Profondeur de champ selon la taille du capteur par calcul de l'hyperfocale

[Kaaradokk]

Bonjour,

Avec un peu de temps libre en journée en ce moment, j'ai pu prendre le temps de réviser les bases théoriques. Le point sur lequel je me suis le plus attardé concerne le calcul de l'hyperfocale (pour tous les agréments que peux avoir cette donnée dans la prise de vue quotidienne).
On la trouve très facilement définie par la formule suivante :

H = f² / e.N où f=focale, e=diamètre du cercle de confusion ; N=ouverture du diaphragme

Jusque là, tout va bien : Si la focale augmente, l'hyperfocale augmente aussi (ce qui diminue la profondeur de champ pour une distance de mise au point et une ouverture données). Si l'ouverture diminue (donc si sa valeur augmente), il en va de même pour l'hyperfocale (ce qui a pour effet d'augmenter la profondeur de champ, pour une distance de mise au point et une focale données).

Là où ça se complique, c'est que si le diamètre du cercle de confusion augmente (donc la taille du capteur), l'hyperfocale diminue. Hors, cette dernière affirmation revient à dire qu'à réglages identiques (distance de mise au point, focale et ouverture), la profondeur de champ est proportionnelle à la taille du capteur. Ce qui est faux. La profondeur de champ est inversement proportionnelle à la taille du capteur.
(pour mémoire : on estime à 0.03 le cdc pour un FF, et approximativement 0.019 pour un APS-C canon).

La formule est juste, puisqu'on la retrouve un peu partout. C'est ma compréhension de celle-ci qui est fausse. Mais j'ai beau tourner le problème dans tous les sens, je n'arrive pas à mettre le doigt sur mon erreur.

Quelqu'un peut-il m'aider s'il vous plait ?

[ceres]

Un peu d'aide?

Online Depth of Field Calculator

[Kaaradokk]

Ce calculateur en ligne confirme les résultats obtenus avec mes propres feuilles de calculs.
Avec un capteur plus petit, on obtient par calcul une profondeur de champ plus petite. Or on peut tous confirmer l'inverse avec n'importe quel comparatif FF / compact (histoire que ce soit encore plus flagrant) : il est quasi impossible d'obtenir un flou d'arrière plan avec un compact, et à l'inverse, une grande profondeur de champ quand le premier plan est proche est très difficile à obtenir avec un FF.

Où est donc mon erreur ??

[celestyx]

Hors, cette dernière affirmation revient à dire qu'à réglages identiques (distance de mise au point, focale et ouverture), la profondeur de champ est proportionnelle à la taille du capteur. Ce qui est faux. La profondeur de champ est inversement proportionnelle à la taille du capteur.

La profondeur de champ n'est pas inversement proportionnelle à la taille du capteur avec ces réglages identiques : tu dois considérer que deux photos faites avec la même distance de mise au point, la même focale et la même ouverture ne sont pas identiques (cadrage différent). La profondeur de champ diminue avec la taille du capteur uniquement parce que pour avoir un même cadrage il faut augmenter la focale, alors qu'ici tu es à focale fixe donc cet effet n'est pas pris en compte.

[briceos]

J'ajoute qu'un cercle de confusion (CoC) de 0,03, c'était surtout vrai pour l'argentique (c'était grosso modo la distance entre 2 grains de sel d'argent). Pour l'aps-c, on s'est pas embêter on a divisé par 1,6 (tiens tiens...).

A mon sens, chaque capteur a un CoC différent, c'est l'écart entre 2 pixels (ça correspond à la définition du CoC). Le freeware Barnack permet de calculer la PDC ainsi.

Autre chose : c'est la DISTANCE hyperfocale (pas l'hyperfocale appelée ainsi par abus de langage), car c'est bien une distance de mise au point et pas une longueur focale.

[antec]

La profondeur de champ est fonction du cercle de confusion.

Mais le cercle de confusion n'a rien à voir avec la taille du capteur (amha). Ce sont 2 données différentes : nombre de pixels <=> taille des pixels.

[Kaaradokk]

La profondeur de champ diminue avec la taille du capteur uniquement parce que pour avoir un même cadrage il faut augmenter la focale, alors qu'ici tu es à focale fixe donc cet effet n'est pas pris en compte.

