Vitesse maximale de synchronisation (Sync) du flash expliquée

L’histoire, l’évolution et les faits derrière la vitesse maximale de synchronisation du flash:

Vitesse maximale de synchronisation du flash ; Comme il s’agit d’un sujet complexe et digne d’une explication détaillée, je pense que pour commencer, nous allons retourner dans les livres d’histoire de la photographie pendant une minute, puis parler de son évolution et ensuite de son fonctionnement réel dans le monde réel. Enfin, nous discuterons des effets qu’elle a sur la photographie au flash et de la manière dont la vitesse de synchronisation maximale est le moyen le plus efficace d’utiliser votre flash. Pour les amateurs de photographie au flash, le concept de vitesse de synchronisation maximale du flash est absolument essentiel à comprendre, car il peut faire la différence entre une photo géniale et une photo à jeter à la poubelle. En guise d’avertissement, si vous n’avez jamais rencontré la vitesse maximale de synchronisation du flash ou la synchronisation haute vitesse du flash, cet article peut être un peu trop théorique, mais pour ceux qui connaissent ces termes, je vais essayer de garder l’explication aussi simple et pratique que possible. J’ai inclus des séquences de photos pour expliquer comment cela fonctionne dans la vie réelle. En outre, cet article va de pair avec notre autre article sur la synchronisation haute vitesse du flash, donc une fois que vous avez lu cet article, jetez un coup d’œil à notre article sur la synchronisation haute vitesse du flash.

L’histoire:

À l’ère du reflex numérique moderne, les flashs sont contrôlés électroniquement et pulsent presque instantanément une fois la commande donnée. Cependant, au bon vieux temps, les flashs consistaient en une ampoule dans un boîtier, reliée électriquement à un contact sur l’obturateur de l’appareil photo. Les ampoules elles-mêmes étaient classées en fonction de leur capacité à atteindre le pic d’illumination et ce classement était régi par une lettre ou une série de lettres telles que M (Medium), F (Fast), X (Instant) et FP (Flat Peak). Les ampoules de la classe M atteignent leur intensité maximale environ 25 millisecondes après avoir reçu la commande, les ampoules F environ 5 millisecondes et les X sont plus ou moins instantanées. La dernière classe, connue sous le nom de Flat Peak est importante car c’est ce que Nikon utilise pour marquer sa version de la High Speed Sync.

Chaque classe d’ampoule nécessitait une méthode de synchronisation différente ; après tout, c’est l’appareil photo qui devait dire à l’ampoule de se déclencher et puisque chaque classe d’ampoule se comporte différemment en termes d’atteinte de l’illumination maximale, alors ce temps devait être pris en compte lors de l’actionnement de l’obturateur. Ainsi, pour les ampoules de classe M, on utilisait un mécanisme d’obturation de type M-Sync, pour les ampoules F, on utilisait F-Sync et ainsi de suite. Les différences de synchronisation ne concernent que le fonctionnement de l’obturateur dans l’appareil photo. Pour les ampoules M, le contact de l’obturateur s’active (signalant le déclenchement du flash) environ 20 millisecondes avant l’ouverture complète de l’obturateur. Ainsi, l’ampoule atteint sa pleine intensité une fois l’obturateur complètement ouvert. Il en va de même pour les ampoules de classe F : pour celles-ci, le contact de l’obturateur s’active (signalant le déclenchement du flash) environ 5 millisecondes avant l’ouverture complète de l’obturateur, ce qui garantit que l’ampoule est à pleine puissance une fois l’obturateur complètement ouvert. En ce qui concerne les ampoules de type X (Xénon), similaires à celles que nous avons dans nos flashes modernes, le contact de l’obturateur s’active dès que l’obturateur est complètement ouvert et, comme tout est électronique, le flash se déclenche instantanément, sans presque aucun délai. Ainsi, en termes de technologie, la seule véritable avancée en termes de déclenchement du flash a été le temps de retard. On peut considérer que le temps de retard est effectivement nul pour les systèmes de flashes DSLR (Speedlight) modernes. Dans le reste de cet article, nous ne parlerons que du système X-Sync, car c’est ce que la plupart des combinaisons DSLR/flash modernes utilisent. En fait, vous n’avez pas besoin de vous souvenir des systèmes M, F ou X, je les ai seulement inclus car cela devrait vous permettre de mieux comprendre comment le flash a évolué au fil des décennies.

