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[Débutants/Amateurs] Chapitre 7 : la focale & la surface photosensible.

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Lionel
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[Débutants/Amateurs] Chapitre 7 : la focale & la surface photosensible.

Message par Lionel le 2/6/2014, 02:28

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Bonjour/bonsoir.

Nous avons appris le focus en 1er chapitre, nous avons déjà étudié la focale en chapitre 2. Ces deux premiers chapitres présentaient l'avantage de comprendre les optiques de façon très superficielle. Mais comme il s'agissait du second chapitre, je ne pouvais pas trop donner d'informations d'un seul coup.

En chapitre 3, vous vous souvenez que lors de l'étude de l'exposition, je vous avais parlé de la lumière entrant dans la chambre noire et s'enregistrant sur une surface photosensible (pellicule pour les appareils argentiques, et capteur pour les appareils numériques).

La définition réelle de la distance focale est en vérité la distance séparant le centre de la surface photosensible du centre du bloc optique. Il s'agit d'une donnée physique.

Elle ne peut pas à elle seule garantir un angle de champ diagonal précis (l'angle de champ donné est toujours diagonal) même si l'on s'accorde à dire que plus cette distance est importante plus nous verrons loin et inversement, mais cela sur un seul et même appareil.


1) Mettons-nous en situation.

Supposez que vous soyez à 10 mètres d'une cible à fléchettes prêt à envoyer vos armes sur celle-ci et que la cible fasse un mètre carré. Vous voyez la cible d'une certaine taille.

Si vous vous rapprochez de la cible, la distance séparant cette cible de vous va être plus courte. A ce moment là, la dimension de cette cible va vous paraître plus grande au fur et à mesure que vous rapprochez. De même que si vous vous éloignez de la cible, cette la distance va être de plus en plus longue et par conséquent cette cible va devenir toute petite.

On peut dire que dans les deux situations, vous venez de faire la distance focale !

Maintenant, revenons à notre position initiale située à 10 mètres de la cible.


Je n'ai pas fait le document à l'échelle.

J'arrive sur place, et je remplace la cible d'1 mètre carré par une cible d'1 centimètre carré posée exactement à la même place.


Je n'ai pas fait le document à l'échelle.

Vous distinguez à peine la cible car elle est trop loin. Et pourtant, vous n'avez pas bougé !

De même que si j'avais remplacé la cible d'1 mètre carré par un cible de 10 mètres carrés, elle serait beaucoup plus grosse dans votre champ de vision.

Parcourez des yeux la cible en partant en bas à gauche et en terminant en haut à droite... Si vous prenez le nez de votre visage, avec les deux extrémités, cela nous fait 3 points, et donc l'angle de champ visuel diagonal.

Nous ne pouvons établir d'angle de champ uniquement si nous conditionnons ces deux paramètres à savoir notre position par rapport à la cible, et la dimension de cette cible.

Nous pouvons par contre changer la cible et votre position de celle-ci jusqu'à ce que nous parvenions à faire en sorte que vous ayez le même angle de champ de vision.

C'est concrètement ce qui se passe sur les appareils photos numériques compacts. Les constructeurs ont mis des capteurs de petites dimensions et ont en même temps diminué la distance focale afin que les deux répondent aux mêmes angle de champ traditionnels.


2) Le capteur numérique.

Le capteur numérique est comme un scanner, et c'est en ce sens que l'on parle de numérisation de l'image à savoir de transformation de la lumière en courant électrique utilisé pour des moyens d'information (définition de l'électronique). Cette surface photosensible n'a pas une seule et même dimension sur tous les appareils. Il existe toute une gamme de capteurs hiérarchisés de par leur taille.
Voici un aperçu de la taille des principaux capteurs.


Je vous conseille d'imprimer cette fiche

Nous voyons clairement qu'il existe de petits capteurs et de grands capteurs. Les petits capteurs sont présents sur les appareils photos compacts, bridge et compact expert, tandis que les grands capteurs sont présents sur les appareils à optiques interchangeables.

C'est pourquoi la distance focale d'un appareil photo compact ou bridge reste toute petite, l'image étant déjà énormément recadrée par rapport aux grands capteurs. Et comme la profondeur de champ dépend aussi de la distance focale, c'est pourquoi nous avons vu au chapitre 5 pourquoi était-il impossible d'obtenir une petite profondeur de champ avec de simples compacts ou de simples bridges même si, sur l'exemple des compacts experts, leur diaphragme permettait de grandes ouvertures.
Le choix de la dimension du capteur n'a pas forcément d'importance dans le cas où nous ne faisons que prendre des photos, mais en revanche il est fondamental que le capteur de votre appareil arrive à un minimum de dimension si vous voulez réellement faire de la photo. En effet, la qualité de l'image ne sera pas la même selon si votre appareil possède un petit ou grand capteur.

