APS-C, Plein Format, Full Frame – Les capteurs numériques

Quand j’utilise mon grand angle 18mm sur mon Canon 650D, j’ai un angle de champ un peu plus petit que mon copain qui, lui, possède un 24mm monté sur son Canon 5D !
C’est quoi le truc ? Pourquoi mon angle de champ n’est-il pas plus grand ?

Voici un exemple de discussion régulièrement abordé pendant mes séances de coaching photo. La réponse est en fait assez simple… tout dépend de la taille du capteur numérique.

La majorité des gens qui achètent un reflex à capteur APS-C (le plus répandu) ne savent pas toujours quelle influence la taille du capteur peut avoir sur leurs photos.

A la belle époque, les pellicules avaient toutes la même taille : 24 x 36mm et tous les standards se sont déclinés autour de ces dimensions…comme la normalisation des focales des objectifs.
En ce qui concerne les capteurs numérique, il existe plusieurs tailles et standards et c’est le capteur plein format (ou full frame) qui reprend cette taille de 24x36mm. L’APS-C est un capteur de taille plus réduite : 14,8 x 22,2mm… chez Canon, et 15,7 x 23,6mm chez Nikon, Pentax ou Sony. L’APS-C est un des plus répandu mais d’autres formats existent.

Vous trouverez sur cette page Wikipedia un résumé des différents types de capteurs et leur utilisation chez les constructeurs : http://fr.wikipedia.org/wiki/APS-C

Le schéma ci-dessous compare la taille d’un capteur plein format avec un APS-C.

Capteurs APS-C et Plein Format

Capteurs APS-C et Plein Format

Le capteur plein format est 1,6 fois plus grand que l’APS-C Canon et 1,5 fois plus grand que les autres APS-C. On parle de coefficient de conversion.

Revenons maintenant vers notre objectif 18mm. Monté sur un boitier plein format, vous obtiendrez l’image suivante.

18mm - Plein Format

18mm – Plein Format

Mais monté sur un boitier APS-C, vous obtiendrez l’image suivante.

Comparaison APS-C vs Plein Format

Comparaison APS-C vs Plein Format

Le capteur ne capture qu’une partie de l’image et cette image parait donc plus grande. Si on multiplie les 18mm par ce facteur de 1,6 on obtient 29mm… sur un boitier APS-C, le 18mm se comporte comme un 29mm, ce qui explique également la réduction de l’angle de champ.

Connaitre le type de capteur de votre boitier n’est donc pas anodin car un objectif 24-70mm ne sera pas le plus adapté sur un APS-C comme le canon 7D. Il se comportera comme un 38-112mm ! C’est pour cela que les constructeurs proposent des objectifs 18-55mm qui, eux, seront plus adaptés pour du paysage. A l’inverse, un objectif 100-400mm monté sur un APS-C se comportera comme un 160-640mm… pas mal pour aller taquiner les petits oiseaux !

Alors ? APS-C ou plein format ? Tout est une question de compromis. Je n’ai abordé, ici, que l’influence de la taille des capteurs sur l’image capturée par un objectif. Je n’ai pas parlé de qualité d’image… en faveur des capteurs pleins format… et du prix… également plus cher pour ces boitiers full frame.

 

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Les bases de la photo (4) – Profondeur de champ et Hyperfocale

 Article précédent : Les bases de la photo (3) – Focales et Objectifs

La maitrise de la profondeur de champ est certainement la technique la plus importante en photographie. Savoir la maitriser est primodial si vous voulez soigner vos clichés.

La profondeur de champ est la distance séparant le premier et dernier plan net de votre image.

Plus cette distance est grande et plus la profondeur de champ est élevée. C’est ce que l’on recherche en général dans les photos de paysage où il est intéressant d’avoir une zone de netteté la plus grande possible. A l’inverse, pour du portrait, on recherchera à réduire cette zone de netteté de manière à n’avoir que le personnage net avec un arrière plan flou mettant le sujet en valeur.

