Comment et pourquoi maîtriser la profondeur de champ
Si vous allez jusqu’au bout de cet article, …
Vous découvrirez les formules simplifiées pour le calcul de l’hyperfocale et de la profondeur de champ …
Vous trouverez une astuce mnémotechnique pour retenir une valeur clé pour chacune de vos focales préférées et la méthode vous permettant d’en déduire d’autres à différentes ouvertures de diaphragme et distances de mise au point …
La profondeur de champ est une caractéristique déterminante pour la réussite d’une photographie et pour le photographe !
En effet, si la profondeur de champ est faible, l’exigence de précision de la mise au point sera très élevée, ce qui induit des risques de manque de netteté sur les éléments essentiels de la photographie. Par contre, une faible profondeur de champ bien maîtrisée, permettra d’isoler et de mettre en valeur le sujet principal de la photographie et de masquer par un agréable et doux bokeh les premier et arrière plans de l’image.
La profondeur de champ va dépendre, de la valeur du diaphragme sélectionné (plus il est fermé, plus importante est la profondeur de champ), de la distance de mise au point (la profondeur de champ augmente avec la distance) et sera très différente selon la focale utilisée (plus la focale est courte -plus l’angle de vision est grand-, plus la profondeur de champ est importante).
Il y a une très forte variabilité de la profondeur de champ, en fonction de ces différentes caractéristiques, et en particulier pour un même diaphragme selon la focale utilisée et la distance de mise au point.
Il est en conséquence assez difficile d’avoir précisément en tête les valeurs de diaphragme permettant d’avoir la profondeur de champ souhaitée selon que l’on travaille avec un 24mm, un 50mm ou un 85mm, et selon la distance séparant du sujet.
Il existe bien, sur la plupart des appareils photos reflex et expert, un test de profondeur de champ, permettant de fermer le diaphragme à la valeur présélectionnée avant la prise de vue; mais son usage reste délicat du fait de l’assombrissement de l’image dans le viseur, et la profondeur visualisée reste très approximative.
Il existe également des petites applications smartphone gratuites qui permettent de vous restituer la valeur exacte, en fonction de ces différents paramètres; mais dans le feu de l’action, c’est difficilement utilisable.
L’idéal serait d’avoir un certain nombre de valeurs clés en tête, mais les différences sont telles en fonction de la focale et des distances que c’est assez difficile à mémoriser. Dès lors, lorsqu’il y a une nécessité de garantir la netteté et donc la profondeur de champ, la tendance du photographe peut être de fermer excessivement (inutilement) le diaphragme quelque soit la focale, en se privant de luminosité au détriment de la qualité (si cela pousse -par exemple- à utiliser des sensibilités plus élevées que nécessaires).
Je préconise toutefois cette méthode, mais en ne mémorisant qu’un nombre limité de valeurs clés et en ayant également en tête la loi d’évolution.
Vous trouverez ci-après les formules mathématiques détaillées mais retenez la formule simplifiée suivante (valable dans l’essentiel de vos configurations d’utilisation si on exclut les très grandes distances de mise au point, mais pour ce cas nous utiliserons la méthode de l’hyperfocale)
La formule approximative est (pour un reflex 24×36):
D = PfChamp # 0,6*10+2*X2*d/f2
où
- D = PfChamp = profondeur de champ en mètre (m)
- X = distance de mise au point en mètre (m)
- f = Focale en millimètre (mm)
- d = valeur du diaphragme
Valide si :
- f<< X
- X/H <0,3 H étant l’hyperfocale, voir ci-dessous; mais si nous sommes au delà, retenir que la profondeur de champ ne peut être que très supérieure
Avec cette formule, on peut déterminer la valeur pour n’importe quelle formulation, mais ça n’est évidemment pas très opérationnel.
Cependant en retenant une valeur clé, par exemple :
24mm – d(diaph) 2.0 – X(Dmap) 1m : PfChamp = 0,21m
on peut extrêmement rapidement à coup de ratio, déterminer la valeur attendue pour une autre formulation.
