« Maîtriser le Canon EOS 5D Mk II » en avant-première : choisir l’ouverture du diaphragme
Publié le 25 février 2010 dans Actualités Livres par Hélène Pouchot
La distance hyperfocale (H) est liée à la focale de l’objectif (f), à l’ouverture de diaphragme (n) et au diamètre du cercle de confusion (e) ; elle se détermine de la façon suivante : H = f2/(n × e).
Focale et ouverture étant évidemment connues, seule manque pour le calcul la valeur du diamètre du cercle de confusion. On admettra donc la formule dite “de Zeiss” selon laquelle :
e = diagonale du format/1 730 (ou 1 500 selon les sources…), et qui permet d’estimer le cercle de confusion “moyen” du 5D Mark II à environ 0,027 mm. Le tableau suivant regroupe la distance hyperfocale des objectifs et ouvertures les plus usuels ; on notera que l’effet est d’autant plus prononcé que la focale est courte et le diaphragme fermé, mais on évitera tant que possible de dépasser f/11 en raison de la diffraction.
L’hyperfocale indiquée pour chaque couple focale/ouverture est la distance à laquelle il faut faire la mise au point manuellement à l’aide de l’indicateur de l’objectif. La plage de netteté s‘étendra alors de la moitié de cette valeur à l’infini. Par exemple, avec un 20 mm à f/8, l’hyperfocale est de 1,9 m ; les éléments situés de 1 m à l’infini seront donc dans la zone de profondeur de champ. On comprend à la lecture du tableau que l’hyperfocale n’a d’intérêt pratique qu’avec un grand-angle et une ouverture moyenne à faible.
Traitement du signal et profondeur de champ
Malheureusement, l’adage qui veut que “la différence entre théorie et pratique soit toujours plus grande en pratique qu’en théorie” est une fois de plus vérifié ! En effet, la nature même de l’image numérique et certaines de ses particularités ont un effet sensible sur la netteté et la profondeur de champ. Les grands principes ne sont pas remis en question (encore que…), mais la pratique atteste d’un rendu singulier de la profondeur de champ en numérique qui reste trop peu documenté. On constate souvent un manque de douceur dans les transitions entre le plan de netteté de l’image, très net, et les zones qui sont en avant et en arrière qui semblent tout de suite floues. En argentique, au contraire, l’apparition du flou est tellement progressive que plusieurs plans autour de la zone de netteté paraissent nets.
L’image produite par un capteur est en effet très “molle” et doit systématiquement être accentuée. Schématiquement, ce traitement a pour effet d’augmenter la netteté d’un élément net en augmentant le microcontraste de son contour si sa taille est inférieure à un certain seuil (le seuil de discrimination flou/net), et de renforcer son flou si ce seuil est dépassé (pour limiter l’apparition de bruit). Le contraste entre le flou et le net (déjà élevé du fait de l’absence de diffusion dans le capteur, comparée à celle offerte par l‘épaisseur du film) est donc amplifié par ce traitement, même si la netteté est réglée sur zéro sur le boîtier. Par ailleurs, malgré de réels progrès, le numérique peine à résoudre les plus fins détails et, faute de grain comme en argentique, le rendu des images semble “lisse”, voire métallique selon certains.
La surface du filtre surplombant le capteur est rarement exempte de traces et de poussières. Au moment de l’exposition, elles forment une ombre sur le capteur, d’autant plus dure que le diaphragme est fermé. En conséquence, les taches qu’elles créent sur les images sont autrement plus visibles à f/11, par exemple, qu‘à pleine ouverture.
On a surnommé cet effet de transition flou/net “effet guillotine” ; il est lié au traitement et à des réglages de netteté et de correction de bruit, que la conversion soit faite dans l’appareil ou dans un logiciel dédié. Le problème est très difficile à caractériser, car l’impact visuel et l’intensité de l’effet guillotine varient sensiblement selon les appareils et les réglages de netteté et de correction de bruit. Par ailleurs, pour un même boîtier, le rendu est plus ou moins différent d’un logiciel de développement à l’autre et selon le niveau de correction appliqué. Enfin, toutes choses demeurant égales par ailleurs, on constate parfois à taille de capteur identique une profondeur de champ différente en fonction de la définition du capteur. Il semblerait en effet que celle-ci, ou du moins la taille du photosite, prenne part dans le calcul du diamètre du cercle de confusion, mais dans une mesure qui demande encore à être clairement établie.
Ouf…! La dame, elle dit ce que j’aime faire, je me sens moins seul… Oui, il faut aussi lire le livre de Bryan Peterson (Pratique des vitesses lentes) qui va dans le même sens…
Alors, un 135 mm qui ouvre à 2.0 et utilisé à 2.0 voire 2.2, chouette…!
Merci Hélène…
Voyons voir….!
Pour un format d’un EOS 5, un cercle à 0,03 env et une focale de 100 mm à f11, l’hyperfocale est de 29,6 m
Pour un format EOS 7, un cercle de 0,019 env et tout le reste comme précédemment, l’hyperfocale est de 46,6 m.
La PdC pour un EOS 5 à 10 m est 7,58 m.