Le mécanisme d’obturateur du plan focal:

En ce qui concerne l’appareil photo lui-même, le composant clé à considérer est le mécanisme d’obturateur et, comme c’est toujours le cas avec ces choses, il existe un certain nombre de types d’obturateurs différents. Pour les besoins de cet article, nous ne considérerons que l' »obturateur à plan focal ». D’autres mécanismes d’obturation tels que les obturateurs électroniques ou les obturateurs à feuilles que nous laisserons de côté car ils ne sont utilisés que sur une poignée d’appareils photo, contrairement aux mécanismes de plan focal qui sont utilisés sur la grande majorité des reflex numériques sur le marché aujourd’hui.

Pour les mécanismes d’obturateur de plan focal, le film ou le capteur est exposé en utilisant une ouverture entre deux rideaux, le rideau avant et le rideau arrière. En fonction de la vitesse d’obturation, le temps entre l’ouverture complète du rideau avant et la fermeture du rideau arrière sera soit long, soit court. Ainsi, pour des vitesses d’obturation plus lentes telles que 1/30, 1/60, etc., le rideau avant sera dans la plupart des cas complètement ouvert avant que le rideau arrière ne commence à se fermer, ce qui signifie que l’ouverture vers le film ou le capteur n’est pas obstruée, ou complètement ouverte. Alors qu’à des vitesses d’obturation de 1/4000 ou 1/8000, le rideau arrière commencera à se fermer presque aussitôt que le rideau avant se sera ouvert, ce qui signifie que le capteur/film est exposé à travers une petite ouverture ou fente entre les rideaux avant et arrière du mécanisme d’obturation qui se déplace sur la largeur du capteur, exposant uniformément la scène. Ceci est démontré dans le diagramme à droite.

Comment fonctionne la vitesse maximale de synchronisation du flash :

Alors, où se situe la vitesse maximale de synchronisation du flash ? Eh bien, étant donné que les mécanismes d’obturateur à plan focal sont constitués de ces deux rideaux comme expliqué, la vitesse maximale de synchronisation du flash est la vitesse d’obturation maximale que vous pouvez utiliser sur ce modèle d’appareil photo où ni le rideau avant ni le rideau arrière n’obstrue le capteur ou le film de l’appareil photo. En termes simples, cela signifie que le rideau avant s’est complètement ouvert et que le rideau arrière n’a pas encore commencé à se fermer, laissant le capteur grand ouvert à une impulsion de lumière provenant d’un flash. Voyons les choses autrement, et si vous avez une vitesse de synchronisation maximale du flash sur votre appareil photo de 1/200s et que vous décidez de prendre des photos à 1/250s, ce qui se produira physiquement dans l’appareil photo est le suivant :

1. Le rideau avant s’ouvrira et commencera à traverser la largeur du capteur de l’appareil photo.
2. Avant que le rideau avant ne s’ouvre complètement, le rideau arrière commencera à se fermer et à obscurcir une section du capteur de l’appareil photo.
3. Dès que le rideau avant s’ouvre complètement, le flash se déclenche et illumine la scène
4. La partie du capteur exposée à cette lumière enregistrera l’impulsion de lumière, mais comme le rideau arrière a commencé à se fermer, une partie du capteur sera obscurcie, ce qui fait qu’aucune impulsion de lumière du flash ne sera enregistrée et que seule la lumière ambiante sera enregistrée avant que le rideau arrière ne commence à se fermer. Cela apparaîtra comme une bande noire dans la photo telle que celle montrée dans la deuxième série de photos ci-dessous.
5. Cette bande noire est le rideau arrière qui obscurcit le capteur/film lorsque le flash s’est déclenché.

La photographie sans flash n’a pas ce problème parce que la lumière ambiante est généralement constante, il n’y a pas de facteur de synchronisation impliqué, chaque partie du capteur est exposée pendant la même quantité de temps et si la lumière ambiante est constante alors l’exposition sera uniforme. Mais lorsque le flash est impliqué, le timing est extra important et pour assurer une exposition uniforme, l’impulsion de lumière émise par le ou les flashs doit se déclencher lorsque l’obturateur est complètement ouvert et que le capteur n’est pas obstrué, sinon des bandes ou des expositions non uniformes se produiront.

