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La profondeur de champ expliquée


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Martine.orian
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Bonjour,

Moi je fonctionne à l'instinct et avec l'émotion. C'est là que j'admire les Posté le: Ven 28 Mai 2010 16:13    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
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Bonjour,

Moi je fonctionne à l'instinct et avec l'émotion. C'est là que j'admire les personnes qui à la seconde ont tout compris sur le plan technique. Je vais donc relire 30 fois tes savantes explications.

j'avais fait une sortie avec les vendeurs d'un magasin qui m'avaient expliqué de manière pratique comment réduire la lumière avec f4, f8, f9 par exemple et j'ai un peu saisi par la pratique.

Merci pour tes explications bien utiles.
photo
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Denis246
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C'est là que j'admire les personnes qui à la seconde ont tout compris sur le plan techniPosté le: Ven 28 Mai 2010 20:47    Sujet du message: Re: Re : La profondeur de champ expliquée
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Martine.orian a écrit:

C'est là que j'admire les personnes qui à la seconde ont tout compris sur le plan technique.
photo


Si ça peut te rassurer, je n'ai pas tout compris à la seconde !!! Sad loin de là !
J'ai mis pas mal de temps à comprendre, et j'ai eu envie d'aller plus loin. Pour bien comprendre la technique, (en photo comme en d'autres sujets...), j'ai besoin de reposer les choses à la base.
Ensuite, il faut qu'elle se fasse oublier, une fois assimilée, pour que ce soit l'instinct ou l'expérience ou l'habitude qui prenne le dessus. A part pour faire de la photo scientifique ou de studio, la technique ne sert à rien si on est obligé de réfléchir... car l'instant est passé et on a loupé la bonne photo !
Donc l'intéret de la technique, c'est d'en assimiler un peu, pour qu'après, ça devienne un réflex, sans avoir à y penser.
Pour ça, je ne peux que vous inciter à vous amuser avec le petit fichier excel, pour vous rendre compte par vous même de l'effet de tel ou tel paramètre sur la profondeur de champ. Une fois acquis certains éléments qui correspondent à votre manière de faire des photos, vous pourrez éviter de vous poser la question du réglage de l'ouverture sur le terrain. Ca sera plus naturel.

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Charly

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MessageImprimer : Un sujet bien étoffé que je relirai à tête reposée pour pouvoir ensuite mieux appliquer foPosté le: Ven 28 Mai 2010 21:20    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
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Un sujet bien étoffé que je relirai à tête reposée pour pouvoir ensuite mieux appliquer focale, ouverture et profondeur de champ.
Merci Denis !




En cherchant sur le net, j'avais aussi trouvé des calculateurs de PDC en ligne, pour PC et des appli pour Ipod et Iphone :
http://www.fond-ecran-image.com/forum/la-profondeur-de-champ-c-est-quoi-et-a-quoi-ca-sert-vt4094.html#197428
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MessageImprimer : Je pense utile de mentionner quand même les formules classiques de calcul de la profondeurPosté le: Ven 28 Mai 2010 21:23    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Je pense utile de mentionner quand même les formules classiques de calcul de la profondeur de champ, même si elles constituent une approximation.

Elles passent par le calcul d'une grandeur qu'on appelle l'hyperfocale H.
H =F²/(d x N x 1000)
avec F : la focale en mm, d : le diamètre du cercle de confusion en mm, et N le nombre d'ouverture.
L'hyperfocale est alors exprimée en mètre.
Par exemple, pour un objectif de 50 mm et une ouverture f:2, l'hyperfocale vaut 40 m (environ, avec d=0,03 mm)

Une fois qu'on a l'hyperfocale, on peut calculer la distance de netteté la plus proche et la distance de netteté la plus éloignée.
Distance nette la plus proche =(HxD)/(H+D) avec D la distance de mise au point.
Distance nette la plus éloignée =(HxD)/(H-D)
On voit ici que si H=D, alors H-D = 0 et donc la distance la plus éloignée vaut l'infini.
En pratique, si on règle l'objectif sur une distance de mise au point supérieure ou égale à l'hyperfocale, on sera net jusqu'à l'infini.

La profondeur de champ est la différence entre la distance nette la plus éloignée et la distance nette la plus proche.

