Après un premier volet consacré aux phénomènes optiques à l'œuvre dans la projection, nous allons voir maintenant comment des rayons lumineux issus d'une lentille peuvent s'organiser de manière à créer une image. Pour ce faire, nous analyserons comment un dispositif particulier, la camera obscura, peut créer la projection et analyserons les caractéristiques de ces images véhiculées par la lumière.

Qu'est-ce que la projection ?

La projection est le phénomène optique naturel qui transforme un objet éclairé en une figure lumineuse sur un autre objet.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendIllustration d’une projection naturelle.

Pour que le phénomène apparaisse, trois conditions doivent être réunies : • un objet lumineux ; • un point de convergence de rayons lumineux issus de l’objet ; • un second objet moins éclairé, désigné comme écran.

C’est à partir de la convergence en un point des rayons renvoyés par l’objet qu’une image de cet objet peut se former sur autre objet.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectorsImage projetée d’un cube sur un plan par convergence des rayons.

La camera obscura

Pour mettre en forme ce phénomène, il existe un dispositif technique très simple qui réunit les conditions capables de créer des images projetées. Connue depuis l’Antiquité et décrit par Aristote, la camera obscura, ou chambre noire en français, est une boîte fermée, hermétique à la lumière, qui présente un trou sur l’une de ses faces. Le trou sélectionne les rayons dirigés vers lui, et leur trajectoire en ligne droite s’arrête sur la face interne opposée au trou. Le trou de la camera agit comme un sélecteur de rayons et une image projetée peut se former naturellement à l’intérieur sur la boîte.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendCamera obscura à taille humaine.

En restreignant l’entrée de la lumière en un point, chaque point de l’écran n’est éclairé que d’un rayon issu d’un point de l’objet. Une image lumineuse et renversée de l’objet se réalise naturellement, point à point, rayon par rayon. Les caractéristiques de cette transposition d’objet à son image dépend de la position du trou de la camera, c’est-à-dire du point de convergence dans l’espace. Au XVe siècle, soutenue par la volonté des peintres de la Renaissance de représenter le monde comme notre vision le fait, la camera obscura devient un instrument privilégié pour le dessin. Sa taille se réduit et l'on utilise alors une lentille convergente à la place de la petite ouverture initiale. Celle-ci étant plus large que le trou, l’image générée est bien plus lumineuse, facilitant leur dessin au crayon.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendDessin à partir d’une camera obscura.

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De la convergence à l'image

Si on peut comprendre par le dessin comment une image peut se former point par point dans la camera obscura, il est moins évident de comprendre comment une lentille convergente génère une projection. Pour qu’il y ait projection, il faut qu’il y ait convergence de rayons, or les lentilles admettent aussi un point de convergence en leur milieu : le centre optique. Les rayons passant par le centre optique ne sont pas déviés : ils continuent leur trajectoire, dans la même direction qu’en arrivant dans la lentille, sans changer d’angle. Le centre optique fonctionne comme le trou de la camera obscura. Mais qu'en est-il de tous les autres rayons qui traversent la surface de la lentille par un autre point ?

Comme pour le dessin de l’image projetée dans la camera obscura, on peut construire point par point l’image projetée par une lentille convergente d’un objet, à partir de 2 principes optiques essentiels : • un rayon arrivant parallèlement à l’axe optique converge vers le foyer de la lentille (principe même de la lentille convergente) ; • un rayon traversant le centre optique n’est pas dévié (principe expliqué précédemment).

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendConstruction d’une image projetée (à droite) d’un objet (à gauche) par une lentille convergente.

Pour déterminer où se forme un point de l’image relatif à un point de l’objet, il faut dessiner la trajectoire des deux rayons émis dont nous connaissons le comportement : celui qui traverse le centre optique et celui qui est perpendiculaire à l’axe optique. Le premier, traversant le centre optique, continue sa trajectoire sans déviation. Le second, parallèle au centre optique, est réfracté au foyer. L’image du point de l’objet d’où proviennent les rayons est au croisement de ces deux rayons et chaque point de l’image du "V" dans le schéma ci-dessus peut ainsi se déterminer par ces principes de construction. Chaque point de l’image provient d’une multitude de rayons traversés par la lentille, ce qui augmente la luminosité par rapport à un simple petit trou. On constate aussi que, contrairement à la camera obscura où l’image apparaît "nette" quelle que soit la distance de l’écran au trou, l’image apparaît nette à une distance déterminée par la distance de l’objet à la lentille. Plus l’objet est proche de la lentille, plus sa projection nette sera éloignée et grande.

D’autre part, les propriétés des rayons lumineux sont identiques, quel que soit leur sens de propagation (principe de retour inverse). L’utilisation d’une lentille convergente est donc parfaitement réversible. Les deux surfaces courbées d’une lentille projettent une image dans un sens comme dans l’autre. Le sens de leur emploi est uniquement déterminé par le sens du flux lumineux le plus important. Le dessin ci-dessus, originellement lu de gauche à droite avec un flux lumineux provenant de la gauche, représente aussi la projection du "V" à droite, plus petit et plus proche de la lentille, en une image cette fois-ci à gauche.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendGravure de projection du soleil.

Autre exemple, le miroir parabolique : il est constitué d’un fragment d’une parabole miroitante, dont l'une des propriétés est d’admettre un centre où tous les rayons émis sont réfléchis dans une même direction. On peut ainsi générer un flux parallèle à partir d’un flux divergent. Cette propriété est particulièrement intéressante pour les dispositifs de projections qui nécessitent souvent d’organiser un flux parallèle.