Regardez la première série d’images. Les 7 premières photos ont été prises avec une vitesse d’obturation inférieure ou égale à la vitesse de synchronisation maximale de 1/250s. La dernière image a été prise à 1/320s. Cette vitesse est supérieure à la vitesse de synchronisation maximale du flash et, par conséquent, le flash fonctionne en mode de synchronisation haute vitesse. Remarquez l’énorme chute de l’exposition du flash, environ 2 à 3 stops d’exposition du flash, c’est ce qui se produit lorsque vous passez de la synchro x normale à la synchro haute vitesse. Sur toutes les photos ci-dessous, le flash était monté sur l’appareil. Vous pouvez facilement voir que les sept premières photos sont identiques. Ceci est dû au fait que jusqu’à la vitesse maximale de synchronisation du flash de 1/250s, il n’y a absolument aucune différence dans l’exposition du flash (puisque le flash n’est pas affecté par la vitesse d’obturation – une fois que vous opérez en dessous de votre vitesse maximale de synchronisation). Mais dès que vous dépassez la vitesse maximale magique de synchronisation du flash (dernière photo), les choses changent radicalement. La seule variable qui a changé dans la série de photos ci-dessous est la vitesse d’obturation. ISO, ouverture, position du flash et de l’appareil photo, position du zoom de la tête du flash, puissance du flash, tout le reste en fait est resté constant :

Donc en continuant avec la séquence ci-dessus, que se passe-t-il lorsque vous dépassez votre vitesse de synchronisation maximale (dans ce cas, c’est 1/250s) et que la synchronisation haute vitesse n’est pas activée ou que vous ne disposez pas d’un flash capable de synchronisation haute vitesse ou de déclencheurs intelligents TTL ? Dès que vous dépassez la vitesse de synchronisation maximale, l’apparition de bandes noires commence à se produire et plus vous dépassez la vitesse de synchronisation maximale de votre appareil photo, plus les bandes noires deviennent apparentes. Encore une fois, dans cette séquence d’images, la seule variable qui a changé est la vitesse d’obturation :

Les photos ci-dessus ont été prises avec un appareil photo dont la vitesse de synchronisation maximale est de 1/250s en utilisant le flash monté hors de l’appareil. Il y a un peu d’histoire derrière la dernière séquence d’images en fait. En utilisant le Nikon D800 et le SB910 avec les unités Pocketwizard Flex TT5 et Mini TT1, je peux vous dire qu’il est absolument impossible de reproduire le banding vu sur les photos ci-dessus. J’ai passé la majeure partie de 3 jours à essayer de trouver un moyen de le faire. J’ai tout essayé, en utilisant le flash popup comme commandant, en utilisant un deuxième flash SB910 dans une configuration maître/esclave, j’ai converti le Mini TT1 en un déclencheur de base en utilisant l’utilitaire Pocketwizard, mais cela n’a pas fonctionné non plus car il ne déclenchait pas le flash hors caméra (apparemment avec le canal TTL désactivé, le Mini TT1 ne se convertit pas en une unité de déclenchement de base sur les appareils photo compatibles Canon ou Nikon). J’ai même essayé de couvrir les points de contact TTL de la griffe avec du ruban adhésif de façon à ce qu’ils ne communiquent pas, mais c’était fâcheusement délicat et j’ai donc abandonné. Si j’avais eu les déclencheurs Pocketwizard Plus II de base, cela aurait fonctionné, mais avec les déclencheurs intelligents Mini et Flex, il semble qu’il soit impossible de simuler. J’ai donc fini par abandonner et c’est un ami John (dont le travail sur Flickr est ici) qui m’a fourni les images. John a utilisé un D700 avec des déclencheurs basiques et parce qu’il n’y a pas d’informations TTL ou HSS transmises, le flash esclave est complètement inconscient de la vitesse d’obturation et se déclenche en mode x-sync standard et n’utilise pas la synchronisation haute vitesse (HSS pour Canon ou Auto FP pour Nikon). Donc, pour les propriétaires des Flex TT5 et Mini TT1, si vous utilisez un appareil photo Canon ou Nikon haut de gamme et un flash compatible avec la synchronisation haute vitesse, soyez rassurés, vous ne serez jamais en mesure d’obtenir les bandes hideuses, qui étaient autrefois le cauchemar de tous les photographes au flash. Si vous obtenez une bande, cela signifie que votre flash s’est mal déclenché ou que la synchronisation n’était pas bonne (comme sur la photo de droite). Dans ce cas, j’avais 3 flashs distants, tous sur des Flex TT5, contrôlés par le Mini TT1 et le contrôleur de zone AC3 de l’appareil photo. Vous pouvez voir sur la photo que le flash d’arrière-plan (avec un filtre de couleur saumon) s’est déclenché correctement, que le flash des cheveux s’est déclenché correctement mais que la lumière principale ne s’est jamais déclenchée avant que l’obturateur ne soit à moitié fermé. Et ceci à 1/250s avec la vitesse maximale de synchronisation du flash réglée à 1/250 Auto FP sur le D800. Ce n’était qu’une seule occurrence donc je mets cela sur le compte de la chance pour être honnête et non pas sur l’autre bug du flash hors caméra appelé retard de propagation dont nous allons parler maintenant.

