Comment calculer l'ouverture la plus nette pour un objectif

Lorsque nous parlons de la netteté d'un objectif, nous examinons en réalité sa capacité à résoudre les détails. Lorsqu'un objectif à mise au point est capable de reproduire des détails plus faciles à distinguer dans une image, nous appelons cet objectif net. La netteté d'un objectif n'est pas constante; il change avec l'ouverture, la focale (s'il s'agit d'un zoom) et la distance du sujet.

Les détails résolus sont distincts de la résolution. Une image floue prise avec un reflex moderne aura une très grande résolution mais aucun détail résolu.

La netteté est généralement mesurée en paires de lignes par millimètre (lppmm) ou par la taille du flou sur le capteur en microns. Les détails exacts de ces mesures sont sans importance pour ce didacticiel. Sachez simplement qu’il existe un moyen scientifique et bien compris pour déterminer la netteté, ce qui implique un peu plus que la simple observation du regard.!

Dans ce didacticiel, nous verrons comment calculer l'ouverture optimale pour tout objectif afin de maximiser les détails résolus dans une image..

Pourquoi ne pas vous soucier de la netteté

Avant de plonger, je veux expliquer pourquoi la recherche du maximum de netteté compte rarement autant.

Quelle que soit la situation, l’ouverture et le point de mise au point seront parfaitement combinés, mais d’innombrables autres combinaisons produiront des résultats acceptables. Ce n'est qu'en zoomant extrêmement près et en observant les pixels qu'il est possible de déterminer la différence entre une image la plus nette possible et une image suffisamment nette..

Il y a tellement de choses qui entrent dans la fabrication d'une bonne image que celle de s'assurer de la netteté. Une image peut être techniquement parfaite et n’a absolument aucun mérite artistique - toutes ces images extrêmement nettes et extrêmement ennuyeuses de diagrammes de test - alors qu’une image étonnamment créative pourrait à peine être nette. Le sujet, les tonalités et toutes les choses qui rendent la photographie si merveilleusement subjective jouent un rôle beaucoup plus important.

Même les zones de mise au point de cette image de rêve d'un champ de blé ne sont pas particulièrement nettes. Champ de blé. DanielNanescu / PhotoDune.

Il y a certaines situations où l'attention est importante, ce qui, dans la plupart des cas, est un indicateur indirect de la netteté. Dans les portraits, par exemple, vous voulez que les yeux du sujet soient le point de la mise au point et, par conséquent, le point le plus net de l'image, mais généralement, tant que l'image est nette, suffisamment de choses deviennent importantes plus important.

Alors gardez tout cela à l'esprit lorsque vous lisez ce tutoriel. Savoir calculer l'ouverture et la mise au point optimales pour une image résolue de manière optimale est utile pour les photographes, en particulier les photographes de paysage et d'architecture, mais ce n'est qu'un des nombreux éléments qui entrent dans la création d'une image. Dans la plupart des situations, les règles empiriques que je vais couvrir ici seront tout ce qui est nécessaire pour obtenir une image parfaitement acceptable, même extrêmement, même si ce n’est pas la plus nette possible..

L'acte d'équilibrage de la netteté

Il y a deux choses principales qui affectent la manière dont un objectif résout les détails, le flou de défocalisation et le flou de diffraction. Le flou de défocalisation apparaît le plus souvent aux grandes ouvertures, tandis que le flou de diffraction se produit surtout aux petites ouvertures. C’est un équilibre entre ces deux facteurs en concurrence, ainsi que la profondeur apparente de champ requise, qui conduit à l’ouverture optimale pour une scène donnée..

Astigmatisme

Les lentilles modernes sont étonnantes, mais à cause de la façon dont fonctionne l'optique, la plupart des lentilles ont encore au moins un peu d'astigmatisme. Cela signifie que le plan focal n'est pas le mur invisible bidimensionnel parfaitement uniforme que nous aimons imaginer. Vous pouvez le voir avec les grandes ouvertures en particulier. C'est facile à tester aussi! Configurez votre appareil photo à un mètre ou deux d’un mur en brique ou en stuc et créez une série d’images correctement exposées tout en faisant varier l’ouverture. Avec la plupart des objectifs, vous pouvez voir que le centre de l'image est nettement plus net que les bords des grandes ouvertures..