Merci.
En effet, à cadrage identique on augmente la distance de mise au point en diminuant la taille du capteur, ce qui nous rapproche de la distance hyperfocale et donc augmente la profondeur de champ.

Mais en gros, si je prend mon 50mm 1.8 réglé à PO, sur un trépied (qui pour l’expérience ne bougera pas) en faisant la mise au point à 5m, et que je monte là-dessus un APS-C puis un FF, j'aurai dans le premier cas une photo certes cadrée plus serrée, mais avec une PdC plus courte d'après les formules, non ? C'est ce point qui me parait contre-nature.

Alors certes ça ne va pas m'empêcher de continuer à prendre des photos (ce n'est pas, heureusement, que de la physique). Mais ça me chagrine.

[Kaaradokk]

La profondeur de champ est fonction du cercle de confusion.

Mais le cercle de confusion n'a rien à voir avec la taille du capteur (amha). Ce sont 2 données différentes : nombre de pixels <=> taille des pixels.

Si j'ai bien tout comprit, en numérique le cercle de confusion est directement lié à la taille des photosites, eux-même généralement plus grand sur grand capteur...

[antec]

Quelques explications sur le sujet : Profondeur de champ et capteurs numériques

Mais tout cela ne reste que de la théorie ...

C'est bon de le savoir mais ce n'est pas essentiel ... (AMHA). La notion de netteté reste très subjective.
Et comme les échelles graduées de distance ont disparu de bon nombre d'objectifs, on ne peut travailler que "au pifomètre", contrairement au temps de l'argentique.

[nErur]

Merci.
En effet, à cadrage identique on augmente la distance de mise au point en diminuant la taille du capteur, ce qui nous rapproche de la distance hyperfocale et donc augmente la profondeur de champ.

Mais en gros, si je prend mon 50mm 1.8 réglé à PO, sur un trépied (qui pour l’expérience ne bougera pas) en faisant la mise au point à 5m, et que je monte là-dessus un APS-C puis un FF, j'aurai dans le premier cas une photo certes cadrée plus serrée, mais avec une PdC plus courte d'après les formules, non ? C'est ce point qui me parait contre-nature.

Alors certes ça ne va pas m'empêcher de continuer à prendre des photos (ce n'est pas, heureusement, que de la physique). Mais ça me chagrine.

Sauf qu'avec un APSC, ton 50mm revient à un équivalent 80mm. Et si tu refais les calculs entre un 80mm F1.8 sur FF et 50mm F1.8 sur APSC, tu retrouves par le calcul une profondeur de champs plus réduite sur le FF, ce que l'on observe dans la pratique. Je pense du coup que ton incompréhension de la théorie vient de ce décalage de focal du au "crop factor" de l'APSC.

[celestyx]

Mais en gros, si je prend mon 50mm 1.8 réglé à PO, sur un trépied (qui pour l’expérience ne bougera pas) en faisant la mise au point à 5m, et que je monte là-dessus un APS-C puis un FF, j'aurai dans le premier cas une photo certes cadrée plus serrée, mais avec une PdC plus courte d'après les formules, non ? C'est ce point qui me parait contre-nature.

Oui, tu peux faire l'expérience et vérifier que c'est bien le cas.

[antec]

On ne peut comparer que des focales réelles identiques, à ouverture identique.
Le 50 mm sur FF est un 80 sur Aps-c. Donc pas comparables !

[Diakopes]

Si Geo18 passait par ici, il prendrait sûrement un coup de sang .

Alors pour résumer encore une fois la situation
- A focale et distance constantes, la PDC est plus courte sur un APS-C que sur un FF, mais le cadrage est différent
- A cadrage constant, la PDC est plus courte sur un FF que sur un AüS-C parce que pour avoir ce cadrage constant, il faut modifier soit la focale, soit la distance.

CQFD

[glafeuille]

C'est bon de le savoir mais ce n'est pas essentiel ... (AMHA). La notion de netteté reste très subjective.
Et comme les échelles graduées de distance ont disparu de bon nombre d'objectifs, on ne peut travailler que "au pifomètre", contrairement au temps de l'argentique.

