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Technique |
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PROFONDEUR DE
CHAMP & HYPERFOCALE |
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Ces
deux notions d'optique fortement liées ont une
incidence immédiate sur le résultat esthétique
et technique de la future photographie. L'hyperfocale
est couramment utilisée par les photographes
paysagistes ainsi que les panoramistes. Grâce
à elles, on va pouvoir avoir plus ou moins de
plans nets sur la photographie en dehors du plan de
mise au point.
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Les
lois de l'optique nous disent que quand on fait une
mise au point - MAP - sur un sujet donné avec
un objectif de focale donnée et SI on ne ferme pas le diaphragme, seuls
les objets sur le plan de MAP seront nets. Tous les
autres, plus ou moins devant et derrière seront
de plus en plus flous.
Les mêmes
lois nous disent que si on ferme le diaphragme de
l'objectif on augmente la profondeur de champ - PDC
- en avant et en arrière du plan
de MAP. La Profondeur de champ est maximale quand
le diaphragme est fermé au maximum ( F 22,0
en 24×36 et jusqu'à F 64,0 avec les objectifs
de chambres grand format ). La profondeur de champ
se maîtrise donc avec le diaphragme de l'objectif.
La
PDC et le numérique
Tout
le monde est d'accord sur au moins un point
en numérique, la PDC s'exprime bizarrement !
En gros, il semble qu'en dehors du plan de
netteté, tout devienne plus rapidement
flou qu'en argentique. Seulement, selon les derniers essais
de la revue "Le Photographe Magazine"
sous la signature de Maxime Champion, il semble,
une fois encore, que les choses ne soient
pas si simples car lors de ses derniers essais
il a remarqué et l'on voit très
bien sur les photos haute définition
que la PDC avec le dos MF Leaf et un objectif
de 80 mm est plus grande qu'avec un 50 mm
monté sur un EOS 1 DS II et son capteur
24 × 36 ! Donc la taille des pixels
et la marque du capteur semblent également
avoir une incidence.
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Sur
l'objectif
La
figure ci-dessous montre la fenêtre de mise
au point - MAP - d'un objectif dont la lecture est
pleine d'enseignements ! Sur cette figure 1, la MAP
est faite sur 2 m.
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Figure 1
1.
Échelle de PDC
2. Plan
de MAP
3. Distance
de MAP. |
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- 1 - Échelle de PDC : Graduée
jusqu'au diaph. maximum. Selon l'objectif, cette échelle
variera de F 16 à F 64 mais plus souvent jusqu'à
F 22 en 24×36. Elle se répartit presque
également de chaque côté du plan
de MAP.
- 2 et 3 - Dans cet exemple, la MAP est faite sur 4 m et si
je lis l'échelle de PDC pour une ouverture
de F16.0 je vois que tout sera net de 1,15 m à
l'infini. On voit également que si j'ouvre
mon diaphragme au maximum, la PDC est presque nulle
puisque seul le plan de MAP - trait orange - est net.
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Le
point de vue et la MAP sont strictement identiques
sur les deux photos. Seul le diaphragme a été
fermé. La première image est prise à
F 2.4 - pleine ouverture - et la deuxième à
F 8,0.
