La mise au point
On obtient l’image nette d’un objet par réglage de la distance séparant le centre optique de l’objectif du plan de l’image.
Quelques définitions
Le tirage optique est la distance séparant le centre optique de l’objectif du plan de l’image.
La distance focale est la distance séparant le centre optique de l’objectif du plan de l’image lorsqu’un objet situé à l’infini forme une image nette.
Lorsqu’on effectue la mise au point sur un objet situé à l’infini, le tirage est donc égal à la distance focale :
Pour obtenir l’image nette d’un sujet proche, il faut éloigner l’objectif d’une distance supplémentaire qu’on appelle allongement.
Lorsqu’on effectue la mise au point sur un objet proche, le tirage est alors égal à la distance focale augmentée de l’allongement :
Le réglage de la mise au point
La mise au point s’effectue en éloignant ou en rapprochant le centre optique de l’objectif du plan du film ou du capteur ; les objectifs d’appareils photo sont équipés pour ceci d’une bague de réglage de la mise au point :
Le diaphragme et l’ouverture relative
Les objectifs d’appareil photo sont équipés d’une bague de réglage de l’ouverture du diaphragme :
Les schémas ci-dessous montrent le diaphragme d’un objectif à différentes valeurs d’ouverture :
En ouvrant ou en fermant le diaphragme de l’objectif, on obtient une image plus ou moins lumineuse ; nous verrons ici que le choix d’une ouverture de diaphragme a également une incidence sur la profondeur de champ.
L’ouverture relative indique la luminosité de l’objectif ; cette valeur (notée n), est égale à la distance focale divisée par le diamètre de l’objectif ou du diaphragme.
n = f / ∅Les valeurs de l’ouverture du diaphragme sont normalisées ; le tableau ci-dessous donne, pour chacune de ces valeurs et pour un objectif de 50 mm, le diamètre de l’ouverture du diaphragme correspondant :
| f/1.4 | f/2 | f/2.8 | f/4 | f/5.6 | f/8 | f/11 | f/16 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 35,4 mm | 25 mm | 17,7 mm | 12,5 mm | 8,84 mm | 6,25 mm | 4,42 mm | 3,13 mm |
La profondeur de champ
Dans l’espace de la scène, il n’existe théoriquement qu’un seul plan de netteté ; tout objet situé en avant ou en arrière de ce plan sera considéré comme flou.
En pratique, on admettra une certaine tolérance de netteté, et donc l’existence de deux limites, situées en avant et en arrière du plan de netteté, entre lesquelles tout objet donnera une image considérée comme nette. On appelle profondeur de champ la distance séparant ces deux limites.
Les objectifs d’appareil photo sont équipés d’une échelle de profondeur de champ indiquant la distance du premier plan net et la distance du dernier plan net en fonction de la distance de mise au point et l’ouverture du diaphragme :
Quelques définitions
Le cercle de confusion
C’est le cercle à l’intérieur duquel, compte tenu des limites de résolution du système optique, deux points distincts d’un objet ne peuvent être distingués dans le plan image et semblent donc confondus. Le diamètre du cercle de confusion est une valeur qui représente la tolérance de netteté admise d’un système optique et qui sert à établir l’échelle de profondeur de champ ou la table de table de profondeur de champ d’un objectif. La valeur du diamètre du cercle de confusion la plus communément retenue par les opticiens est égale à 1/1730e de la diagonale du format.
Exemple :
| Format | Diagonale | Diamètre du cercle de confusion |
|---|---|---|
| 24 x 36 | 43,3 mm | 0,025 mm |
| 16 x 24 | 28,8 mm | 0,017 mm |
La profondeur de foyer
C’est, compte tenu de la tolérance de netteté admise, la distance séparant les limites de netteté en avant et en arrière du plan image ; on considérera que toute modification du tirage de l’objectif dans les limites de cette distance n’aura aucune incidence sur la netteté apparente de l’image.
La distance hyperfocale
La distance hyperfocale (H) est la distance séparant l’appareil photo du premier plan net lorsqu’on fait la mise au point sur l’infini. Autrement dit, quand on fait la mise au point sur l’infini, le sujet est net de la distance hyperfocale (H) à l’infini.
Si on fait la mise au point sur la distance hyperfocale (H), le sujet sera net de la moitié de cette distance hyperfocale (H/2) à l’infini. En photographie de paysage, on évitera dont de faire systématiquement le point sur l’infini ; en faisant la mise au point sur l’hyperfocale, on bénéficiera d’une plus grande profondeur de champ.