Bonjour,

Je suis tout à fait d'accord avec antec, comment connaitre la distance de MAP avec ces optique sans échelle de mise au point et encore moins d'échelle de profondeur de champ ??? le "pifomètre" ne me convient absolument pas

Cordialement,

Gérard.

[Kaaradokk]

- A focale et distance constantes, la PDC est plus courte sur un APS-C que sur un FF, mais le cadrage est différent
- A cadrage constant, la PDC est plus courte sur un FF que sur un APS-C parce que pour avoir ce cadrage constant, il faut modifier soit la focale, soit la distance.

Teutafé. Ça me choquais quand je le disais, mais le lire autrement formulé rend ce couple d'affirmation beaucoup plus cohérent. Merci.

Sauf qu'avec un APSC, ton 50mm revient à un équivalent 80mm. Et si tu refais les calculs entre un 80mm F1.8 sur FF et 50mm F1.8 sur APSC, tu retrouves par le calcul une profondeur de champs plus réduite sur le FF, ce que l'on observe dans la pratique.

Oui mais non. Reporter l'écart entre les capteurs sur la focale est un raccourci pratique mais un peu faussé. Optiquement parlant, un 50mm reste un 50mm, quelque soit la dimension du cadre du capteur. Ton capteur FF capte une parcelle de l'image transmise par ton objectif, et un APS-C en capte une parcelle plus petite. Mais physiquement et optiquement, cette image est strictement identique.cf. la seconde affirmation ci-dessus.

[groux]

Ce calculateur en ligne confirme les résultats obtenus avec mes propres feuilles de calculs.
Avec un capteur plus petit, on obtient par calcul une profondeur de champ plus petite. Or on peut tous confirmer l'inverse avec n'importe quel comparatif FF / compact (histoire que ce soit encore plus flagrant) : il est quasi impossible d'obtenir un flou d'arrière plan avec un compact, et à l'inverse, une grande profondeur de champ quand le premier plan est proche est très difficile à obtenir avec un FF.

Où est donc mon erreur ??

Ton erreur est que tu gardes en tête le raccourci suivant "un capteur FF donne une plus petite PDC", qui est faux. Et tes calcul ne font que le prouver.

Les gens s'évertuent à comparer des images avec un cadrage identique , que ce soit sur APS-C , sur FF ou sur compact. Or pour avoir un cadrage identique il faut soit changer la focale, soit la distance.

Comme ces deux données sont des données du calcul de la PDC, il est normal qu'en utilisant des données de départ différentes, on ait un résultat différent.

C'est comme faire une tarte aux pommes en remplaçant les pommes par des fraises et en déduire que c'est la couleur du plat qui donne un gout de fraise.

S'il est très dur d'obtenir un flou d'arrière plan avec un compact, c'est que la focale de l'objectif utilisé est toute petite (regardes, si tu en a un sous la main, c'est marqué sur la partir frontale de l'objectif).
C'est le crop effectué par le capteur qui fait qu'on obtient un cadrage plus serré. Prends la même photo avec un FF avec une focale très courte, puis croppes ta photo pour avoir le cadrage de ton compact, tu va également t'apercevoir qu'il est très dur d'obtenir un flou d'arrière plan. Simplement parce que ta focale est courte et donc ta PDC très grande.

idem pour la comparaison FF/APS-C: on s'évertue à comparer des images à cadrage égal, obtenu en changeant soit la distance soit la focale. C'est un test faussé.
Pour comparer il faudrait utiliser la même focale à la même distance et cropper l'image obtenue sur le FF pour comparer à celle de l'APS-C.
ET là, on se rends compte que le capteur FF ne donne pas une PDC plus petite.


Ce qui donne une PDC plus petite, c'est le fait d'avoir changer la focale (ou la distance), pas de changer de capteur.

Allez, encore une petite démonstration
Prends un APS-C, montes-y un 50mm et fait une photo. Puis montes-y un 80mm et fait la même photo. Oh, la PDC à changé!!!
et pourtant tu ne vas pas en déduire que ton capteur donnes une PDC plus courte que lui-même

[Thomas Anderson]

Puisque l'on parle de pdc et de cdc, d'aps-c et de FF:

Bonjour Yves,

Intéressante question formulée on ne peut plus précisément.

Sur le mode badin et taquin que j'affectionne je vais d'abord répondre que la différence est d'environ 15cm!