Quelques
données techniques
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- Variation de la PDC
avec un objectif de 85 mm de focale pour une MAP
à 3 m -
Ouverture |
PPN
en M |
DPN en M |
PDC
en M |
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2,8 |
2,90 |
3,20 |
0,30 |
4,0 |
2,84 |
3,22 |
0,38 |
5,6 |
2,78 |
3,25 |
0,47 |
8,0 |
2,70 |
3,37 |
0,67 |
11,0 |
2,60 |
3,53 |
0,93 |
16,0 |
2,46 |
3,84 |
1,38 |
22,0 |
2,30 |
4,30 |
2,0 |
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- Variation de la PDC selon la
focale pour une MAP à 10 m et F 2.8 -
Focale |
PPN
en M |
DPN en M |
PDC
en M |
|
35
/ 2.8 |
4,80 |
infini |
4,8
- infini |
85
/ 2.8 |
8,0 |
29 |
21 |
180
/ 2.8 |
9,40 |
10,50 |
1,10 |
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- Premier constat : à pleine ouverture, il y a tout de même
un peu de profondeur de champ. Voilà pourquoi
il existe des objectifs de même focale - 85 mm
- mais avec une ouverture plus lumineuse - F 2.0 voire
même 1.4 - . A F 1.4, la PDC est très réduite
et les portraitistes se servent beaucoup de cet objectif
pour mettre en valeur un seul plan - les yeux par exemple
- tout en floutant fortement le reste du visage. A l'inverse
du panoramiste qui essaiera de récupérer
le plus souvent le maximum de PDC et qui fermera donc
son objectif le plus possible. A F 22.0, on peut voir
que si l'on fait sa MAP à 3 m avec le même
85 mm, tout sera net entre 2,30 m et 4,30 m. On aura
ainsi une profondeur de champ de 2 m. Les objectifs
lumineux ne servent donc pas seulement à travailler
avec des temps de pose courts. Les studios de prise
de vue possèdent de nombreux systèmes
d'éclairage très puissants et se servent
pourtant beaucoup de ce type d'optique. C'est donc par
choix esthétique !
- Deuxième
constat : Même à pleine ouverture,
la PDC des objectifs grands-angulaires est énorme.
Grâce à l'hyperfocale - voir ci-dessous
- et sa bonne utilisation, il sera facile d'avoir un
maximum de plans nets sur une photographie de paysage
par exemple.
Donc
que cela soit pour avoir un maximum ou un minimum de
PDC, il est instructif de savoir comment se comporte
un objectif pour pouvoir s'en servir à bon escient
dans le cadre d'un projet créatif et / ou artistique.
Il
faut encore rajouter que plus la focale de l'objectif
sera longue et moins il y aura de PDC. Un objectif lumineux
ne sert donc pas uniquement à avoir des temps
de pose courts mais à " raconter "
des choses différentes visuellement puisqu'un
portrait et un paysage n'auront pas du tout le même
discours selon la focale et le diaphragme utilisés.
Voilà encore pourquoi les objectifs stabilisés
sont intéressants que si cela ne se fait pas
au détriment de l'ouverture maximum.
Canon et Nikon fabriquent de plus en plus
d'objectifs stabilisés mais, soit ils conservent
l'ouverture de l'objectif d'origine et c'est un vrai
plus pour, à PDC équivalente, réaliser
une photo avec un temps de pose vraiment plus long sans
"bouger", soit c'est au détriment de
l'ouverture maxi, par exemple F 5.6 au lieu de 2.8 et
il n'y aura pas moyen d'avoir un beau flou sur un visage
car trop de plans seront nets. C'est le cas du nouveau
24 - 120 / 3.5 - 5.6 Nikkor VR AFS.
Comme toujours, il est plus sympathique d'avoir le choix
!
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C'est
un cas particulier de l'utilisation de la profondeur
de champ - PDC -. Comme on l'a vu ci-dessus,
quand on ferme le diaphragme de son objectif,
la PDC augmente en AVANT et en ARRIÈRE
du plan de mise au point - MAP -. Si on fait
la MAP à 3 m et que l'on ferme le diaphragme
au maximum ( F 22.0 ), tout sera net devant
jusqu'à 2,30 m et derrière jusqu'à
4,30 m dans cet exemple.
Maintenant,
que se passerait-il si la MAP était faite
à l'infini, toujours avec un diaph.
à F 22.0 ?
Tout
sera net largement derrière MAIS on est
déjà à l'infini et surtout
cela serait net largement avant, dès
1,30 m environ dans cet exemple. Cette distance
minimum où les plans sont encore nets,
aussi appelée Premier Plan de Netteté
- PPN -, est appelée l'hyperfocale.
Moins le diaphragme sera fermé et plus
l'hyperfocale sera proche du plan de mise au
point.
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Si
on fait la MAP sur cette distance
que l'on appelle dans ce cas particulier
l'hyperfocale, tout sera net de
l'infini à une distance égale
à :
Hy
/ 2
soit dans notre exemple 1,0 m ( 2,0 m / 2 ).
