PHOTOGRAPHIE Optique photographique

Le principe d'enregistrement d'une image suppose non seulement une surface sensible mais également un système optique nommé objectif. Ce dernier, en fonction de ses caractéristiques intrinsèques, modifie la taille de l'image ainsi que le champ enregistré, c'est-à-dire l'espace photographié.

On distingue classiquement les paramètres quantitatifs d'un objectif (distance focale, ouverture du diaphragme, angle de champ, cercle de couverture) des paramètres qualitatifs (degrés de correction des aberrations). En théorie, il n'est pas possible de les dissocier car un objectif très lumineux nécessitera des corrections poussées et particulières des aberrations d'ouverture ; de même, un téléobjectif demandera des corrections d'aberration chromatique plus soignées.

À partir de concepts simples émanant de l'optique de Gauss, ou optique paraxiale, c'est-à-dire sans tenir compte des aberrations, il est facile de montrer l'incidence des paramètres quantitatifs d'un objectif sur l'image et leurs interactions. Les principaux fondements de l'optique de Gauss suffisent en général à expliquer des phénomènes fondamentaux comme celui de la profondeur de champ ou encore les particularités des bascules et des décentrements sur les chambres grand format.

La plupart des raisonnements tenus dans l'exposé qui suit supposent que l'objectif est assimilé à une lentille mince sans aberration.

Étude des paramètres quantitatifs

Distance focale

La distance focale est l'une des caractéristiques fondamentales d'un objectif puisqu'elle conditionne non seulement la dimension de l'image mais également le champ enregistré. Pour une lentille mince, elle correspond à la distance du centre optique au foyer image F' ; elle est notée f' et est positive pour les systèmes optiques convergents.

Il ne faut pas considérer cette grandeur comme une donnée isolée car elle est dépendante du format. Chaque objectif est en effet classé selon le format qu'il doit nécessairement couvrir afin d'éviter un phénomène de vignettage (perte d'homogénéité de la lumière entre le centre et les bords). La terminologie la plus utilisée est celle de cercle de couverture.

En photographie, on distingue les formats classiques suivants : le petit format (24 × 36 mm), les moyens formats (4,5 × 6 cm ; 6 × 6 cm ; 6 × 7 cm), les grands formats (4 × 5 inches et 8 × 10 inches). L'A.P.S. (advanced photographic system), dernière évolution de la photographie argentique, admet un format plus petit que le 24 × 36. Les formats numériques les plus répandus sont donnés en fonction de la diagonale du capteur (cf. photographie - Appareils photographiques numériques).

L'objectif qui, en fonction du format, donne la même impression de perspective qu'à l'œil nu est considéré comme la focale normale. Toutes les focales inférieures sont des grands-angles. Toutes les focales supérieures sont des téléobjectifs. Un objectif possédant un angle de champ variable est un zoom. Lorsque la variation de focale s'étend de part et d'autre de la focale normale, on parle de zoom transtandard. Ainsi, en 24 × 36 mm, la focale dite normale est le 50 mm ; en 4 × 5 inches, c'est le 150 mm. Toutefois, pour des raisons de conception optique, plus le format est petit, plus la distance focale normale tend à être supérieure à celle qui restitue correctement la perspective.

Angle de champ

Cette grandeur caractérise le champ qui sera enregistré sur la surface sensible. On dissocie généralement l'angle de champ horizontal de l'angle de champ vertical (sauf pour les formats carrés tel le 6 × 6 cm). Ces angles sont définis par les relations suivantes (fig. 1) :

L'angle de champ 2α d'un objectif dépend donc du format et de la distance[...]

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Écrit par

Pascal MARTIN : maître de conférences, responsable du laboratoire d'optique appliquée à l'École nationale supérieure Louis-Lumière

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Optique photographique : profondeur de champ - crédits : Encyclopædia Universalis France — Optique photographique : profondeur de champ

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Photographie : diaphragme et profondeur de champ - crédits : Encyclopædia Universalis France — Photographie : diaphragme et profondeur de champ

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