De l'image à la perspective

Quelles sont les caractéristiques des images générées par la projection ? Les images issues de la projection sont par nature lumineuses, renversées et perspectivistes. Lumineuses, car véhiculées par un flux lumineux. Renversées, car elles se construisent géométriquement à partir de la projection centrale qui inverse image et objet. Et perspectivistes, car elles se figurent les objets suivant les propriétés de la représentation perspectiviste.

Qu’est-ce que la perspective ? La perspective (du latin perspicere : voir au travers) est un mode de représentation de l’espace sur un plan nécessitant un point de vue ; ce point de vue détermine comment les dimensions de l’espace se transforment.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendConstruction d’un dessin perspectiviste à partir d’un point de fuite.

L’image perspectiviste est le résultat d’une perte de dimension, de l’espace tridimensionnel à l’image bidimensionnelle, opérée par la projection. La dimension perdue — la profondeur —, déterminée par l’axe optique du la lentille, déforme les 2 autres dimensions, de sorte que plus l’objet est éloigné du point de vue, plus son échelle est réduite dans l’image. L’image se structure donc à partir de points de fuite et d’une ligne d’horizon, lieu de convergence des lignes de construction déterminée par le point de vue. Dans un souci de simplicité, nous n’expliquerons pas comment l’on peut recréer par le dessin des images en perspective ; nous souhaitons seulement souligner ici qu’il s’agit d’un mode de représentation particulier de l’espace sur le plan ; c’est ce mode qui s’opère dans les images projetées comme dans celles projetées sur le fond de notre œil par notre cristallin.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendIllustration d’une projection d’une image perspectiviste et renversée sur le fond rétinien.

De la perspective à la vision

La vision humaine fonctionne aussi à partir de la projection. Notre cristallin est une lentille qui projette sur notre rétine une image de l’espace devant nos yeux, telle une camera obscura.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendIllustration d’une projection sur le fond rétinien par Kepler.

C’est à partir de ces images illuminant le fond de notre œil que nous nous représentons la profondeur de l’espace. Le réel "vu" qui se reconstruit à notre esprit au-devant de nos yeux n’est au départ qu’une image perspectiviste projetée en nous. Notre esprit fonctionne comme un projecteur inversé, qui transforme l’image projetée du fond de l’œil en objet. À partir de l’image projetée au fond de notre œil et de notre présence physique (qui, contrairement aux illusions, atteste par un contact physique d’une existence réelle de l’objet), notre esprit "réalise" ces images projetées en nous en objet réel devant nous. Notre conscience du monde à partir du visible revient à une projection inversée, transformant l’image en objet.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendIllustration de Fritz Kahn.

Regard sur l'image perspectiviste

Parce qu’elles sont structurées comme les images au fond de notre œil, les images perspectivistes, ou images de projection, donnent l’illusion de l’espace. Lorsque nous regardons en face une photographie, l’image en 2 dimensions se projette à l’envers sur notre rétine. Comme toute image perspectiviste projetée sur le fond rétinien, notre esprit fait son travail de projecteur inversé. Que cette image rétinienne soit le résultat d’une projection de l’espace s'offrant au regard ou d’une photographie regardée, notre esprit réalise un objet à partir de cette image. Ainsi, les objets représentés dans la photographie regardée redeviennent des objets réels à notre esprit. La photographie véhicule d’ailleurs cette qualité d’attestation du réel à nos yeux et notre esprit.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendTheatres, Hiroshi Sugimoto.

Quant au dispositif cinématographique, qui nous montre dans l’obscurité des images perspectivistes géantes, c'est sans doute celui qui met le mieux en évidence cette projection mentale. Par-delà cette illusion de réalité (dont nous sommes l’origine) se joue la projection de nos affects, sur laquelle s’appuie la narration cinématographique. Toutes les images perspectivistes que l’on regarde — qu'il s'agisse d'images issues d’un dispositif de projection ou d'images dessinées cherchant à les imiter — nous entraînent dans cette illusion réalisatrice. La projection, au centre de ce phénomène, transforme optiquement l’objet en image et par l’esprit, l’image en objet.

Dossier Qu'est-ce que la projection, 2, la formation de l'image. Visuel WeAreProjectors / Clément BriendIllustration de Bettini.

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We Are Projectors !

WeAreProjectors vise à transmettre le plaisir de la photoprojection aux amateurs d’images. Cette pratique consiste à associer par la projection une image à un support afin de permettre l’expression d’une idée, un message, une représentation. La projection est un moyen extraordinaire de donner une visibilité aux images mais surtout, elle utilise les objets qui nous entourent comme écran potentiel. Tout en faisant apparaître les images, la projection porte le regard sur les objets qui l’ont constitué. Weareprojectors met en avant cette pratique et une culture au croisement de la photographie, du street-art et du hacking. La photographie, car comme la projection, elle est une écriture avec la lumière ; le street-art, car il est un mode d’action libre dans l’espace public ; et le hacking, car elle nécessite la fabrication d’outils adaptés qui s’inclut dans la culture de l’open source et du DIY. → Le site de WeAreProjectors

Clément Briend

Photographe de formation, je suis intéressé à la projection comme phénomène essentiel dans la perception et la formation des images. Ses publications 

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