Je mentionne tout ceci à titre de conformité à la littérature, en n'oubliant pas que c'est une excellente approximation de l'affaire, dès que la distance est assez éloignée.
Pour des exemples du type un objectif de 50 mm, avec ouverture f:4 et distance de mise au point de 10 m, les formules qui passent par l'hyperfocale vont donner une profondeur de champ de 12,47 m alors que mon fichier excel va donner 12,2 m. C'est pareil.
Dès qu'on se penche sur des exemples limite, les écarts sont significatifs.
Par exemple : focale 200mm, distance de mise au point 2 m, et ouverture f:5,6. Les formules d'hyperfocale donnent un profondeur de champ de 33 mm quand les formules exactes (cf fichier excel) donnent 23 mm.
Pire, les formules d'hyperfocale ne marchent pas pour la macro avec grandissement supérieur à 1. Mon fichier excel permet de la faire.

Tout ça pour dire quoi : que l'hyperfocale est utile quand la distance de mise au point est élevée : à ce moment là, si on sait la calculer de tête, on peut savoir comment régler son objectif pour avoir une zone nette depuis H/2 jusqu'à l'infini.
Mis à part ça, je doute que ça serve à grand chose, car on ne me fera pas croire qu'on fait des calculs de tête sur le terrain pour connaitre précisément la profondeur de champ.
Pire, dès qu'on est en mise au point rapprochée ou en macro, l'hyperfocale ne sert à rien puisque l'approximation qu'elle représente dans le calcul de profondeur de champ devient très inexcate.

En conclusion, je vous incite à faire des essais avec le fichier excel que je vous ai fourni, pour voir l'impact de tel ou tel paramètre sur la profondeur de champ. Une fois assimilé certains reflex, le choix de l'ouverture deviendra plus naturel.

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MessageImprimer : Pour essayer d'éviter que certains se perdent dans ce tuto :
1/ les schémas n'ont pour buPosté le: Ven 28 Mai 2010 21:31    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Pour essayer d'éviter que certains se perdent dans ce tuto :
1/ les schémas n'ont pour but que de vous faire comprendre
- qu'un objet n'est parfaitement net que si il est à une distance précise de l'objectif réglé sur une distance de mise au point.
- que si un objet qui n'est pas précisément à cette distance, il est d'autant plus flou que l'ouverture est élevée (ie le nombre d'ouverture est faible Wink )
- la notion de flou dépend de ce qu'on appelle le cercle de confusion (je reviendrai dessus plus tard), et que tant que la tache floue sur le capeur ou la pellicule est plus petite que le cercle de confusion, on voit la tache comme un point, donc c'est net.
2/ le fichier excel fourni a pour but de vous familiariser avec des résultats pour acquérir des réflex. C'est surtout celui-là qu'il faut utiliser de manière ludique, même si vous n'avez rien compris aux schémas. Rolling Eyes

Dans le post qui suit, je vous indique quelques exemples de ce que vous pouvez acquérir comme réflex en utilisant ce fichier escel.

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MessageImprimer : Premier exemple de réflex à acquérir.

Vous faites de la photo de rue, avec un objectif Posté le: Ven 28 Mai 2010 21:41    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Premier exemple de réflex à acquérir.

Vous faites de la photo de rue, avec un objectif de 50 mm. (je parle toujours en 24x36, donc d=0,03 mm).
Vous n'avez jamais le temps à la fois de cadrer et de mettre au point, sans que la scène ait changé.
Vos sujets sont toujours approximativement entre 5 et 10 m de vous.

Et bien cherchez avec le fichier excel l'ouverture et le réglage de mise au point qui convient pour être net à coup sûr sur votre sujet.
Vous allez tomber en tatonnant sur une distance de mise au point de 7 m et une ouverture de f:4. Pour tatonner, il faut commencer par les nombres d'ouverture les plus petits, qui donnent la profondeur de champ la plus faible. Après si vous voulez plus, et bien vous savez qu'en diaphragmant plus, vous aurez une profondeur de champ plus importante.

Résultat, pour ce type de photo, réglez l'expo en mode A, avec ouverture f:4 ou 5,6 pour ISOler le sujet, et distance de mise au point réglée sur 7 m en mode manuel. Ne vous occupez plus que du cadrage et vous pouvez faire de la photo de reportage dans la rue, en toute quiétude sans attendre que l'appareil mette au point sur la bonne zone, que vous ayez le temps de recadrer, ect...

