Hyperfocale

En optique et en photographie, la distance hyperfocale – souvent remplacée par le substantif hyperfocale – est une distance liée à la profondeur de champ qui peut être définie de deux manières légèrement différentes.

  1. L’hyperfocale est la distance minimum à laquelle il est possible de faire la mise au point tout en gardant les objets situés à l'infini avec une netteté acceptable. La mise au point à cette distance permet d'obtenir la plus grande plage de netteté acceptable qui s'étend alors de la moitié de cette distance à l'infini[1].
  2. Pour une mise au point à l'infini, l’hyperfocale est la distance au-delà de laquelle tous les objets ont une netteté acceptable[2].

Elle dépend de la focale utilisée, du nombre d'ouverture et de la limite angulaire de netteté ou du diamètre du cercle de confusion .

Description et netteté acceptableModifier

Le réglage consistant à faire la mise au point sur la distance hyperfocale est utilisée par les photographes pour obtenir une profondeur de champ maximum (en paysage par exemple) ou pour simplifier le paramètre « mise au point » au moment de prendre une photo, permettant ainsi de se concentrer sur d'autres aspects de la scène (en reportage par exemple).

La détermination de l'hyperfocale dépend fondamentalement de la perception de la netteté d'une image. La première approche consiste à fixer de façon arbitraire une limite angulaire de netteté le plus souvent fondé sur le pouvoir séparateur de l’œil. Une valeur classique est de une minute d'arc[3]   pour un œil dont l'acuité visuelle est de 10/10[4]. Du fait du non-respect des distances orthoscopiques, il est souvent plus judicieux d'exprimer l'exigence de netteté par le cercle de confusion, qui dépend de la manière dont la photographie finale est destinée à être regardée.

Le calcul théorique de l'hyperfocale ne tient compte ni des aberrations des objectifs, ni de la résolution de la surface sensible et ni des conditions d'éclairage et de contraste ces deux derniers points n'ayant aucune influence sur la mise au point. Ces calculs restent néanmoins une bonne approche hors de conditions limites.

CalculModifier

En utilisant une limite angulaire de nettetéModifier

Définition 1Modifier

 
Figure 1. Tracé des rayons optiques dans le cas d'une mise à point à l'hyperfocale, où le dernier plan net est alors à l'infini.

La figure 1 ci-contre indique le parcours des rayons quand la mise au point est faite à l'hyperfocale. Le dernier plan net est alors rejeté à l'infini, ce qui correspond à des rayons qui se focalise à la distance   (focale de l'objectif) du centre optique. La limite de netteté   étant très faible, on assimile sa mesure à sa tangente. En utilisant le théorème de Thalès (sur les triangles orange).

 ,

et la relation de conjugaison où apparaît la distance hyperfocale  ,

 ,

on obtient :

 
 
 

soit  .

Définition 2Modifier

 
Figure 2. Tracé des rayons optiques dans le cas d'une mise à point à l'infini, pour le calcul de l'hyperfocale (qui est alors le premier plan net).

La figure 2 ci-contre indique le parcours des rayons quand la mise au point est faite à l'infini. Le capteur (ou la pellicule) est à la distance   (focale de l'objectif) du centre optique. Le premier plan net correspond alors à l'hyperfocale. La limite de netteté   étant très faible, on assimile sa mesure à sa tangente. En utilisant le théorème de Thalès (sur les triangles orange).

 ,

et la relation de conjugaison

 ,

on obtient :

 ,

et on retrouve la même expression qu'en démarrant avec la définition 1, soit  .

Il faut cependant garder à l'esprit que l'angle limite de netteté peut varier en fonction de la position de la surface sensible. Les deux expressions ne mènent pas exactement à la même valeur.

En utilisant le cercle de confusionModifier

Si on utilise comme référence de netteté le diamètre du cercle confusion  , l'angle limite de netteté   dépend de la position   de la surface photosensible.

Définition 1Modifier

D'après la figure 1, le cercle de confusion est  . On obtient

 
 
 

Soit  

Définition 2Modifier

On obtient   et donc  

Dans la pratiqueModifier

En pratique photographique, dans les cas les plus courants,   étant négligeable devant le terme   : on peut alors, pour la première définition, utiliser l'approximation :

 .

En utilisant le diamètre de l'ouverture du diaphragmeModifier

Sachant que  , il vient  .

  •   : diamètre de l'ouverture du diaphragme (m).
  •   : focale (m).
  •   : nombre d'ouverture.
  •   : distance hyperfocale (m).
  •   : diamètre du cercle de confusion (m).

Exemple de calculModifier

Pour un film 24×36 classique dont le cercle de confusion a une valeur de 0,030 mm, avec un objectif fixe de 50 mm et une ouverture à f/8, l'hyperfocale est :

 .

UtilisationModifier

 
Réglage (ici à 1,50 m pour une ouverture réglée à f/11)

Pour le paysageModifier

L'intérêt est ici (a) d'avoir la plus grande profondeur de champ pour une ouverture donnée ou (b) de déterminer l'ouverture minimale pour une profondeur de champ couvrant un premier plan et l'infini.

Exemple, pour un boîtier 24×36, une focale de 24 mm donne un large angle de vue, réglée à une ouverture de f/11, l'hyperfocale est à environ 1,70 m. Un calcul simplifié revient à diviser par deux l’hyperfocale soit  . Avec une mise au point à environ 1,70 m, les éléments placés au-delà de 0,85 m seront nets.

Réciproquement (b), pour assurer la netteté entre un premier plan situé à 0,85 m et l'infini, l'ouverture doit être plus faible f/11 (f/16 ...).

Pour la photographie documentaire ou la photographie de rueModifier

Souvent en photographie documentaire ou en photographie de rue, la distance au sujet n'est pas a priori connue alors que, simultanément, il est nécessaire de pouvoir opérer avec rapidité, L'hyperfocale permet alors de prédéterminer une mise au point permettant d'obtenir une plage de netteté suffisamment étendue pour couvrir les sujets prévisibles. Cela est particulièrement utile pour la mise au point manuelle, en l'absence d'auto-focus ou s'il on veut s'en dispenser.

Pour le même boîtier 24×36, cette fois équipé d’un objectif 35 mm, l'hyperfocale à f/8 est à environ 5 m. Une mise au point réglée aux environs de 5 m assurera que les sujets principaux situés à une distance supérieure à 2,5 m seront nets.


Notes et référencesModifier

  1. La Photographie au reflex numérique pour les Nuls sur Google Livres
  2. Dictionnaire technique du cinéma sur Google Livres
  3. Bernard Balland, Optique géométrique : imagerie et instruments, Lausanne, Presses polytechniques et universitaires romandes, , 860 p. (ISBN 978-2-88074-689-6, lire en ligne), p. 431
  4. Bases Cliniques de la Sensorio-Motricité Oculaire sur Google Livres

Voir aussiModifier

Articles connexesModifier

Liens externesModifier

BibliographieModifier