Deux paramètres sont nécessaires pour maitriser la profondeur de champ : l’ouverture et la focale. Pour une même focale, plus l’ouverture est grande, plus la profondeur de champ est réduite. Les 4 photos qui suivent en sont une illustration.

Ouverture f/2.8
Ouverture f/4
   
Ouverture f/8
Ouverture f/16

La question qui vient donc à l’esprit lorsque l’on fait des photos de paysage est la suivante : comment m’assurer d’avoir la plus grande profondeur de champ possible ?

La réponse est : l’hyperfocale !

L’hyperfocale est la distance minimum à partir de laquelle le sujet est net, si on fait la mise au point sur l’infini.

La formule de calcul est la suivante : Distance hyperfocale  = focale² / (diaphragme x cercle de confusion)

Cette distance est exprimée en mètres. Le cercle de confusion est une tolérance de netteté qui dépend du type d’appareil. Une valeur de 0,03 est appliquée aux appareils 24×36 ou numériques « Full Frame » et 0,02 pour les autres boitiers reflex.

Le tableau suivant vous donnera une idée des valeurs pour un boitier « Full Frame ».

 

 24 mm

 50 mm

 100 mm

 200 mm

 f/2.8

6,86

29,76

119,05

476,19

 f/4

4,80

20,83

83,33

333,33

 f/8

2,40

10,42

41,67

166,67

 f/11

1,75

7,58

30,30

121,21

 f/16

1,20

5,21

20,83

83,33

On comprendra plus facilement l’intérêt d’un objectif grand angle pour la photo de paysage !

Autre particularité importante de l’hyperfocale : si l’on fait la mise au point sur la distance hyperfocale (au lieu de l’infini), la zone de netteté commence à la moitié de la distance hyperfocale !

Exemple avec un 24 mm et une ouverture à f/8 :

  • si l’on fait la mise au point à l’infini, la zone de netteté s’étend de 2,4m à l’infini,
  • si l’on fait la mise au point à 2,4m la zone de netteté s’étend de 1,2m à l’infini.

Voilà, il ne vous reste plus qu’à vous faire votre petit tableau, le garder précieusement dans votre sac photo et partir pour une séance d’exercices pratiques !

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Les bases de la photo (3) – Focales et Objectifs

Article précédent : Les bases de la photo (2) – La Sensibilité

Après avoir abordé les paramètres rentrant en ligne de compte dans la bonne exposition de votre cliché, attardons nous maintenant à de nouveaux paramètres qui vont jouer sur la technique de vue en commençant par la focale.

Dans l’article dédié à l’ouverture, nous avons brièvement parlé des objectifs et de leur ouverture maxi. Le deuxième paramètre clef d’un objectif est sa focale. La focale (notée F) est la distance séparant la lentille principale du plan focal (le capteur ou le film).

Associé à la focale, un autre paramètre entre en jeu : l’angle de prise de vue (angle de champ). Plus la focale est courte et plus l’angle de champ est ouvert. Par exemple une focale de 24mm couvre un angle de champ d’environ 84° alors qu’une focale de 100mm couvre environ 24°. Vous comprendrez donc pourquoi les focales courtes sont plus adapatées aux photos de paysage.

A noter également que la distance mini de prise de vue augmente avec la focale. Avec un 200 mm, la distance mini est de plus d’un mètre alors qu’avec un 24mm, elle sera d’environ 25 cm.

Les objectifs les plus couramment utilisés couvrent des focales allant de 18 à 400mm. On trouve également des objectifs avec des focales en dehors de cette plage mais plus spécialisés à certaines utilisations. On classifie les objectifs dans 3 principaux groupes :

  • les objectifs grand angle : entre 14 et 28mm
  • les objectifs trans standards : entre 35 et 120mm
  • les téléobjectifs : au delà de 150mm

Cà, c’est pour la classification liée à la focale. Il existe une autre manière de classifier les objectifs :

  • les objectifs à focale fixe, comme un F100mm par exemple
  • les objectifs à focale variable plus communément appelés zooms comme le F28-70mm

Si l’on revient sur l’ouverture maxi, les objectifs à focale fixe sont généralement plus lumineux que les zooms. Voux trouverez un 50mm ouvrant à f/1,4 maxi alors qu’un 24-70mm pro ne dépassera pas f/2,8. Le zoom est plus polyvalent alors que le fixe est plus lumineux avec une qualité optique un peu supérieure.

