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Annonce: La profondeur de champ
Posté le: Bug Killer @ 21 Déc 2011 21:05
Lors d'une discussion sur alphadxd, dans laquelle plusieurs intervenant faisaient une différence entre "profondeur de champ" et une notion ajoutéée par eux, la "zone de netteté" j'ai été amené à donner une définition précise de la profondeur de champ. La voici :

La zone de netteté, ça n'existe pas. Il s'agit simplement de la profondeur de champ perçue dans les conditions où la photo est regardée, plus près, plus loin, plus grande, plus petite, avec une densité d'impression différente de celle pour laquelle elle est considérée comme normale.

Parce qu'elle ne fait pas intervenir uniquement des paramètres physiques intangibles de l'optique, la focale, l'ouverture et la distance de mise au point, mais aussi des paramètres arbitraires et un paramètre physiologique dépendant de l'observateur, la profondeur de champ n'est pas une valeur réelle mais une convention reflétant la perception de netteté. En fait, la netteté absolue n'existe que sur un seul plan, qui comme tout plan n'a pas d'épaisseur. Tout point qui s'éloigne de ce plan, même d'une distance infime, est flou, d'autant plus flou que sa distance par rapport au plan de netteté est grande et d'autant plus flou à éloignement égal que la focale et/ou l'ouverture sont grandes.

Pourquoi percevons nous quand même que les sujets photographiés sont nets de part et d'autre du plan de netteté ? Parce que l'oeil humain n'est pas capable de distinguer la progressivité (le flou) des transitions de moins d'une minute d'arc, soit environ 0,33mm à 1m de distance, valeur qui varie un peu suivant les individus. La taille des transitions que l'oeil peut donc distinguer n'est pas une valeur absolue en dimension (on s'en doute mais cet aspect semble échapper à la plupart des intervenants de ce fil) mais une valeur qui dépend de la distance d'observation. Si une transition a une taille supérieure à cette valeur, elle est vue comme floue. Si vous la voyez floue, pour la rendre nette c'est facile, reculez.

C'est pourquoi la définition de la profondeur de champ fait intervenir la dimension de l'image regardée et la distance d'observation de cette image. Originellement, à l'époque argentique, en raison de la structure quasi continue des films et procédés de tirage, la profondeur de champ était définie pour l'observation d'un tirage à une distance égale à sa diagonale.

Avec l'avènement du numérique, Kodak a proposé un définition tenant compte de la structure discontinue des capteurs et des tireuses numériques, proposition qui ne change pas les valeurs de profondeur de champ calculées auparavant mais précise les conditions de leur obtention. Désormais, la profondeur de champ est définie pour un tirage à 254 points par pouce (ou 100 points par cm) de 10" de diagonale observé à une distance égale à sa diagonale. Par homothétie, la définition est valable pour un tirage de tout autre dimension, tant qu'il est observé à une distance égale à sa diagonale et que la densité d'impression change dans les mêmes proportions. En regardant un tirage à 127 ppp de 20" observé à 20", on perçoit une profondeur de champ identique à celle perçue sur le tirage défini par Kodak.

Toute observation sur une image dans des conditions où les proportions ci-dessus ne sont pas respectées ne peut que constater une profondeur de champ différente de celle définie par le tirage de référence. Exemple : Si on regarde le tirage de 20" en 127 ppp à 10" de distance, la profondeur de champ perçue est plus restreinte que celle calculée. A l'inverse, si on le regarde à 40" de distance, elle est plus importante. Et quand on regarde à 30cm de distance un crop 100% affiché à une définition entre 80 à 100 ppp (celle des écran LCD), la profondeur de champ ressentie est extrèmement réduite, et ce, en proportion inverse de la définition linéaire du capteur.

Du coup, cette profondeur de champ extrèmement réduite que chacun peut constater a conduit les photographes à se plaindre de plus en plus de problèmes avec leurs objectifs ou leur AF, problèmes dont LensRentals a montré qu'ils étaient juste dûs à la dispersion jusqu'alors invisible et donc considérée comme normale. Dispersion due d'une part aux tolérances de fabrication et d'autre part à la méthode même de l'AF à détection de contraste de phase qui sacrifie la précision pour favoriser la rapidité puisque son imprécision est largement inférieure à la profondeur de champ considérée comme normale. D'où l'apparition des micro-réglages et bientôt de l'AF à double détente, approche rapide en contraste de phase et fignolage au contraste vidéo.

Quant à la progressivité du flou, sa "quantité" est directement liée à la focale et son aspect à la formule optique. A champ couvert (cadrage), ouverture, distance d'observation et taille d'image identiques, quelle que soit la focale, la profondeur de champ est la même. Ce qui change, c'est la "quantité" de flou en fonction de la distance. Exemples ici entre un 60, un 100 et un 180mm.

Tout ceci, à taille de capteur identique bien entendu.

Puis plus tard :

@jujucoline : si je te comprends bien, tu utilises deux termes différents pour désigner le même concept, "profondeur de champ" pour la valeur avec les paramètres normalisés et "zone de netteté" pour la valeur avec les paramètres effectifs. C'est inutile et ajoute à l'incompréhension. Tu es largement excusable car la faute vient de ce que pas grand monde, moi y compris, ne prend la peine de rappeler la valeur de tous les paramètres normalisés, taille de capteur comprise, quand il dit qu'à 200/4 sur un sujet à 10m il a 37cm de profondeur de champ, ce qui fait que beaucoup d'utilisateurs ignorent leur existence. On pourrait presque dire que la faute remonte au fait d'avoir gravé dans le marbre, ou plutôt sur le métal des objectifs, une échelle de profondeur de champ, donnant ainsi un caractère absolu à une grandeur qui est relative.

@Okapi : heureusement, tous les calculateurs de profondeur de champ ne sont pas aussi simplistes que DOF Master. Certains, comme PhotoBuddy, permettent de renseigner la taille du tirage et la distance d'observation, donnant ainsi des valeurs conformes à la perception qu'on a de la profondeur de champ en conditions réelles. En voici un en ligne qui est correctement conçu, celui de cambridge in colour ->. Il permet même de prendre en compte deux niveaux d'accuité visuelle. Et surtout, lisez la conclusion.

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