La PdC pour un EOS 7 à 10 m est 4,46 m.
La PdC est donc supérieure pour l’EOS 5 que pour l’EOS 7 !
Sauf erreur….
Sauf erreur… le PPN du 5DII est à 7.71m, ca signifie que de 0m, donc de tes pieds jusqu’à ces 7.71m c’est la zone de flou.
Sur le 7D… la zone de flou va de 0m à 4.46m.
C’est donc l’EOS 7D qui offre la plus grande profondeur de champ… puisque la profondeur de champ est la zone délimitée entre le PPN (premier plan net) et le DPN (dernier plan net).
Lorsque tu testera un boitier avec un capteur FullFrame tu te rendras compte que pour obtenir la même profondeur de champ, il y a quasiment un diaph entre un APS-C et un FF
Petit cours d’optique :
On ne peut pas parler de profondeur de champs (PdC) uniquement avec le premier plan net (PPN) sauf dans un cas : lorsque la distance de mise au point est égale à l’hyperfocale.
Dans ce cas, la PdC va de la moitié de l’hyperfocale à l’infini.
Définition : la PdC est la distance qui sépare le PPN du DPN.
Sur un grand format, le cercle de confusion est plus grand que sur un petit format
(voir le pouvoir séparateur de l’œil) :
environ 0,03mm pour un film 24×36, environ 0,06mm pour un film 120/220, etc.
Dans l’exemple qui nous intéresse, pour un EOS 5D (full frame) il est d’environ 0,03mm et pour un EOS 7D (APS-C) il est de d’environ 0,019mm.
Calculs avec d=10m :
L’hyperfocale (H) pour un 100 mm à 11 et avec un cercle de confusion de 0,03 (EOS 5D) est env. 30m (j’ai arrondi) avec (f2/ne = 0,1×0,1/11×0,00003m)
PPN = Hxd/(H+d) = 30×10/(30+10) = 7,5m
DPN = Hxd/(H–d) = 30×10/(30-10) = 15m
PdC = DPN – PPN = 15–7,5 = 7,5m
L’hyperfocale (H) pour un 100 mm à 11 et avec un cercle de confusion de 0,019 (EOS 7D) est env. 48m avec (f2/ne = 0,1×0,1/11×0,000019m)
PPN = Hxd/(H+d) = 48×10/(48+10) = 8,3m
DPN = Hxd/(H–d) = 48×10/(48–10) = 12,6m
PdC = DPN – PPN = 12,6–8,3 = 4,3m
La PdC est « optiquement » plus petite sur un EOS 7D !
Dans ces calculs, on ne tient pas compte de la particularité du numérique, à savoir la taille des photosites qui ne s’apparentent pas tout à fait aux grains d’une pellicule argentique.
C’est bien là tout le problème. En numérique, le flou est moins progressif qu’en argentique.
Un capteur n’est pas une pellicule (une référence à ce sujet : le BOUILLOT)
Une mise au point de l’auteur me parait indispensable…
Les cours et les formules c’est chouette, encore faut il bien les appliquer et les comprendre. Comme proposé plus haut, emprunte un FF et photographie avec le même objectif le même sujet à la même distance. Crop la photo prise avec le FF pour avoir deux images comparables et tu constateras que la PdC est moins grande sur un FF que sur un APS-C.
Bonne continuation
cooladn :
Pour moi, c’est tout le contraire : avoir une théorie, une démonstration qui vienne étayer les observations me parait indispensable. On ne peut pas se contenter d’impression.
C’est d’ailleurs tout l’intérêt de publier ce genre de livre qui permet « d’aller plus loin ».
Le calcul de profondeur existe depuis bien longtemps grâce à l’optique. Votre premier message avec une démonstration basée sur l’optique ne démontre rien.
En argentique, il en a toujours été ainsi pour la PdC et ce n’est pas près de changer. Si vous possédez la démonstration de vos affirmations en vous basant sur les particularités du numérique, celle-ci m’intéresse.
Je vous donne la taille des photosites d’un EOS 5D MarII et d’un EOS 7D qui sont respectivement de 6,4 µm et 4,2 µm.
Comme vous avez l’air de bien connaitre ce domaine j’attends la démonstration avec impatience.
Merci d’avance.
Quelques éléments de réponse et de réflexion :
Dans mes précédentes interventions, tout ce qui je voulais démontrer est que, pour réaliser une démonstration, il faut savoir ce qu’on veut démontrer et l’étayer.
Avec le numérique, on a tendance à oublier les bases : à quoi vont servir les prises de vue.
En argentique, lorsqu’on prenait un moyen format, c’était pour avoir une finesse d’image supérieure pour un même format de tirage ou pour pouvoir agrandir plus avec une même finesse d’image.
La profondeur de champ venait après, en fonction du sujet.
Artistiquement, le cadrage est un des éléments principaux de la prise de vue.
Si nous voulons comparer la profondeur de champ dans des situations différentes, c’est pour une même image (cadrage), sinon cela ne sert à rien.
