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Calculs de profondeur de champ et d'hyperfocale

EN CONSTRUCTION

Objectif

(Mais non je ne parle pas d'objectif photo, mais du but de cette page! :-D )

J'ai appris la photo il y a très longtemps, à une époque où il fallait tout régler à la main sur l'appareil (un 6×9 à soufflet!), avant d'appuyer sur le déclencheur. Et on ne savait pas avant le développement si on avait bien fait tous les réglages correctement…

Depuis cette époque, il s'est passé plein de choses. Les appareil photos sont devenus numériques et automatiques, et il existe plusieurs dimensions de capteur et plusieurs définitions sur chacun d'entre eux (5 millions de pixel, 10, 15, 20, 40,…). Cela continuera à évoluer, n'en doutez pas!

Alors, j'ai eu envie de faire le point sur les considérations de “profondeur de champ” et d'“hyperfocale” dans le nouveau contexte, à commencer par le “cercle de confusion”.

Netteté absolue et relative

Quand on règle l'appareil photo sur une distance de mise au point donnée (ou quand l'appareil automatique le fait pour vous!), les seuls points parfaitement nets sont ceux qui sont exactement à la distance de mise au point! Dès qu'on s'éloigne en avant ou en arrière de cette distance, le point en question n'est plus parfaitement net. Tout au moins théoriquement.

Mais quand on regarde une photo, on voit bien que les choses ne sont pas aussi tranchées que ça. Les photos de paysage, par exemple, semblent totalement nettes. Pour les photos plus rapprochées, on voit qu'une zone d'une “certaine profondeur” semble nette, et au delà et en deçà, une zone de flou s'installe progressivement. Cette zone de flou, d'ailleurs, ajoute quelque chose à la photo: cela permet, par exemple, de mettre un sujet en valeur en évitant au spectateur d'avoir l'œil attiré par des zones inintéressantes de la photo.

Le but du calcul de la profondeur de champ est de définir l'étendu de cette zone nette “d'une certaine profondeur” dont nous venons de parler.

En fait, cette zone dépend des limites de notre vision: le pouvoir séparateur de l'œil. Le “cercle de confusion” peut être interprété comme étant un petit cercle qu'on voit comme un point à partir d'une certaine distance. Ou comme 2 points rapprochés qu'on voit comme un seul point à partir d'une certaine distance.

On considère couramment que notre “cercle de confusion” correspond à environ 3/10000 de radian, c'est à dire à environ 1 minute d'arc.

Cela veut dire que pour un tirage 8x13cm regardé à 30cm, ce cercle de confusion sera: 300mm * 3/10000rd = 0.09mm. Cela veut dire qu'en gros, un tel tirage regardé à cette distance ne pourra montrer de détails plus fins que 0.09mm, et que toutes les zones montrant des détails plus fins paraitront nettes! Et si ce tirage 8×13 (diagonale=152.64mm) a été obtenu à partir d'un 24×36 (diagonale=43.27mm), le détail de 0.09mm devra être de 0.09/152.64*43.27=0.025mm.

Cette valeur de cercle de confusion de 0.025mm pour un 24×36 se rencontre assez souvent dans la littérature traditionnelle. Et pour l'adapter plus facilement à des formats différents, on rencontre aussi la “formule de Zeiss” qui permet de calculer le cercle de confusion à partir de la diagonale du format: diag/1730. Pour le 24×36 (diagonale=43.27mm), on retrouve bien 43.27mm/1730=0.025mm. Si on l'applique aux capteurs modernes, par exemple celui du Nikon D200 (15.8×23.6 → diagonale=28.4mm), cela donne: 28.4/1730=0.016mm

Mais on voit aussi dans cette littérature traditionnelle beaucoup d'autres valeurs: en gros entre 0.010 et 0.030mm, toujours pour un 24×36. Que faut-il en penser? Que tout le monde a raison…ou a tort: cela dépend en même temps du matériel qu'on a et de ce qu'on veut faire de la photo!

Prenons un exemple. La tradition prend un 8x13cm regardé à 30cm. Mais moi, j'imprime souvent mes photos en A4 (21cm x 29,7cm) à l'ordinateur. Et pour des “tirages” (ou plutôt des “impressions”) de cette taille, on considère qu'on les regarde à une distance correspondant à leur diagonale (ici, diagonale du A4 = 363.74mm). Si j'applique la limite du pouvoir séparateur de l'œil, je trouve un cercle de confusion de: 363.74 * 3/10000 = 0.109mm. Et, ramené à un 24×36, cela donne: 0.013mm! On est donc ici à la moitié de la valeur traditionnelle. Et si on recalcule la formule de Zeiss, on trouve: diag/3333 et non diag/1730.

En fait, la bonne valeur se trouve entre les 2. Les 3/10000 de radian sont probablement un peu sévère et exigent, par exemple, un contraste important et une lumière parfaite, ce qui est loin d'être le cas pour des photos courantes.

De ce fait, je retiendrai par la suite comme valeur par défaut 0.020mm pour un 24×36, c'est à dire une formule de Zeiss recalculée: diag/2164. Mais vous pourrez prendre d'autres valeurs dans les formules ci-dessous, en fonction de vos besoins et de votre niveau d'exigence!

Profondeur de champ

Limite antérieure de netteté

Limite postérieure de netteté

Profondeur de champ

Hyperfocale

profondeur_de_champ.txt · Dernière modification: 2008/11/21 09:43 par tyrtamos

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