Délai de propagation:

Pour compliquer encore les choses, vous pouvez constater que, même en prenant des photos à la vitesse de synchronisation maximale du flash, vous avez toujours des problèmes avec l’obturateur arrière apparaissant dans les photos. C’est ce qu’on appelle le délai de propagation et cela se produira presque certainement lorsque vous utilisez un flash hors appareil photo à la vitesse de synchronisation du flash la plus élevée pour votre appareil photo particulier. Utiliser un flash monté sur l’appareil à la vitesse de synchronisation maximale revient à utiliser l’appareil à la limite de ce que le fabricant a prévu pour le couple appareil/flash. Le temps qui s’écoule entre le moment où le contact de l’obturateur s’active et commande le déclenchement du flash et le moment où le flash éclaire complètement la scène est considéré comme se produisant avant le début de la fermeture du rideau arrière. Avec un flash monté sur l’appareil photo, l’appareil et le flash ne font qu’un et la communication interne peut être considérée comme instantanée. Un flash hors appareil photo introduit beaucoup plus de marge d’erreur car il faut utiliser des déclencheurs radio ou infrarouges pour déclencher le flash externe. Le contact de l’obturateur doit déclencher l’émetteur, l’émetteur se déclenche et le signal est capté par le récepteur, et le récepteur indique alors au flash de se déclencher. Ce processus ne peut tout simplement pas se produire aussi rapidement qu’avec un flash monté sur l’appareil photo lui-même.

Sur un certain nombre d’appareils photo haut de gamme, il y aura deux vitesses de synchronisation maximales. Sur les Nikon haut de gamme par exemple, les deux vitesses de synchronisation sont 1/250 Auto FP et 1/320 Auto FP. On les trouve généralement dans le menu E1 des appareils Nikon. Il y a d’autres vitesses sans le texte Auto FP, ce sont simplement les vitesses d’obturation non HSS. L’appareil photo ne permet pas à la vitesse d’obturation de dépasser celle que vous avez sélectionnée lorsqu’il sait qu’un flash est connecté. La mention Auto FP (Auto Flat Peak/Auto Focal Plane) indique une synchronisation haute vitesse (HSS sur les appareils Canon), ce qui signifie qu’au-delà de cette vitesse d’obturation, le flash fonctionnera en mode de synchronisation haute vitesse. Dans le cas des appareils Nikon récents, pourquoi y a-t-il deux valeurs de synchronisation haute vitesse ? C’est une question intéressante et importante pour les photographes qui utilisent beaucoup de flashs hors caméra. Dans le cas de 1/320s Auto FP sur les Nikon, ce que Nikon dit ici est que c’est la limite, le maximum auquel vous pouvez vous attendre à ce que la synchronisation X normale du flash se produise avec un flash de l’appareil photo sans les bandes noires hideuses. Dès que vous retirez le flash de l’appareil photo, vous n’êtes plus couvert. Regardez la photo ci-dessus à gauche. Elle a été prise avec le D800 et le SB-910 avec la vitesse de synchronisation maximale (élément de menu E1) réglée sur 1/320 Auto FP. La vitesse d’obturation était réglée sur 1/320, de sorte que j’utilisais toujours le flash en mode x-sync normal. Comme vous pouvez le voir sur l’image obtenue, il n’y a aucun signe d’ombre de l’obturateur. Bien. Maintenant, regardez la photo de droite ci-dessous. La seule différence est que j’ai placé le flash hors de l’appareil photo et que même en utilisant des déclencheurs radio haut de gamme tels que les Pocketwizards, la synchronisation n’est pas assez rapide et l’obturateur apparaît donc dans le cadre. C’est la principale raison pour laquelle Pocketwizard eux-mêmes recommandent d’utiliser la combinaison Flex TT5/Mini TT1 à la plus petite des deux vitesses de synchronisation maximales, jamais à la plus élevée.