Voilà, suivant le type de photos que vous souhaitez réaliser, la compréhension de ces paramètres sera nécessaire et vous aidera à choisir le type d’objectif le plus adapté. Nous vous présenterons prochainement un article avec des exemples concrets qui pourront également vous aider dans ce domaine.

Une dernière règle à retenir: la focale est l’un des 2 paramètres (avec l’ouverture) influençant la profondeur de champ, sujet abordé dans un prochain article…

Article suivant : Les bases de la photo (4) – Profondeur de champ et Hyperfocale

 

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Les bases de la photo (2) – La Sensibilité

Article précédent : Les bases de la photo (1) – Ouverture et Vitesse

     Maintenant que vous savez tout sur le couple infernal ouverture / vitesse, vous savez également que ce couple à ses limites. Quand on atteint ces limites, il faut jouer avec un troisième paramètre qu’est la sensibilité.

     A l’époque de l’argentique, on utilisait des films qui respectaient une sensibilité donnée notée en ISO. La sensibilité des films allaient généralement de 50 à 800 ISO (je ne parle pas des films spéciaux). Plus le nombre est élevé, plus la sensibilité est élevée. Dans nos appareils numériques, c’est le capteur situé au centre de l’appareil qui fait office de pellicule (je simplifie au maximum !). Un des gros avantage du numérique et que vous pouvez jouer avec la sensibilité pour chaque photo, ce qui n’était pas le cas avec votre ancienne pellicule 24 poses de 100 ISO !

     Dans le monde du numérique, la sensibilité peut varier entre 50 et 1600 voir 3200 ISO. Les nouveaux reflex numériques se vantent même de pouvoir gérer la sensibilité jusqu’à 25600 ISO et même plus ! Une grosse guerre marketing se joue autour de ces nouveaux paramètres, à croire que tout le monde veut pouvoir faire des photos dans le crépuscule total !

     Même si ces extrêmes ne sont pas importants pour le commun des mortels, il est sûr que la technologie apporte et apportera son lot de progrès dans ce domaine.

     Revenons à la pratique photo. Pour les photos en extérieur, la plage ISO utilisée est comprise entre 50 et 400 ISO. A l’intérieur sans flash, vous aurez besoin de monter encore jusqu’à 800 ou 1600 selon les conditions. Sur les compacts récents, une fonction de gestion automatique de la sensibilité peut être activée et vous permet de ne pas avoir à vous casser la tête. Cependant c’est quand même mieux de comprendre ce qu’il se passe !

     Comment la sensibilité influence t-elle mon couple ouverture / vitesse ? C’est très simple : imaginons que mon boitier soit réglé sur une sensibilité de 100 ISO. J’utilise un objectif dont l’ouverture maxi est f/5,6 et je veux faire quelques photos de paysage en fin de journée. Imaginons qu’à cette ouverture de f/5,6 la vitesse calculée soit de 1/15s car il commence déjà à faire sombre. Cette vitesse n’est pas assez rapide pour éviter le flou de bouger. Je change donc la sensibilité de 100 à 200 ISO. En doublant la sensibilité, c’est comme si je doublais l’intensité lumineuse. Mon couple passera à f5/,6 et 1/30s (la vitesse a doublé). Si je double encore la sensibilité en passant à 400 ISO, ma vitesse passera à 1/60s. Je peux maintenant déclencher sans risque de bouger.