En effet, on arrondit toujours d'environ une ouverture pour faire la différence entre aps-c et 24X36, or en fait il faudrait plutôt 1 ouverture et 1 tiers, ou même bonne une ouverture et demi.

Ainsi, pour un portrait classique, à 3 mètres, avec mise au point pile dans l'oeil du sujet, le plus proche du photographe, évidemment, nous aurons environ 50 cm de profondeur de champ totale pour l'aps-c à f/2.8 de 50, à répartir en avant et en arrière du point. Nous aurons donc les deux yeux et les deux oreilles nets, ainsi qu'un fond relativement flou et assez lisible, bref, ce n'est pas mal du tout.

Avec le couple FF, à f/4 de 80, toujours à 3 mètres, nous ne disposons plus que de 35cm, toujours à répartir d'avant en arrière, si on a bien géré son coup, on est encore net de la pointe du nez aux oreilles, mais par la force des choses, nous aurons plus de flou, même si il restera lisible et progressif, le 24-105 dont il est question ici étant plutôt agréable et réussi sur ce point qui personnellement m'importe beaucoup.

D'où la confusion que font beaucoup de testeurs de l'à peu près et d'experts en noviciat, toujours prompts à la conclusion capillo-tractée!
Je leur pardonne, car ils ne savent pas... vraiment pas.

Ici, dans notre cas, c'est même à f/5.6 que nous aurons les mêmes 50 à 51cm de pdc totale!!!

Mais? Quoi? Comment? On nous aurait menti? A l'insu de notre plein gré?
On nous avait dit 1 stop d'écart! 1 stop! Pas deux!!! Et j'ai lu sur le web que... Et puis j'ai vu un test réalisé par le beau-frère de ma concierge, sur le toit de notre immeuble, qui...

Et oui, je viens de vous démontrer toute l'ampleur de la catastrophe... Voilà pourquoi beaucoup d'ignorants vous affirment que telle optique est meilleure que telle autre, tel couple objectif boîtier faisant de meilleures photos depuis le balcon de la voisine... Un test valable, une comparaison rigoureuse ne peut se faire que en pleine connaissance des lois optiques et en pleine maîtrise de la gestion de profondeur de champ. Ce point est trop souvent négligé, par simple ignorance.

Alors que s'est il passé ici? Plusieurs choses, pourtant simples. Nous avons un capteur plus petit, cela influe sur la perception de la zone de netteté acceptable. Nous avons la focale de 50 d'un côté et celle de 80 de l'autre. Et ça, quel que soit le format, ça ne change pas et ça ne modifie pas les propriétés d'une optique! 50 sera toujours plus "grand angle" que 80 et 80 sera toujours plus "télé" que 50! Or tout photographe qui se passionne pour ces choses sait que la nature même d'une optique, sa focale, lui attribuent un certain nombre de propriétés physiques immuables et qu'un télé tasse plus les plans qu'un UGA, alors qu'un UGA offre plus facilement une grande zone de netteté apparente, donc quand on cherche à obtenir le même cadrage avec des optiques dont l'angle est différent, sur des capteurs de taille différente, comme en mathématiques, les propriétés s'additionnent.
A cela, maintenant, on ajoute le fait que l'on fait son portrait académique à exactement la même distance, distance relativement courte et on a la dernière clef du problème. Pour expliquer simplement cette clef, plus on s'approche, moins on a de pdc totale, plus il faut fermer le diaphragme pour une pdc déterminée. En macro on visse comme un sourd pour avoir une simple fourmi nette dans son ensemble et en balade nocturne, si on sait se débrouiller, on embrassera un pont dans son intégralité à f/1.2 avec son 50, pour peu que l'on soit assez loin... Oui, je sais, ça semble improbable. Mais si vous avez vu Matrix, vous savez qu'avec moi, il faut croire en l'incroyable!

Une petite preuve, plutôt qu'un long discours?

