface vers le cône d'ombre, la surface et l'ombre portée, qui réfléchira à son tour 50 % de cette lumière, etc.
Tout cela sans tenir compte que la réflexion d'un objet sphérique n'est pas la même qu'un objet plat, sans compter les réflexions dans l'atmosphère et la distance les séparant. Comme image, lors d'une éclipse de lune totale, celle-ci ne devient pas noir, malgré la taille supérieure de la terre qui s'interpose entre la lune et le soleil, mais rougeâtre à cause des réflexions diverses.
Si la source de lumière est plus petite que l'objet qu'elle éclaire, l'ombre portée de cet objet sera plus petite que l'objet lui-même; et inversement. La distance diminue cette différence, elle ne l'élimine pas. |
Zone
de pénombre
Une source de lumière a donc toujours « des » dimensions. Individuellement, chacun des points ponctuels d'une source produit en frappant un objet son ombre propre, son cône d'ombre et son ombre portée. |
Ces trois types d'ombres se confondent partiellement pour l'œil avec leur semblables à cause de leurs convergences.
Plus l'objet sera près de la surface de son ombre portée, plus cette ombre portée semblera précise. C'est le principe des ombres chinoises et du théâtre d'ombre. |
Chaque ombre portée est donc entourée d'une zone de pénombre plus ou moins grande en rapport avec la dimension de la source, sa distance et la distance entre l'objet et la surface qui reçoit son ombre portée. Cette pénombre est dégradée, plus sombre vers le centre, de plus en plus claire en s'éloignant du centre jusqu'à la pleine lumière.
Le même effet est produit sur l'ombre propre et le cône d'ombre. |
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Sources multiples Si deux sources ponctuelles éclairent le même objet, chacune des sources créera son propre système de cône d'ombre et d'ombre portée. Mais chaque cône et ombre portée sera en partie « allumée » par l'autre source. |
Le problème des sources multiples se retrouvent dans tous les cas de tournage et de photographie en lumière artificielle. |
Sauf dans les parties qui se superposent et donc additionnent les deux absences de lumière.
À cela s'ajoute bien sûr les diverses bavures de lumière venues des réflexions. |
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Sources
multiples colorées Le même éclairage où les sources de lumière sont de couleurs primaires complémentaires, rouge et vert, donnera un éclairage blanc.
Mais les ombres crées par la lumière rouge seront alors colorées vertes, et inversement. |
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à suivre |