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MessageImprimer : 

En cherchant sur le net, j'avais aussi trouvé des calculateurs de PDC en ligne, pour PPosté le: Ven 28 Mai 2010 21:46    Sujet du message: Re: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Charly a écrit:


En cherchant sur le net, j'avais aussi trouvé des calculateurs de PDC en ligne, pour PC et des appli pour Ipod et Iphone :
http://www.fond-ecran-image.com/forum/la-profondeur-de-champ-c-est-quoi-et-a-quoi-ca-sert-vt4094.html#197428


C'est vrai Charly, mais ils passent tous par l'hyperfocale, qui reste une approximation fausse pour la macro ou les sujets proches. C'était utile à l'époque du calcul mental, mais maintenant qu'on a des ordi, le calcul que je vous propose dans le fichier excel qui n'est pourtant pas compliqué, a le mérite de ne pas faire d'approximation autre que les limites de l'optique géométrique des lentilles minces...
En tout cas, pour la macro, ça marche mieux et pour les sujet éloignés, c'est pareil.

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MessageImprimer : Deuxième exemple de réflex à acquérir.

En photo de paysage, avec des grands angles inféPosté le: Ven 28 Mai 2010 21:59    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Deuxième exemple de réflex à acquérir.

En photo de paysage, avec des grands angles inférieurs à 28 mm.
Quelle ouverture prendre et quelle réglage de mise au point pour une profondeur de champ maximale, c'est dire nette jusqu'à l'infini ?

Et bien vous allez voir que si vous voulez être net de l'infini à une zone proche, vous allez régler comme suit :
- f:5,6 et D=5 m pour pdc de 2,5 m à l'infini
- f:6,7 et D=4 m pour 2 m à l'infini
- f:8 et D= 3 m pour 1,6 m à l'infini
- f:9,5 et D= 2,8 m pour 1,4 m à l'infini.

A retenir : inutile en grand angle, de fermer le diaph au delà de f:9,5 voire f:11 pour la profondeur de champ. A moins de vouloir une zone nette qui démarre vraiment très très près, ou bien de vouloir diaphragmer pour limiter la lumière.
Donc des photos à f:16 ou plus pour un paysage en grand angle sans premier plan très marqué, constituent un réglage a priori innaproprié.

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MessageImprimer : Troisième exemple : du portrait au 100 mm.
Vous voulez isoler votre sujet de l'environnemPosté le: Ven 28 Mai 2010 22:06    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Troisième exemple : du portrait au 100 mm.
Vous voulez ISOler votre sujet de l'environnement, donc vous recherchez une profondeur de champ d'environ 20 à 30 cm.
Quelle ouverture en fonction de la distance ?
Et bien avec le fichier excel vous allez voir que pour :
- une distance de 2 m, vous pouvez fermer à f:11 voire f:16 !!! Et oui, beaucoup seront surpris, en pensant préférable une ouverture plus faible.
- une distance de 4 m, il faut ouvrir entre f:2,8 à f:4
- une distance de 7m, il vous faut une super ouverture de f:1,4 !!

On voit ici, que la profondeur de champ, pour ce type de photo, est très variable avec la distance du sujet, et donc le réglage adéquat du diaph est primordial.

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MessageImprimer : Dernier exemple : la macro.
Pour un grandissement de 0,7 par exemple, avec un objectif dePosté le: Ven 28 Mai 2010 22:15    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Dernier exemple : la macro.
Pour un grandissement de 0,7 par exemple, avec un objectif de 60 mm.
Il faut être à 25 cm de mise au point.

Et là, la profondeur de champ est très faible.
0,9 mm pour f:4,
1,8 mm pour f:8,
3,6 mm pour f:16.

Là, la profondeur de champ varie proportionnellement à l'ouverture. Ce n'est pas le cas en paysage.

A vous maintenant de vous faire vos cas type et de retenir par coeur les ouvertures adaptées à vos propres photos.
Rien ne remplacera l'expérience en la matière, mais la théorie permet de l'acquérir plus vite.

N'oubliez pas quand vous utilisez le fichier excel de mettre la vraie focale de votre objetcif et de modifier le diamètre du cercle de confusion par le coeff multiplicateur de focale de votre apn (pour l'immense majorité qui ne travaille pas en 24x36).
Pour un APS-C, prendre 0,02 mm et pour un 24x36, prendre 0,03 mm.