Quels ratios ? Eh bien, le résultat est :
- proportionnel au carré de la distance
- proportionnel à la valeur du diaphragme
- inversement proportionnel au carré de la focale
Il suffira donc pour le même 24mm à 2m et à diaphragme=4
- La distance est *2 : incidence *4
- Le diaphragme est x 2 : incidence *2
- Résultat *4 *2 = *8 = 1,68m (calcul exact 1,98m)
Pour un 50mm à 2m et à diaphragme=4
- La distance est *2 : incidence *4
- Le diaphragme est *2 : incidence *2
- La focale est #*2 : incidence / 4
- Résultat *4 *2 /4 = *2 = 0,42m (calcul exact 0,38m)
Pour un 105mm à 3m et à diaphragme=8
- La distance est *3 : incidence *9
- Le diaphragme est *4 : incidence *4
- La focale est #*4 : incidence / 16 (calcul exact 19,1)
- Résultat *9 *4 /16 # *2 = 0,42m (calcul exact 0,38m)
Pour un 85mm à 2m et à diaphragme=2,8
- La distance est *2 : incidence *4
- Le diaphragme est *1,4 : incidence *1,4
- La focale est #*3,5 : incidence / 12
- Résultat *4 *1,4 /12 = /2 = 0,10m (calcul exact 0,09m)
Bon cela reste une gymnastique intellectuelle non évidente, mais … avec un peu d’entraînement et quelques aptitudes au calcul mental, c’est ce que j’ai trouvé de mieux ! Ceci étant, si vous trouvez quelques méthodes mnémotechniques pour retenir un nombre conséquent de valeurs clés … je suis preneur.
Dans cet esprit, j’ai une petite suggestion à vous faire, qui me semble intéressante :
- Prenez une focale f (exprimée en mm) (par exemple 24mm)
- Un diaphragme égal à f/10 (soit pour l’exemple 2,4)
- Une distance exprimée en mètre de racine(f)/4 (soit pour l’exemple #1,25m)
- Le résultat sera de # 0,38m
Cela vous donnera un certain nombre de valeurs clés (donc de repères) pour chaque focale utilisée.
Pour un 100mm, il vous faudra donc un diaph 10 et une distance de map de 2,50m pour disposer de cette même profondeur de champ !
Hyperfocale
En ce qui concerne, l’hyperfocale, c’est la distance de mise au point à compter de laquelle, la netteté est obtenue depuis la moitié de la distance de mise au point jusqu’à l’infini. Très pratique !
Formule approximative pour un reflex 24×36
H = 0,33*10+5*F2/d # 3,3*10-2*f2/d
Plage de netteté de H/2 à l’infini
On peut de la même manière en mémorisant quelques valeurs clés et rapidement à coup de ratio, déterminer la valeur attendue pour une autre formulation.
24mm – d(diaph) 2.0 – Hyperfocale = 9,62m
Équations complètes
D = PfChamp = profondeur de champ en mètre (m)
X = distance de mise au point en mètre (m)
F = Focale en mètre (m)
f = Focale en millimètre (mm)
d = valeur du diaphragme
H = hyperfocale en mètre (m)
a = 3 * 10-5 m pour un DSLR 24×36 (diamètre du cercle de confusion)
Hyperfocale
H = F2/(a*d)+F # F2/(a*d)
Profondeur de champ
La plage de netteté va de X-dX- à X+dX+
D = PfChamp = dX- + dX+
D = 2*(a*d)/F2*(X-F)2/(1 – ((a*d)/F2)2*(X-F)2) # 2*(a*d)/F2*X2
dX+ = (X-F)2/(F2/(a*d)-(X-F)) # X2/(F2/(a*d)-X)
dX- = (X-F)2/(F2/(a*d)+(X-F)) # X2/(F2/(a*d)+X)