• EXIF: Canon ( EOS 5D Mark III) | 24 L | 24mm | 1/6400s | f/1.4 | ISO 200

• EXIF: Canon ( EOS 5D Mark III) | 24 L | 24mm | 1/8000s | f/1.4 | ISO 200

On voit bien ici l'influence de la distance au sujet et celle de la mise au point... En espérant que cela torde le cou à toutes ces certitudes et affirmations stupides du web, comme, l'uga pour le paysage, le FF pour l'uga, la PO pour du portrait, pas de pdc à PO, le FF c'est mieux, il y a plus de bokeh, le bokeh est meilleur...

Ah bon... Donc on ne peut pas paysager au 300, au 200, au 85, au 50... bon...

• EXIF: Canon ( EOS 5D Mark III) | 70-300L | 300mm | 1/320s | f/5.6 | ISO 200

• EXIF: Canon ( EOS 650D) | 200-500 | 500mm | 1/3200s | f/11 | ISO 1600

• EXIF: Canon ( EOS 7D) | 300 f/2.8 SP | 293mm | 1/400s | f/11 | ISO 400

• EXIF: Canon ( EOS 7D) | 300 f/2.8 SP | 293mm | 1/2500s | f/7.1 | ISO 800

• EXIF: Canon ( EOS 7D) | 300 f/2.8 SP | 293mm | 1/500s | f/8 | ISO 400

Le 17-40 est meilleur que le 10-22, ah, à quelles ouvertures, quelle distance, quel type de mise au point?

• EXIF: Canon ( EOS 7D) | 10-22 | 14mm | 1/40s | f/4 | ISO 200

• EXIF: Canon ( EOS 650D) | 10-22 | 10mm | 1/200s | f/5.6 | ISO 200

Ah, toujours la PO pour un portrait, ah, le diaphragme est cassé? Mais si moi je veux deux yeux et deux oreilles nets? Si je veux un fond assez lisible pour situer un peu le contexte et avoir des transitions douces et de la progressivité? Et si je fais mon portrait au 135 ou au 200, à une distance raisonnable mais courte, de combien de pdc totale disposerai-je à PO? Comment? Il me faudra fermer à f/8? f/11, même!?

Et bien oui, car la pdc au télé est épaisse comme du papier à cigarettes:

• EXIF: Canon ( EOS 5D Mark III) | 180 Tamron | 180mm | 1/250s | f/8 | ISO 25600

Et pour ce qui est du bokeh, meilleur en FF, tout dépend avec quoi et comment...

• EXIF: Canon ( EOS 7D) | 70-300L | 300mm | 1/800s | f/5.6 | ISO 200

• EXIF: Canon ( EOS 7D) | 70-300L | 300mm | 1/500s | f/8 | ISO 200

• EXIF: Canon ( EOS 7D) | 300 f/2.8 SP | 293mm | 1/320s | f/2.8 | ISO 200

Comme si on ne pouvait avoir un beau bokeh en aps-c!!!! Pincez moi, je rêve!!! Qui a encore inversé mes pilules!!!???

Le Diable a dit que son péché préféré est l'Orgueil, le Marketing lui a répondu que l'Envie est le sien...

« La Matrice est universelle. Elle est omniprésente. Elle est avec nous ici, en ce moment même. Tu la vois chaque fois que tu regardes par la fenêtre, ou lorsque tu allumes la télévision. Tu ressens sa présence, quand tu pars au travail, quand tu vas à l’église, ou quand tu paies tes factures. Elle est le monde, qu’on superpose à ton regard pour t’empêcher de voir la vérité. »

-Alors l'aps-c c'est bien?

-OUI!

-Et le FF c'est mieux?

-En gros?

-Ben oui, j'aimerais savoir, moi!!!

-Et bien comment dire, ça dépend...

-Mais ça dépend de quoi?

-Du con derrière le viseur!!!

-Mais tu y vas un peu fort là, non?

-ça dépend, les MDH avaient deux 7D, qui sont en vente d'ailleurs, et Jean Marie Périer, ce si grand et si sympathique photographe qui nous rappelle un chanteur au rire inimitable, ce photographe qui n'aime porter ni caleçons, ni chaussettes, si, si... Et bien lui aussi, encore en 2013, il a photographié au 7D+17-55... Cet homme à bon goût!
D'ailleurs depuis que j'enfile mes jeans à même la peau, mes photos ont changé, faudra quand même que je passe le pas pour les chaussettes... Je vais m'acheter des répétos, comme Gainsbarre... (Repetto? )

Et si vous commencez à vous dire que je pète les plombs, pas plus que ceux qui racontent des carabistouilles à longueur de forum!!! Les slips et les chaussettes influent autant sinon plus sur le résultat photographique que la théorie des forums. Joli pays la Théorie, en théorie tout se passe toujours bien!