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MessageImprimer : ... des photos à f:16 ou plus pour un paysage en grand angle sans premier plan très marquéPosté le: Sam 29 Mai 2010 14:20    Sujet du message: Re: Re : La profondeur de champ expliquée
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denis246 a écrit:
... des photos à f:16 ou plus pour un paysage en grand angle sans premier plan très marqué, constituent un réglage a priori innaproprié.

.. et également risqué. Car le pourcentage de diffraction à l'abord des lamelles du diaphragme devient de plus en plus important (dans son rapport avec la surface utile d'éclairement) ; par ailleurs les poussières sur la lentille frontale, puis sur le capteurs deviennent de plus en plus visibles.

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Equipement : 2 boîtiers reflex Sony Alpha 77 mk2. Objectifs : Sony 70-400 G SSM + 2 Sigma DC 17-70 Proxi HSM + Sigma 50-150 2.8 EX HSM + Tamron 70-300 USD + Sigma 8-16 HSM + Sony 50 1.8 + Sony 35 1.8 + Sony SAM 18-55 (en secours). 1 Flash HVL F60M, 1 flash HVL F43M.
J'ai possédé les objectifs Sigma 18-200, 70-300 et 17-70 Contemporary, le Carl Zeiss 16-80, les Sony 18-70, 18-250, 75-300 et 70-300 G SSM. J'ai également possédé les boîtiers Sony A100, A700, A580 et A65. Je peux donc en parler...
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MessageImprimer : Claude, puisque tu abordes le sujet de la diffraction qui conduit à limiter la fermeture dPosté le: Mar 01 Juin 2010 21:35    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Claude, puisque tu abordes le sujet de la diffraction qui conduit à limiter la fermeture du diaphragme, alors que la recherche de profondeur de champ conduit pousser cette fermeture de diaph, je vais chercher à illustrer ton propos très juste.

Pour ceux qui ne savent pas ce qu'est la diffraction de la lumière, on va essayer de faire simple.
Le comportement de la lumère qui passe par un trou (le diaphragme d'un objectif par exemple) peut se décrire grâce à la théorie des ondes. Il en résulte que l'image d'un point n'est pas un point mais une tache. Ici, il ne s'agit absolument plus d'optique géométrique comme pour le début de l'exposé, mais de physique ondulatoire. Cette tache s'appelle la "tache d'Airy" du nom d'un physicien du 19è.
Le cone de diffraction de la lumière issu d'un point est proportionnel à la longueur d'onde (780 nm pour le rouge à 380 pour le bleu violet en passant par 550 nm pour le vert) et au diamètre du trou par lequel passe la lumière.
Dans un appareil photo, la taille sur le plan focal de la tache d'Airy issue d'un point se calcule de manière extrêment simple à partir du nombre d'ouverture N (f:8, f:11, etc...):
- pour du rouge, la tache en µm vaut à peu près 0,9 x N
- pour du vert, la tache vaut à peu près 0,7 x N
- pour du bleu, la tache vaut à peu près 0,5 x N
Et ça, c'est de la physique dure et solide, qui ne dépend de rien d'autre. C'est vrai quel que soit l'appareil et quel que soit l'objectif.

Quelle conséquence ? et bien regardons des ordres de grandeur.
Pour f:8
- la tache d'un point rouge fait 7,2 µm
- la tache d'un point vert fait 5,6 µm
- la tache d'un point bleu fait 4 µm
Pour f:16, tout est pareil mais en double.

A quoi comparer ces valeurs ?
Et bien à la taille d'un pixel. Et là ça dépend des appareils et ça se calcule très simplement en connaissant la taille du capteur en mm et le nombre total de pixels.

Quelques exemples de taille de pixels :
Nikon D700 : 8,5 µm
Nikon D300 : 5,5 µm
Nikon D3x : 6 µm
Nikon D90 : 6 µm
Canon 5D mark II : 6,4 µm
Canon 500D : 4,7 µm
Canon 7D : 4,3 µm

On voit que la taille du pixel varie du simple au double d'un reflex numérique à un autre. Cette taille de pixel est du même ordre de grandeur que la tache d'Airy à ouverture raisonable et devient plus petite lorsqu'on ferme franchement le diaphragme.
Dans ce cas, l'image d'un point est une tache qui se répartit sur 2 pixels ou plus selon les capteurs.
Pour garder un piqué acceptable, il ne faut pas dépasser 2 pixels pour la taille de la tache de diffraction.