Dans tous les cas, le flou est un effet plutôt agréable dans de nombreuses formes de photographie. Un arrière-plan flou et rempli de bokeh est souvent un élément souhaitable d'un portrait. Dans d'autres cas, tels que la prise de vue nocturne, le flou est le coût de l'utilisation d'une grande ouverture pour obtenir une exposition décente, mais il fournit également au spectateur un indice visuel utile sur le type de situation d'éclairage..

Il y a des situations où vous avez besoin d'une image très nette, d'un coin à l'autre, de l'astigmatisme. Voilà ce que ce tutoriel est sur, alors continuons.

Profondeur de champ: cercles de confusion

Lorsque vous prenez une photo, la lumière traverse l'objectif et le plan de l'image, qu'il s'agisse d'un film ou d'un capteur. L'objectif focalise la lumière de sorte que les objets situés dans le plan de la mise au point soient reproduits avec une mise au point nette sur le plan de l'image. Les points qui ne se trouvent pas sur le plan de la mise au point, que ce soit plus près ou plus loin, sont reproduits sous forme de points légèrement plus grands, ou de "cercles de confusion".

Réduire la taille de l'ouverture réduit la taille des points flous. Si vous réduisez suffisamment la taille de l'ouverture, les points peuvent être suffisamment petits pour que le techniquement les cercles de confusion défocalisés deviennent si petits qu'il est impossible de les distinguer des points réellement centrés. L'effet est une augmentation apparent zone de mise au point dans les petites ouvertures: profondeur de champ.

Netteté et profondeur de champ

Plus l'ouverture est large, moins la scène peut tomber dans la profondeur de champ. Avec un objectif de 50 mm ouvert à F/1.4, vous pouvez vous concentrer à l’infini, mais tout ce qui est situé à moins de 45 mètres sera flou; les montagnes au loin seront coupantes, mais vous ne pourrez rien voir au premier plan. Peu importe la netteté des zones de mise au point de l'image, tout ce qui tombe en dehors du plan de la mise au point sera flou..

Bien que mes yeux soient très nets dans cette image, la mise au point disparaît de manière agréable. Plus de profondeur de champ n'est pas souhaitable dans cette situation.

Si vous souhaitez tout obtenir, de quelques centimètres à l’avant de l’appareil photo à la montagne au loin, vous devez arrêter votre diaphragme. Plus vous l'arrêtez vers le bas, plus vous aurez de profondeur de champ apparente. L'ouverture la plus étroite sur un objectif donné - souvent F/ 22 sur les objectifs modernes - donnera la plus grande profondeur de champ. Le problème est qu’à des ouvertures étroites, la diffraction commence à avoir un effet néfaste sur la résolution maximale de l’image..

L'équilibre entre ces deux facteurs est la clé pour maximiser la netteté de vos images..

Trouver la tache douce

Pour chaque objectif, il existe une ouverture qui donne la résolution maximale des zones de mise au point. Si vous prenez une carte de test bidimensionnelle, c'est celle que vous utiliserez à chaque fois..

Le moyen le plus simple de trouver cet endroit idéal est de le rechercher sur Google. Chaque objectif populaire est examiné et ses performances sont mesurées sur de nombreux sites Web..

Si vous voulez le calculer vous-même, cependant:

  • Placez votre appareil photo sur un trépied et placez une feuille de papier journal à une distance qui vous permet de voir tout le papier dans le cadre..
  • Concentrez-vous sur le journal, puis prenez une photo à chaque ouverture que l’objectif permet..
  • Importez les images sur votre ordinateur, zoomez à 100% sur chaque image puis comparez-les..
  • L'image avec le texte le plus lisible sera celle prise avec le point idéal de l'objectif.

En général, cette zone idéale se situe entre deux ou trois arrêts à partir de l’ouverture maximale. Par exemple, pour un objectif ayant une ouverture maximale de F/1,4, le sweet spot se situe normalement entre F/2,8 et F/ 4. Pour un objectif ayant une ouverture maximale de F/ 4, c'est entre F/ 8 et F/ 11.