Et pour en terminer avec le couple 24-105 et 6D ou 5DIII:

• EXIF: Canon ( EOS 5D Mark III) | 24-105 L | 105mm | 1/2000s | f/4 | ISO 200

Je trouve que pour un cul de bouteille, le 24-105 offre un bokeh très lisible...

Nous ne devons pas raisonner sur la base du même cercle de confusion, tout simplement. Mais comme le cercle de confusion est une notion en partie subjective, où l'acuité visuelle de l'observateur importe autant que les conditions d'observation, que c'est un débat vieux comme la photographie qui est plus exacerbé que jamais par le numérique, ses différents formats et les méthodes empiriques pour déterminer ce cercle de confusion admissible, voire acceptable... Ni toi, ni moi n'avons la bonne formule!

La vérité est ailleurs et dans le pire des cas, tu me donnes encore plus raison dans ma démonstration et pour atteindre la même pdc que à 50 et f/2.8 du format inférieur, il faudra alors fermer à f/6.3 ou plus, lol!
(Je suis de mauvaise foi là, enfin un peu, normalement, avec ton calculateur de pdc, tu ne dois pas trouver la même chose que moi non plus en aps-c.)

Donc 28 ou 35, soit 7cm, à répartir disons 3 devant 4 derrière...

Cela répond il à ton interrogation?

Non, ça ne change rien, on choisit une valeur de cercle de confusion plus ou moins arbitraire, selon une méthode plus ou moins empirique, en sachant que l'on en aura une appréciation tout à fait subjective selon, le format de tirage, l'acuité visuelle de l'observateur et les conditions d'observation...

Bref, tu te focalises sur un détail, le doigt, quand il ne faut retenir que le principe de raisonnement, la lune!

Je te taquine hein, mais en gros, je t'ai répondu dès la première fois, là, tu m'obliges à reformuler.



Et pour te rassurer totalement, mon utilisation de ces données sur le terrain est totalement... pifométrique!!!

J'apprends mes cailloux comme on apprend ses gammes et je fais le point là où j'estime que ça va me donner ce que j'espère, en essayant d'utiliser soit l'ouverture qui va me faire le plus délirer, comme un élément de la composition, soit l'ouverture qui va donner le max du caillou.

Tu ne te récites pas le code en conduisant?

Je sais, je deviens feignasse...

[Kaaradokk]

A croire que 41 ans est l'âge de raison photographique. Faudra que j'en parle à ma sœur qui les célèbre aujourd'hui sans grande conviction

Sinon le propos était clairement exprimé dès mon premier post :

Avec un peu de temps libre en journée en ce moment, j'ai pu prendre le temps de réviser les bases théoriques.

Et même répété par la suite :

ça ne va pas m'empêcher de continuer à prendre des photos (ce n'est pas, heureusement, que de la physique).

Quant à :

Ton erreur est que tu gardes en tête le raccourci suivant "un capteur FF donne une plus petite PDC", qui est faux. Et tes calcul ne font que le prouver.

C'était bien là la source de mon émoi : un raccourci, faux, pourtant largement diffusé sur le net.... Joliment démonté par nos deux derniers contributeurs.

[Thomas Anderson]

L'Elu n'a pas d'age, son horloge interne n'est pas cadencée par la Matrice!

Et ses reloads multiples sont autant de renaissances...

[Suetake]

Optiquement parlant, un 50mm reste un 50mm, quelque soit la dimension du cadre du capteur. Ton capteur FF capte une parcelle de l'image transmise par ton objectif, et un APS-C en capte une parcelle plus petite. Mais physiquement et optiquement, cette image est strictement identique.cf. la seconde affirmation ci-dessus.

+1

Je n'ai jamais poussé le raisonnement théorique bien loins mais je constate juste que le tableau de distances hyperfocales que je me suis imprimé pour mon 50 mm semble tomber, dans la pratique, aussi juste avec mon ancien 60D qu'avec mon 6D...