Donc pour les différents appareils cités, si on considère du vert qui est la couleur médiane, les ouvertures maxi à ne pas dépasser avant que la diffraction ne devienne visible sont les suivantes :
Nikon D700 : f:22
Nikon D300 : f:16
Nikon D3x : f:16
Nikon D90 : f:16
Canon 5D mark II : f:19
Canon 500D : f:13
Canon 7D : f:13

Pour les compacts à très petits capteurs, c'est bien en dessous => f:8

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Dernière édition par denis246 le Mar 01 Juin 2010 23:42; édité 1 fois
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MessageImprimer : Voyons ça en image maintenant.

J'ai pris la même image avec 4 ouvertures différentes : Posté le: Mar 01 Juin 2010 21:43    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
Répondre en citant Signaler un problème sur ce message

Voyons ça en image maintenant.

J'ai pris la même image avec 4 ouvertures différentes : f4,8, f:9,5, f:22 et f:32.
On voit ci dessous que la profondeur de champ augmente. C'est bien ce qui est prévu. Au passage, il y avait 4 cm d'écart entre les 2 tranches des livres et la map était faite sur le bleu. La prise de vue est à 1m30, avec une focale de 140 mm. Le calcul de profodneur de champ montre au passage que je suis parfaitement net sur les 2 plans à environ f:20. C'est ce qu'on retrouve sur l'image ci-dessous.




Si on observe bien, j'ai dit qu'avec le D700, la limite à ne pas dépasser était f:22 => et bien on observe à f:32 une légère dégradation du piqué !!

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MessageImprimer : Observons ça de plus près maintenant, avec des crops à 800% sur une lettre blanche sur fonPosté le: Mar 01 Juin 2010 21:54    Sujet du message: Re : La profondeur de champ expliquée
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Observons ça de plus près maintenant, avec des crops à 800% sur une lettre blanche sur fond bleu, issus des mêmes images que précédemment.
Première remarque : on voit des liserés rouge en bas et plutot bleu en haut. Ca, c'est l'abberation chromatique de l'objectif, qui n'est pas excellente.
Autre précision, pour pouvoir observer parfaitement les phénomènes, j'ai réglé l'accentuation logicielle à zéro (ce qui n'est possible qu'en format RAW, avec le logiciel qui va bien).

Et bien qu'observe-t-on : la transition du blanc au bleu se fait sur une épaisseur de 5 à 6 pixels à ouverture réduite, commence à augmenter à f:22, et atteint 7 pixels à f:32. Ca reste modéré, mais c'est la conséquence de la diffraction de la lumière.
On voit aussi que la zone bleue présente des pixels plus ou moins fonçés à f:4,8 et très homogènes à f:32. Ca c'est aussi le résultat de la diffraction : l'observation de la tranche du livre en question à la loupe montre bien du grain non homogène dans le bleu qui est dû à la qualité d'impression. On ne voit plus ces détail à f:32 car la diffraction dépasse la taille du pixel et lisse tout en un bleu plus homogène.





Donc à retenir :

Fermer le diaphragme a du bon pour la profondeur de champ, mais dégrade le piqué au delà d'une ouverture limite qui dépend de la taille des pixels. Les compacts à très petits capteurs sont désavantagés sur ce point.

Pour la macro, on a tendance à vouloir diaphragmer très fort : il faut savoir se restreindre, en fonction de son capteur. Généralement, inutile d'aller au delà de f:16. Wink

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Pour les compacts à très petits capteurs, c'est bien en dessous => f:8
Raison pour lPosté le: Mer 02 Juin 2010 8:04    Sujet du message: Re: Re : La profondeur de champ expliquée
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denis246 a écrit:

Pour les compacts à très petits capteurs, c'est bien en dessous => f:8

Raison pour laquelle on ne trouve pas de grande valeur de fermeture sur les compatcs et les bridges.
Ce qui répond au passage à la question d'un FEIste qui ne pouvait faire des "filés" avec son bridge par beau temps, puisque q'uil ne disposait d'une fermeture de diaph suffisante pour compenser la vitesse lente d'obturation imposée.

Bravo Denis pour ce développement !

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J'ai possédé les objectifs Sigma 18-200, 70-300 et 17-70 Contemporary, le Carl Zeiss 16-80, les Sony 18-70, 18-250, 75-300 et 70-300 G SSM. J'ai également possédé les boîtiers Sony A100, A700, A580 et A65. Je peux donc en parler...
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