Calculs 1-La profondeur de champs

La profondeur de champ
Théoriquement
Les calculs
Sur le terrain
Une bizarrerie
Quelques valeurs numériques
Très souvent oubliée sur les appareils autofocus dits "évolués", la profondeur de champ est pourtant un paramètre
essentiel dans le rendu de l'image.
La profondeur de champ est la distance qui sépare le premier plan net du dernier plan net.
Selon son épaisseur, elle va permettre d'isoler le sujet de l'arrière-plan ou au contraire d'obtenir une netteté
impeccable sur l'ensemble de la photo.
THEORIQUEMENT
Si, pour simplifier, on assimile notre objectif à une simple lentille, on voit que d'un point A1 situé à la distance de
mise au point on obtient un point A'1 net. Par contre le point B1 situé plus loin donne une image qui est une tache.
(cf. Schéma ci-dessous)
En fermant le diaphragme, l'image B'2 forme une tache bien plus petite que B'1. (cf. Schéma ci-dessous)
Notre œil loin d'être parfait ne nous permet pas de discerner un point d'une tache de 0.03 mm (cercle de confusion
communément admis pour un film 24x36 mm). Si la tache B'2 est plus petite ou égale à 0.03 mm nous la verrons
aussi nette que le point A'2. Le point B1 est hors de la profondeur champ alors que B2 est à l'intérieur de cette
profondeur.
Autres valeurs du cercle de confusion :
Pour un film 6x6, on admet une valeur de 0,05 mm.
Pour un film 4x5 inch, on admet une valeur de 0,1 mm.
En numérique, le diamètre du cercle de confusion dépend de la taille des photosites du capteur. Vous trouverez ici
http://www.dofmaster.com/digital_coc.html la liste des cercles de confusion communément admis pour votre
boîtier numérique.
LES CALCULS
Avant d'en arriver aux calculs de la profondeur de champ il nous faut déjà définir la distance hyperfocale. La
distance hyperfocale est la distance de mise au point procurant, pour un diaphragme donné, la plus
grande profondeur de champ. Pour être la plus grande, cette distance inclut l'infini.
Formule de calcul de la distance hyperfocale :
H=F²/(e x f)
Avec :
H = hyperfocale en m
F = focale en mm
e = 0.03 (cercle de confusion)
f = diaphragme
Exemple de calcul de l'hyperfocale pour un objectif de 120 mm à f/8 :
H=120x120/0.08x8=14400/0.24 = 60 m
Formule de calcul de la profondeur de champ :
PPN= (d x H) / (H + d)
DPN = (d x H)/(H - d)
PdC = DPN – PPN
Avec:
PPN = distance objectif – premier plan net en m
d = distance de mise au point en m
H = distance hyperfocale
DPN = distance objectif dernier plan net en m
PdC = profondeur de champ en m
Dans notre exemple l'objectif de 120 mm ouvert à f/8 a une H = 60m
Si nous faisons la mise au point sur l'hyperfocale :
PPN = 60x60/(60+60)=3600/120=30 m
DPN=60x60/(60-60)=3600/0=infini
L'image sera donc nette de 30 m à l'infini. La profondeur de champ sera :
PDC = infini – 30 = infini
Par contre si nous faisons la mise au point à 10 m par exemple :
PPN = 10x60/(60+10)=600/70=8.6 m
DPN = 10x60/(60-10)=600/50=12 m
Et PDC = 12-8.6=3.4 m
SUR LE TERRAIN
Avec les anciens objectifs à mise au point manuelle, on disposait d'une échelle de profondeur de champ qui nous
permettait de voir que plus on ferme le diaphragme plus grand est la profondeur de champ.
On pouvait également connaître l'hyperfocale, il suffisait de placer l'infini en face du diaphragme choisi.
Enfin, et le plus important on pouvait choisir sa profondeur de champ et régler le diaphragme qui lui correspondait.
Actuellement Minolta et Canon proposent des modèles qui affichent la profondeur de champ en fonction de
l'objectif, du diaphragme, et de la distance de mise au point mais ce n'est pas immédiat et il faut pianoter.
Sur notre exemple d'objectif ancien, il faut lire que la mise au point a été faite à environ 4 m, que le diaphragme
choisi est f/8. La profondeur de champ est comprise entre les deux 8 c'est-à-dire d'environ 2.70 à 6 m.
Si le diaphragme était de f/22 la profondeur de champ s'étendrait de l'infini à un peu plus d'un mètre. La distance
de mise au point est en fait la distance hyperfocale.
Pour tous ceux qui n'ont ni objectifs anciens, ni les modèles sophistiques, il reste la calculette ou la mémorisation
(cérébrale) d'un certain nombre de règles simples.
Pour un objectif donné, la profondeur de champ augmente quand on ferme le diaphragme. Elle diminue si
on ouvre.
Par rapport à la distance de mise au point, la profondeur de champ se répartit sur environ 1/3 devant et 2/3
derrière le plan de mise au point (exception faite de la macrophotographie).
En macrophotographie, la profondeur de champ se répartir moitié devant, et moitié derrière.
La profondeur de champ diminue quand la distance de prise de vue diminue.
UNE BIZARRERIE
Pour finir, une curiosité que peu de photographes connaissent : pour un même cadrage, la profondeur de champ
est indépendant de la focale de l'objectif.
Par contre pour obtenir ce même cadrage en changeant d'objectif il va falloir modifier la distance de prise de vue.
L'angle de prise de vue va changer ainsi que la perspective.
Sur les photos faites avec les différents objectifs, les points A et B délimitent le cadrage mais l'objectif de 24 mm
embrasse un espace beaucoup plus grand que le 135 mm. Pourtant, au même diaphragme, f/8 par exemple, nous
obtiendrons une profondeur de champ du même ordre (environ 7,5 m).
QUELQUES VALEURS NUMERIQUES
Vous trouverez ci-dessous quelques valeurs usuelles (cas d'un film 24x36).