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Tout
en conservant le même diaphragme
mais en faisant la MAP astucieusement
sur l'hyperfocale et non plus sur
l'infini on a gagné énormément
de PDC puisque maintenant tout sera
net de l'infini à 0,65 m dans
notre exemple.
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Comment
la calcule-t-on ?
Quand
un objectif fait la
MAP sur une certaine
distance, tout ce qui
est devant et derrière
sera de plus en plus
flou. Si on ferme le
diaphragme de l'objectif,
on a vu que des objets
devant et derrière
ce plan de netteté
pouvaient être
nets - ou en tout cas
suffisamment nets -
et cela d'autant plus
que le diaphragme est
plus fermé. Comment
décider si un
objet sur lequel on
n'a pas fait la MAP
est bien net ou pas,
en dehors du plan de
MAP ? On pourrait dire
qu'il suffit de faire
des essais et de regarder
le résultat à
la loupe. Mais si on
veut la calculer pour
avoir une idée
approximative, voire
précise, il faut
introduire un nouveau
terme : le cercle de
confusion ou CdC. C'est
le cercle de plus grand
diamètre que
l'œil confond avec
un point à une
distance donnée.
Cela peut donc varier
selon les personnes
ou les goûts.
Que se passe-t-il sur
une pellicule donnée
? Pour différencier
un détail il
faut qu'il soit discernable
des grains de la pellicule.
Ces grains photosensibles
sont plus ou moins gros.
Sur une pellicule peu
sensible - 25 à
100 ISO - ils seront
vraiment très
fins et de plus en plus
gros au fur et à
mesure que l'on augmentera
la sensibilité
de la pellicule. Le
cercle de confusion
dépend donc de
la taille des grains
du film mais aussi du
format du film. Plus
le film sera petit,
plus on sera exigeant
sur la taille du cercle
de confusion car il
sera proportionnellement
plus agrandi au tirage.
Par convention, il est
de 0,036 mm pour un
film 135 et de 0,06
mm pour un film 120/220.
Si le niveau d'exigence
est supérieur,
il suffit de réduire
la taille de ce cercle
de confusion dans les
formules qui suivent :
Formule
de calcul de
l'Hyperfocale
Pour
calculer l'hyperfocale
puis la profondeur
de champ, utiliser
la formule suivante
:
Hy = ( F×F
) / ( f×CdC
)
où
:
| Hy |
=
Hyperfocale |
| F |
=
longueur
focale de
l'objectif |
| f |
=
diaphragme
utilisé |
| CdC |
=
Cercle de
confusion |
Exemple
: la pellicule
120 est très
fine donc je
décide
d'opter pour
un cercle de
confusion de
0,06, intermédiaire
entre le 135
et le format
120. Je préfère
me donner une
marge de tolérance
! J'utilise
un objectif
de 50 mm à
f 16.0
Hy = 50×50
/ 16×0,06
Hy = 2604 mm soit
2,6 m.
Dans
cet exemple,
je devrai faire
la MAP sur 2,6
m à f
16 avec le Noblex
150 et tout
sera net de
l'infini à
Hy / 2 comme
on l'a vu plus
haut, c'est-à-dire
:
PdC
= 2,6 / 2
PdC = de l'infini
à 1,30
m environ !
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A noter
Tous
les appareils jetables, certains
panoramiques à tourelle comme
l'Horizon 202 ou le Widelux
F8 n'ont pas de système
de MAP et ont leur objectif calé
sur l'hyperfocale calculée
pour l'ouverture maxi. de leur objectif.
Cela dit, même avec des appareils
photo comme le Noblex qui
ont un système de MAP rudimentaire,
il faut constamment travailler avec
l'hyperfocale. Enfin, avec les gros
617 qui n'ont pas de visée
réflexe ni télémétrique,
la MAP sera forcément approximative
et la seule façon d'avoir
le sujet net est d'utiliser la PDC
maxi. donc l'hyperfocale. 
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En
savoir plus...
- Vous trouverez une importante littérature sur la profondeur de champ sur Internet et notamment sur les sites 100iso photographie et Galerie-photo.
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