Si j’ai réalisé une pdv avec un EOS 5D (full frame) à une distance « d5D » et avec une focale « f5D » et que je désire réaliser la même pdv avec un EOS 7D (APS-C) afin d’obtenir le même cadrage, je vais être obligé de changer la distance par rapport au sujet ou la focale.
Gardons la même distance. Nous devons alors changer la focale qui passe alors en « f7D ».
Exemple, pour un même cadrage, si la pdv nécessite un 80mm avec un EOS 5D, un 50mm fera la même chose sur un EOS 7D. Les deux variables qui changent dans ce cas sont la focale et le cercle de confusion.
Calculs :
Cas n°1 : EOS 5D, d5D = 5m, f = 11, focale = 80mm : PdC = 2,8m
Cas n°2 : EOS 7D, d7D = 5m, f = 11, focale = 50mm : PdC = 5,2m
Dans ce cas, effectivement, la PdC EOS 7D > PdC EOS 5D.
Ceci étant dit, d’autres inconvénients peuvent apparaitre.
Pour comparer des boitiers, il faut tenir compte des caractéristiques techniques.
Les boitiers doivent être de même génération ainsi que leur capteur.
Trop d’éléments peuvent influencer la qualité du résultat : taille des photosites, nombre de photosites, le bruit qu’ils génèrent, le traitement post-capture, la profondeur de couleur, etc.
Il est également intéressant de faire un parallèle avec l’argentique en terme de granularité.
Pour un film « grain fin », une valeur admise est de 1µm. Pour un film plus rapide, c’est 50µm.
Si on rapproche cette valeur de la taille d’un photosite (environ entre 4 et 6µm dans notre cas),
le numérique l’emporterait sur l’argentique en haute rapidité mais perdrait par rapport à une film « grain fin ».
Tout n’est donc pas simple, et qu’il faut garder à l’esprit le but final comme en argentique.
@flashouille et cooladn : elle est passionnante, cette discussion et je laisserai bien à Vincent le soin d’y répondre. Après ce que j’ai lu par ci et par là, vos points de vue détiennent autant de vérités et il est vrai que le sujet PdC est devenu encore plus épineux depuis le passage au numérique qui introduit en effet davantage d’impondérables encore car suivant mes propres expériences, ce n’est pas uniquement la taille du capteur, mais également sa résolution, le traitement (interne ou externe dans un logiciel d’image) et le taux d’agrandissement qui modifient notre notion de profondeur de champ. Vincent le dit dans l’extrait de son nouvel ouvrage : la profondeur de champ n’est finalement qu’une illusion optique…
Tout à fait d’accord.
Mais c’est comme en argentique où le pouvoir séparateur si je me rappelle bien (souvenir d’école d’il y a 25 ans…c’est loin) dépend du facteur de contraste.
En numérique, le traitement du renforcement, basé sur le contraste, modifie la notion de profondeur de champ.
D’où l’intérêt de passer par un logiciel de traitement d’image brute.
Quand certaines personnes me demandent conseil, elles aimeraient une « recette » toute faite pour être sûr de ne pas se tromper. Je leurs dis que c’est impossible et que tout n’est que compromis.
La photographie (et plus généralement les métiers de l’image) comme toutes les autres activités est (encore) une affaire de spécialiste, même si on essaie de faire croire le contraire.
Mais ceci est une autre discussion.
D’autres éléments de réflexion pour montrer que tout n’est pas si simple et qu’en fonction du raisonnement, les interprétations peuvent être très différentes.
Le cercle de confusion, sans entrer dans les détails est calculer sur l’observation d’un élément à une certaine distance et la capacité de l’œil à le distinguer. Les grand formats, nécessitant un agrandissement moindre, le cercle de confusion est plus important pour les grands formats que pour les petits.
Ce qui, à mon avis fausse les raisonnements actuels, est que le nombre d’éléments sensibles en argentique croit avec le format.
En numérique, qu’on soit en full frame ou en APS-C ou APS-H, il arrive souvent que le nombre de pixels résultants soit le même ou approximativement le même. L’image sera certainement bruitée, n’acceptera pas de hautes rapidités, etc., mais le nombre de pixels sera identique !
Les valeurs des cercles de confusion avancées en numérique, en tenant compte du seul format, sont peut-être erronés.
Autre source d’interrogation : la taille des éléments sensibles en argentique/numérique.
Sur un EOS D Mark II, la taille des photosites est 6,4µm.
Si on divise 24x36mm par 6,4µm (après conversion bien sûr) on obtient 3750×5625 pixels soit 21MP.
C’est très proche des 3753×5634 annoncés.
En argentique, si on divise 24x36mm par 1µm on obtient
un 864 MP ! C’est un calcul simpliste mais qui pousse à s’interroger.
J’avoue être encore à la recherche d’une étude plus poussée sur le sujet…
Bonjour,
Ayant depuis peu acquis ce livre, je souhaiterai trouver, comme l’indique l’auteur à la page 320, le gabarit du réflecteur pour flash cobra sur le site de question photo. Avec une recherche avancée avec google, je n’ai pu trouver le fichier en question.
Merci d’avance pour votre réponse,
Bon nouvel an à tous et à l’année prochaine!