Bien qu’il n’y ait qu’un seul point idéal pour chaque objectif, dans la pratique, la différence de résolution entre F/ 8 et F/ 11 sur une lentille qui s'ouvre à F/ 4 est minime. Si vous tenez à la netteté, arrêtez votre objectif deux ou trois fois et tirez.

La netteté dans le monde réel

En réalité, la netteté du monde n'est pas votre seule préoccupation. Si vous photographiez un paysage plutôt qu'une carte de test, la profondeur de champ est essentielle. Arrêt de l'objectif 50 mm à partir de F/1.8 à F/5.6, qui est à peu près son point de chute idéal, déplace le point de focalisation le plus proche à 15 mètres - une amélioration par rapport aux 45 mètres mais ne donne toujours pas beaucoup de fond au premier plan. Si vous arrêtez l'objectif plus loin, tout ira dans votre profondeur de champ, mais si vous l'arrêtez trop, la diffraction réduira la netteté..

Cette photo est nette tout au long. J'ai utilisé un Canon 17-40mm f / 4 avec une ouverture de f / 8 pour obtenir une précision de 10 mètres à l'infini. Comme je tirais depuis un hélicoptère, rien n’était plus proche.

Ce que nous voulons faire, c'est trouver l'ouverture qui nous donne l'image la plus nette possible, avec la profondeur de champ souhaitée. Les tables de profondeur de champ publiées vont en partie dans ce sens. Ils indiquent quelle est l’ouverture la plus large qui fournira la profondeur de champ souhaitée, mais c’est rarement l’ouverture qui fournira les détails les plus nets dans toute la plage de mise au point..

Le calcul pour faire les calculs devient assez complexe. Ken Rockwell a longuement écrit sur la façon de les faire, mais il n’est pas vraiment nécessaire de le faire vous-même. George Douvos, qui a également expliqué comment calculer l'ouverture la plus nette possible, a développé une application pour iPhone, OptimumCS-Pro, qui effectue tous les calculs à votre place. Si vous voulez trouver l'ouverture optimale pour maximiser la netteté, c'est de loin la meilleure façon de le faire..

L'autre alternative est de travailler à travers les formules de Rockwell ou d'utiliser les règles de base de ce tutoriel..

Les règles du pouce pour les appareils photo 35mm

Voici quelques règles de base pour utiliser, si ce n’est pas l’ouverture optimale, une très proche de celle-ci. Un demi-arrêt ou l’un ou l’autre des côtés n’aura pas d’effet notable sur le degré de netteté de l’image. Ils s'appliquent uniquement aux caméras 35mm ou plus petites. Les caméras de format moyen et grand utilisent souvent des ouvertures relativement plus étroites, ce qui complique encore les calculs..

  • Si vous voulez une netteté maximale sans vous soucier de la profondeur de champ, utilisez le point idéal de votre objectif. En cas de doute, supposons que c'est f / 8.
  • Si vous photographiez avec un objectif grand angle (distance focale de 24mm ou moins) et que vous voulez que tout soit précis, effectuez la mise au point sur un point situé à deux mètres et utilisez une ouverture comprise entre F/ 11 et F/ 16. Plus l'objectif est large, plus l'ouverture que vous pouvez obtenir est grande.
  • Si vous filmez avec un objectif 35 mm et que vous voulez que tout soit bien net, de deux mètres à l’infini, utilisez une ouverture de F/ 16 et faites la mise au point à un point situé à quatre mètres. Ce sont d'excellents paramètres pour la photographie de rue.
  • Si vous photographiez avec un objectif normal (50 mm) et que vous voulez que tout soit net, de deux mètres à l’infini, utilisez une ouverture de F/ 22 ou supérieur.
  • Les objectifs dont la focale est supérieure à 50 mm ne peuvent pas avoir à la fois un premier plan et un arrière-plan nets. Avec un objectif de 85 mm, une ouverture de F/5.6 aura au mieux tout ce qui va de cent mètres à l’infini.

Avec ces règles empiriques, vous devriez pouvoir obtenir des images extrêmement nettes à chaque fois. Elles ne seront peut-être pas les images les plus nettes possibles, mais elles seront très proches. Pour trouver l’ouverture parfaite à chaque fois, utilisez OptimumCS-Pro.