Alors, comment contourner le délai de propagation ? Vous avez deux options :

1. Prendre des photos en dessous de la vitesse de synchronisation maximale du flash la plus élevée de l’appareil photo. En règle générale, il est préférable de prendre des photos à 1/3 d’un arrêt en dessous de la vitesse de synchronisation maximale du flash lorsque vous utilisez un flash hors appareil photo. Ainsi, au lieu de 1/320, utilisez plutôt l’option 1/250.Ou si l’appareil photo n’a qu’une seule vitesse maximale de synchronisation du flash, alors prenez des photos à 1/3 d’arrêt en dessous de celle-ci lorsque vous utilisez un flash hors appareil photo.
2. Utilisez la fonction de synchronisation à grande vitesse de l’unité de flash (si disponible).

La synchronisation à haute vitesse est couverte de manière beaucoup plus détaillée ici, nous ne le répéterons donc pas, mais le principal inconvénient en utilisant cette fonction est que la puissance du flash diminue énormément. Ne soyez pas surpris de voir l’exposition du flash chuter de deux stops ou plus lorsque la synchronisation haute vitesse est utilisée. Dans certaines situations, il sera impossible d’éviter la synchronisation à haute vitesse, mais d’un point de vue personnel, je préfère l’éviter presque toujours, j’opte pour la vitesse de synchronisation maximale du flash à chaque fois et je vais maintenant vous expliquer les raisons pour lesquelles.

Le nombre magique:

Opérer à la vitesse de synchronisation maximale du flash lors de l’utilisation du flash vous permet d’utiliser la plus grande ouverture possible une fois que l’ISO est maintenu constant, donc lorsque vous opérez en plein soleil, c’est un énorme avantage. Pourquoi ? Comme l’exposition au flash dépend uniquement de l’ISO et de l’ouverture, cela signifie qu’avec une plus grande ouverture (laissant entrer plus de lumière ambiante et de lumière du flash), le flash n’a pas à travailler aussi dur pour obtenir la même exposition. Ou, si les circonstances l’exigent, une plus grande ouverture vous donnera plus de distance par rapport au flash, ce qui permettra de placer le flash plus loin de votre sujet, ce qui peut être très important dans certaines circonstances (prise de vue de groupes de personnes ou portraits d’environnement, par exemple). La plus grande ouverture indiquera une plus grande distance à l’arrière du flash si celui-ci dispose d’une échelle de distance. Dans tous les cas, les deux scénarios sont meilleurs. Un flash qui est plus éloigné signifie une lumière plus diffuse. Un flash qui n’a pas à travailler autant signifie des temps de recyclage plus rapides et une prise de vue plus rapide. Dans des circonstances extrêmes telles que le contre-jour lumineux ou la lumière du jour vive où vous devez équilibrer la lumière directe du soleil avec le flash alors vous aurez plus que probablement besoin de la plus grande puissance de votre flashgun, et bien que les flashes soient de petites choses, ils peuvent sortir une puissance assez incroyable qui correspondra même aux conditions les plus lumineuses lorsque vos réglages sont optimisés, mais la clé est d’optimiser cette puissance.

