illustration de l'article à propos de la réflexion de la lumière

La lumière et ses types de reflets

Régulièrement, en photographie, quand on évoque la photographie de reflet, on s’imagine instinctivement des images représentant le reflet d’un objet ou d’un modèle sur une surface réfléchissante tel qu’une vitrine, une vitre, une flaque d’eau, etc…

En réalité, la réflexion de la lumière est plus complexe que ça.

L’importance des matériaux

Quel que soit la scène que l’on photographie, elle présente une certaine quantité d’éléments possédant chacun leur matériau propre.

Bien qu’ils baignent tous dans le même éclairage, il est possible de les distinguer de par le fait que leur matériau réagi différemment avec la lumière présente.

Ce constat prouve l’importance du rôle des matériaux dans le rendu de l’éclairage d’une scène photographiée.

De façon extrĂŞme, il y a les matĂ©riaux dits « transparents Â» qui rĂ©agissent très peu avec la lumière, vue que la quasi-totalitĂ© de celle-ci passe Ă  travers de l’objet.

A l’opposĂ©, il y a les matĂ©riaux dits « absorbants Â» qui rĂ©agissent tellement avec la lumière. Ils l’absorbent quasi-totalement celle-ci de sorte qu’on ne distinguera que des ombres profondes sans dĂ©tail.

Cependant, entre ces deux extrêmes, il y a une multitude de matériaux plus courants qui réagissent autrement en nous permettant de correctement les distinguer les uns des autres.

Les trois types de reflet

La distinction des matĂ©riaux que je viens d’évoquer provient de la manière dont la lumière se reflète sur ceux-ci. On peut distinguer trois types de rĂ©flexion diffĂ©rents que je vais aborder en dĂ©tail ci-dessous :

  • La rĂ©flexion diffuse
  • La rĂ©flexion directe
  • La rĂ©flexion spĂ©culaire

En réalité, tous les matériaux reflètent en même temps chacun de ces types de réflexion avec des proportions différentes. C’est la différence de ces proportions associées à l’état de surface des objets (rugosité) qui permet de distinguer chacun de leur matériau.

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La réflexion diffuse

Que signifie le terme « diffuse Â» ?

Il s’agit du fait que la lumière reflétée par ce type de réflexion est réalisée dans toutes les directions de manière quasiment uniforme. Autrement dit, quel que soit la position de l’appareil photo par rapport au sujet, la luminance de celui-ci restera sensiblement identique.

Pour vous prouver cela, je vous invite Ă  poser simplement une feuille de papier mat sur votre bureau. Quel que soit la position depuis laquelle vous observez cette feuille, elle paraitra toujours aussi blanche.

Le papier blanc mat est un exemple de matériaux possédant naturellement ce type de réflexion diffuse de manière quasiment pure.

Il est important de faire la différence entre la diffusion de la lumière par transmission et la diffusion de la lumière par réflexion. Classiquement, on place des diffuseurs de lumière devant nos sources d’éclairages afin d’en augmenter la taille apparente.

Cette pratique a pour but d’adoucir les ombres portées des éléments de la scène en estompant le bord des ombres.

Il s’agit là de la diffusion par transmission, car la lumière est diffusée en traversant la matière.

Diffusion de la lumière par transmission à travers un matériau
Diffusion de la lumière par transmission à travers un matériau

Dans le cas des matériaux diffusant la lumière par réflexion, la taille de la source n’influencera pas le rendu des hautes lumières, mais uniquement le rendu des basses lumières (les ombres).

Diffusion de la lumière par réflexion sur la surface d'un matériau

La réflexion spéculaire

La rĂ©flexion spĂ©culaire correspond au reflet d’un miroir. Deux particularitĂ©s spĂ©cifiques permettent de qualifier ce type de reflet de « spĂ©culaire Â» :

  • La rĂ©flexion de la lumière se produit uniquement suivant l’angle d’incidence (application de la loi de Descartes)
  • La quantitĂ© de lumière reflĂ©tĂ©e est quasiment totale.

La première spécificité correspond à la partie réflexion directe que nous aborderons en détail dans le chapitre suivant.

En revanche, la seconde spécificité est celle qui est propre à l’aspect spéculaire.

En effet, dans le cas où la lumière est totalement réfléchie par la surface, la loi de carré inverse de la distance ne s’applique pas. La luminosité de ce type de reflet est donc constante et égale à la luminance de la source d’éclairage.

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Pour s’en rendre compte il suffit de constater que la luminance du reflet de la source d’éclairage dans un miroir reste de la même luminance quel que soit la distance séparant le miroir de la source d’éclairage.

De manière non exhaustive les reflets spĂ©culaires se trouvent classiquement avec :

  • Les miroirs,
  • L’argenterie polie
  • Les reflets du soleil sur l’eau…

La réflexion directe

Comme promis, abordons la rĂ©flexion directe. Et pour ce faire, il faut comprendre une notion essentielle en photographie : « la famille d’angles Â».

« La famille d’angles Â» est une notion directement liĂ©e Ă  la loi de Descartes : L’angle de la lumière rĂ©flĂ©chie sur une surface polie est Ă©gal Ă  l’angle de la lumière incidente.

Loi de Descartes concernant la réflexion directe
Loi de Descartes concernant la réflexion directe

De manière concrète, cette loi signifie qu’il est possible de connaitre facilement les positions de la source d’éclairage qui produiront une réflexion directe en fonction de la position de l’observateur.

L’ensemble des positions de cette sources est ce qu’on appelle « la famille d’angles Â».

Représentation de la famille d'angles permettant de comprendre là où l'observateur doit se placer pour voir la réflexion directe
ReprĂ©sentation de la famille d’angles permettant de comprendre lĂ  oĂą l’observateur doit se placer pour voir la rĂ©flexion directe

Seulement si le point d’observation se trouve dans la famille d’angles, les reflets directs seront visibles.

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