Calcul de la distance hyperfocale
Il existe une formule simple pour calculer la distance hyperfocale :
H = f2 / (n × e)Dans cette formule :
- H est la distance hyperfocale
- f représente la distance focale
- e représente le diamètre du cercle de confusion
- n représente l’ouverture
En application de cette formule, le tableau ci-dessous donne, pour un appareil 24 x 36 équipé d’un objectif de 35 mm, une estimation de la distance hyperfocale H (en mètres) à différentes ouvertures :
| f/2 | f/2.8 | f/4 | f/5.6 | f/8 | f/11 | f/16 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H | 24,50 m | 17,32 m | 12,25 m | 8,66 m | 6,13 m | 4,33 m | 3,06 m |
| H/2 | 12,25 m | 8,66 m | 6,13 m | 4,33 m | 3,06 m | 2,17 m | 1,53 m |
On constate que la profondeur de champ est d’autant plus grande que le diaphragme est fermé :
- à f/2 et en calant la mise au point à 24,50 m, le sujet sera net de 12,25 m à l’infini ;
- en fermant le diaphragme à f/11 et en calant la mise au point à 4,33 m, le sujet sera net de 2,17 m à l’infini.
Calcul de la profondeur de champ
Deux formules simples permettent d’obtenir respectivement les valeurs des distances du premier plan net (PPN) et du dernier plan net (DPN) en fonction de la distance de mise au point :
PPN = H × D / (H + D)
DPN = H × D / (H - D)Dans ces formules :
- PPN est la distance du centre optique de l’objectif au premier plan net ;
- DPN est la distance du centre optique de l’objectif dernier plan net ;
- H représente la distance hyperfocale (voir la formule de calcul à la section précédente) ;
- D est la distance de mise au point (mesurée à partir du centre optique de l’objectif).
La profondeur de champ est égale à la différence de ces deux valeurs.
Règles de variation de la profondeur de champ
La profondeur de champ varie en fonction de quatre facteurs :
- le format ;
- la focale ;
- l’ouverture relative ;
- la distance de mise au point.
Soient les conditions de test suivantes :
| Format | Focale | Ouverture | Distance de mise au point |
|---|---|---|---|
| 24 x 36 | 50 mm | f/4 | 5 m |
Les tableaux qui suivent montrent la variation de la profondeur de champ en fonction du format, de la focale, de l’ouverture et de la distance.
La profondeur de champ varie en fonction du format
| Format | Cercle de confusion | Focale | Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
|---|---|---|---|---|---|
| 24 x 36 | 0,025 mm | 50 mm | 4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
| 16 x 24 | 0,017 mm | 33,3 mm | 3,84 m | 7,15 m | 3,30 m |
Pour des focales équivalentes dans les deux formats (produisant le même angle de champ), et une même tolérance de netteté (le diamètre du cercle de confusion étant proportionnel au format), la profondeur de champ est d’autant plus grande que le format est petit.
La profondeur de champ varie en fonction de la focale
| Focale | Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
|---|---|---|---|
| 50 mm | 4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
| 35 mm | 3,55 m | 8,45 m | 4,90 m |
Pour un même format, la profondeur de champ est d’autant plus grande que la focale est courte.
La profondeur de champ varie en fonction de l’ouverture
| Ouverture | Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
|---|---|---|---|
| f/4 | 4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
| f/8 | 3,57 m | 8,33 m | 4,76 m |
La profondeur de champ est d’autant plus grande que le diaphragme est fermé.
Les photographies ci-dessous montrent l’incidence de l’ouverture du diaphragme sur la profondeur de champ :
La profondeur de champ varie en fonction de la distance de mise au point
| Distance de mise au point | Premier plan net | Dernier plan net | Profondeur de champ |
|---|---|---|---|
| 5 m | 4,17 m | 6,25 m | 2,08 m |
| 3 m | 2,68 m | 3,41 m | 0,73 m |
Plus le sujet est proche, moins on dispose de profondeur de champ.
Trucs et astuces
Pour déterminer le point et l’ouverture optimums
Sur les objectifs à mise au point manuelle, on trouve :
- une échelle des distances, gravée sur la bague de mise au point,
- et, sur la partie fixe de l’objectif : un repère de mise au point, et une échelle de profondeur de champ de part et d’autre de ce repère.
Pour faire le point et déterminer l’ouverture à utiliser, on procède comme ceci :
1. Faire la mise au point sur le sujet le plus éloigné et repérer la distance sur l’échelle des distances (repère A).
2. Procéder de même pour le sujet le plus proche (repère B).
3. Pour faire le point : tourner la bague de mise au point de telle sorte que les deux repères (A et B) se trouvent à égale distance du repère de mise au point.
4. Sur l’échelle de profondeur de champ, lire l’ouverture indiquée en face des repères A et B et régler le diaphragme à cette ouverture.
Pour une évaluation visuelle de la profondeur de champ
Avec un appareil à visée reflex, il suffit de regarder dans l’oculaire de visée, mais, la visée se faisant à pleine ouverture pour faciliter la mise au point, vous n’avez qu’un aperçu de la profondeur de champ à cette ouverture, et non à l’ouverture réelle. Pour une évaluation de la profondeur de champ à l’ouverture réelle, appuyez sur le bouton prévu à cet effet. En appuyant sur le bouton, le diaphragme se ferme à l’ouverture réelle et l’image s’assombrit, mais vous avez maintenant un aperçu de la profondeur de champ réelle.
Chapitre suivant : Le contrôle de l’exposition.