Expliquons en utilisant un exemple hypothétique : Les circonstances sont telles que les conditions d’éclairage ambiant sont ce que vous pouvez considérer comme  » ensoleillées « , ce qui signifie des paramètres d’exposition ambiants de 1/100, f/16 et ISO 100 en utilisant la règle du 16 ensoleillé. Une ouverture de f/16 est une petite ouverture et il est plus que probable que vous opériez en dehors des limites de ce que votre flash peut fournir. En d’autres termes, l’exposition ambiante peut être correcte, mais comme l’ouverture est si petite, l’exposition du sujet au flash peut être sous-exposée, car le petit flash n’est peut-être tout simplement pas capable de fournir assez de puissance pour les paramètres ambiants configurés. Si vous avez un appareil photo avec une vitesse de synchronisation maximale du flash de 1/250s, alors l’exposition au flash en utilisant 1/250s et 1/100s sera la même (pour la même ouverture et le même ISO) car l’exposition au flash ne dépend pas de la vitesse d’obturation. Maintenant, si nous modifions nos paramètres ‘sunny 16’ de manière à utiliser une vitesse d’obturation de 1/250s, cela signifie que nous utilisons une vitesse d’obturation qui est 1 et 1/3 stop plus rapide que 1/100s. Pour compenser, nous devons ouvrir l’ouverture de 1,3 diaphragme, ce qui nous amène à f/10, car f/10 est 1,3 diaphragme plus large que f/16. Ainsi, en termes d’exposition ambiante, les réglages de 1/100s, ISO100, f/16 et 1/250s, ISO100, f/10 sont exactement les mêmes. Consultez les tableaux ci-dessous détaillant l’ouverture et la vitesse d’obturation par incréments de 1/3.

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Comme 1/100s, ISO100, f/16 et 1/250s, ISO100, f/10 sont exactement les mêmes, ces réglages enregistreront exactement la même exposition ambiante. Quelle est donc la différence ? La différence est que l’ouverture plus large de f/10 permettra une plus grande exposition au flash que f/16 pour la même puissance de flash fixe. Une ouverture de f/10 est maintenant dans ou autour des limites de ce que votre flash est capable de faire dans des conditions lumineuses. A un réglage manuel fixe du flash, si l’exposition au flash à f/16 était sous-exposée, alors pour le même réglage manuel, l’exposition au flash peut être correctement exposée à f/10 donc pour fournir la même exposition au flash que vous aviez à f/16, vous devez soit déplacer le flash plus loin, en augmentant la distance, soit diminuer la puissance du flash.

Si comme moi vous êtes un accro de la faible profondeur de champ et que vous froncez les sourcils à des ouvertures comme f/10 alors quelles options avez-vous ? Vous avez deux options possibles. Si vous êtes à l’ISO  » de base  » le plus bas de l’appareil photo et à la limite de la synchro X de votre appareil photo (que ce soit sur l’appareil ou hors de l’appareil), alors pour ouvrir l’ouverture, vous pouvez soit augmenter la vitesse d’obturation, ce qui activera le mode de synchro flash haute vitesse (qui réduira énormément la puissance du flash), soit utiliser un filtre ND, mon option préférée lorsque vous recherchez une profondeur de champ plus faible dans une lumière ambiante vive. L’ajout d’un filtre ND de 4 diaphragmes (ND16x) vous permettra d’ouvrir le diaphragme à f/2,5 et, comme vous avez annulé les effets d’un filtre ND de 4 diaphragmes en ouvrant votre diaphragme de 4 diaphragmes, l’exposition au flash restera la même. En d’autres termes, la puissance du flash n’a pas à changer pour fournir la même exposition au flash qu’à f/10 sans filtre ND.

En résumé, fonctionner à la vitesse de synchronisation maximale du flash vous permet d’utiliser l’ouverture la plus large et permet au flash d’être utilisé le plus efficacement assurant des temps de recyclage plus rapides et une prise de vue plus rapide et vous permet également d’augmenter la distance entre le flash et le sujet ce qui a ses propres avantages évidents (utilisation dans un parapluie/softbox). C’est le chiffre magique. En règle générale, lorsque vous photographiez en extérieur avec un flash et que vous avez besoin d’une puissance maximale, utilisez toujours la vitesse de synchronisation maximale de votre appareil photo. Ce n’est que lorsque vous avez absolument besoin d’une vitesse d’obturation plus élevée, par exemple pour capturer des mouvements très rapides comme ceux des sportifs ou des animaux sauvages qui se déplacent rapidement, que vous devez dépasser cette vitesse d’obturation. Mais sachez qu’en utilisant la synchronisation à haute vitesse (HSS), vous risquez de ne pas obtenir l’exposition au flash que vous souhaitez, ce qui signifie que vous devrez peut-être utiliser un flash rapide supplémentaire ou un flash plus puissant.