Tout capteur numérique possède un certain nombre de points appelés "photosites". Ces photosites deviendront plus tard des pixels. C'est en ce sens que par vulgarisation du nom, on parle d'un capteur de tant de Mégapixels. Ces photosites sont présents par million sur une surface donnée. La définition est de tant de Mégapixels couplé à la dimension du capteur va nous donner une dimension précise des photo sites. Or, si à l'usine, est-il injecté 16 millions de photosites sur un capteur 1/2,5 pouces (ou 1/2,3 pouces), ils n'auront pas du tout la même taille ni le même espacement entre eux. La dimension et l'espacement des photosites sur un capteur est fondamental, car les photosites étant gros, nous avons d'excellents avantages :

1 - Incontestablement, le plus gros avantage est de pouvoir profiter de tous nos pixels, voir tous les détails et de faire des agrandissements importants,
2 - La sensibilité ISO une fois élevée, fournie beaucoup moins de bruit numérique améliorant qualitativement l'image et permettant de profiter de cet outil,
3 - La différence entre les hautes et basses lumières sera mieux gérée (ce que nous appelons "la dynamique"),
4 - En partie grâce au fait que nous devons avoir de bien plus grandes distances focales pour obtenir le même cadrage qu'un compact, nous gérons mieux la profondeur de champ,
5 - La latence entre deux photos sera plus courte pour une meilleure efficacité,
6 - Le grand capteur ouvre du même coup la porte aux optiques interchangeables, l'optique étant l'élément le plus important en photo, la personne pourra choisir les capacités de son système photographique grâce à son caractère évolutif.

3) En équivalent 24 X 36.

Nous avons vu jusque là que la distance focale était une donnée physique et non une vue de l'esprit. Or, vous remarquerez, conformément à ce que j'ai expliqué ci-dessus que pour très peu de distance focale sur un compact, nous allons voir la même chose avec beaucoup plus de distance focale sur un appareil à optiques interchangeables. C'est normal puisque pour un même angle de champ, sur un appareil à grand capteur, nous avons besoin davantage de nous éloigner de lui d'où cette augmentation de distance focale par rapport à un compact pour obtenir le même cadrage.

Mais nous ne pouvons pas ignorer le 24 X 36. Qu'est-ce que ça veut dire ?

Avant cela, il faut rappeler quelques faits. Lorsque nous étions avec des appareils convertissant la lumière en sels d’argent, le film faisait très souvent une largeur de 35mm pour un enregistrement d’une taille de 24mm par 36mm.


La pellicule classique

Comme c’était le format d’image le plus populaire, il est évident qu’une distance focale renvoyait systématiquement à coup sûr un angle de champ, la surface photosensible n’ayant pas de changement de taille.
Par conséquent, on pouvait dire que 18mm correspondait à 100° d’angle de champ diagonal, que 28mm correspondait à 75° d’angle de champ diagonal, que 50mm correspondait à la structure (et non à la vue) humaine représentée en photographie car il n’y avait pas alors une exagération des perspectives. Ces 50mm correspondaient à 45° d’angle de champ diagonal.

Or, au moment du passage de l’argentique au numérique, tout a été chamboulé, les constructeurs n’hésitant pas à multiplier le nombre de taille de différentes surfaces photosensibles. C’est ainsi que l’on a eu des distances focales ne correspondant plus du tout aux angles de champ dont nous étions habitués.



A partir de là, la situation n’a fait que se compliquer et c’est pourquoi nous avons gardé ce point de repère commun pour savoir à combien notre distance focale était « à l’équivalence en 24 X 36 » ou bien « à l’équivalent 35mm » ou bien encore « à l’équivalent 135mm », les 3 appellations étant justes.
Chaque capteur recadrant l’image de façon plus ou moins intensive, c’est ainsi que pour prendre l’exemple du bridge Fujifilm S4200, même si sa plage de focale s’étend 4,3mm à 103,2mm, on précise qu’il « recadre comme un 24mm à 576mm en 24 X 36 ». Ce bridge recadre l’image environ 5,6 fois par son petit capteur.
Celui-ci est représentée en orange ci-dessus alors que le 24 X 36 est représenté en rouge.
De cette manière là, grâce à cette base commune « à équivalent 24 X 36 » ne correspondant aucunement la réelle distance focale, nous parvenons néanmoins à combler les lacunes dues à cette prolifération des différentes tailles de nouvelles surfaces photosensibles. Et même aujourd’hui, on arrive à mieux cibler les besoins des personnes à tel point que même sur un compact pourtant expert, j’ai vu une nomination de ce cadrage à équivalent 24 X 36 : je veux parler du Fujifilm X20. J’ai été étonné.

Aujourd’hui un seul capteur reprend les dimensions de notre pellicule 135mm : on appelle le capteur « plein format » dit aussi « Full Frame ». Il est présent dans l’illustration des capteurs tout en haut et équipe les appareils reflex les plus doués techniquement.

L’APS H recadre l’image 1,3 fois. Ce capteur reste cependant pour les professionnels de métier (Canon EOS 1D Mark IV notamment).
L’APS C Sony équipe tous les reflex et sans miroir Sony, reflex Nikon, reflex Pentax, les sans miroirs Samsung et recadre l’image 1,5 fois.
L’APS C Canon équipe tous les reflex Canon avec un recadrage d’1,6 fois.
Le 4/3 équipait tous les reflex Olympus/Panasonic et actuellement tous les appareils « hybrides » Olympus et Panasonic. Il recadre 2 fois. Je l’utilise et j’en suis partisan.
Au-delà de deux fois, les capteurs ne rentrent pas dans la famille des grands, et à quelques exceptions près ne sont plus à optiques interchangeables.

Voilà : nous arrivons à la fin de ce tutoriel qui, je l’espère, vous aura permis de continuer d’apprendre, ou bien de réviser vos bases.
N’hésitez pas à me poser toutes vos questions.

Cordialement.


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Dernière édition par Lionel le 6/8/2014, 13:14, édité 1 fois (Raison : 06-08-14 Ajout des liens au sommaire.)


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