     Si vous avez tout compris, je peux donc vous donner quelques équivalences basées sur cet exemple :

ISO

Ouverture

Vitesse

100

f/5,6

1/15s

200

f/5,6

1/30s

400

f/5,6

1/60s

100

f/4

1/30s

100

f/2,8

1/60s

     Vous comprendrez ici l’intérêt d’avoir un objectif lumineux. Dans mon exemple, un objectif ouvrant à f/2,8 m’aurait permis de faire la photo sans toucher la sensibilité. Ce même objectif à f/2,8 et 400 ISO m’aurait permis d’utiliser une vitesse de … 1/240s… pas mal !

     Augmenter la sensibilité c’est donc le pied ! Sauf que l’on voit un nouveau phénomène apparaitre avec les hautes sensibilités : le bruit numérique. L’amplification de la sensibilité du capteur génère des pixels parasites souvent de couleur verte ou rouge. On perd en netteté, en contraste et en rendu de couleurs. C’est ce qui donne ce côté « granuleux » aux photos. Sur les compacts, le bruit devient généralement visible en passant la barre des 400 ISO. Sur les reflex pro, il est plutôt bien contenu jusqu’à 1600 ISO. Tout est donc une affaire de compromis. Il faut donc bien connaitre son appareil et ses capacités.

     Dans quel cas doit-on ou peut-on jouer avec la sensibilité ? Prenons quelques exemples.
1) photo d’intérieur sans flash
     Ce peut être le cas de musée ou exposition oû l’on autorise les photos mais sans flash. Autre cas de figure, les photos d’intérieur que vous faites chez vous. Ce type de photo permet de d’utiliser la lumière naturelle (ou celle de l’éclairage de la pièce) de manière à avoir une source lumineuse plus douce, propice aux portraits. Suivant l’éclairage on peut avoir besoin d’augmenter la sensibilité jusqu’à 800 voir 1600 ISO.

2) photo de spectacle ou sport en salle
     On se retrouve dans le même type que précédemment. La complexité supplémentaire est le besoin d’utiliser des vitesses plus élevées afin de figer les mouvements. Très difficile voir impossible avec un simple compact et déjà compliqué avec un reflex. Le salut vient avec des objectifs dit « lumineux » qui permettent grâce à leur grande ouverture maxi d’obtenir des vitesses plus ou moins élevées. Bien évidemment ces objectifs sont chers et plutôt réservés aux pros et experts fortunés.

3) paysage nocturne ou fin de journée
     Dans ce cas de figure, le flash ne vous sert à rien à part éventuellement dégager le premier plan mais si vous n’avez pas de pied qui vous permettrait de passer la barre des 1/60s, il ne vous reste plus qu’à augmenter la sensibilité de manière à garder des vitesses utilisables.

4) photo de sport et macro
     Même à l’extérieur, il existe pleins de cas de figure ou vous devez garder des vitesses élevées. C’est le cas de la photo de sport où pour être sûr de garder une vitesse élevée, il vaut mieux augmenter un peu la sensibilité. Idem pour la macro photographie ou les objectifs macro demandent beaucoup de lumière, ceci afin d’avoir une vitesse suffisante mais également une profondeur de champ étendue. La profondeur de champ est dépendante de l’ouverture mais également de la focale, sujet du prochain article.

Article suivant : Les bases de la photo (3) – Focales et Objectifs

 

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Les bases de la photo (1) – Ouverture et Vitesse

     Un comble, le premier article sur les techniques photos n’abordait pas les notions de base ! Remédions tout de suite à cette injustice avec un premier article dédié aux deux paramètres clefs en terme de photographie : l’ouverture et la vitesse.

     Commençons par le commencement : qu’est ce que la photographie ? Faisant simple : cela consiste à reproduire le fonctionnement de votre œil ! Donc faire rentrer une certaine quantité de lumière par un petit orifice (la pupille) afin d’imprimer la rétine. Celle-ci reçoit donc l’image de ce que l’œil voit à un instant T. Cette image est ensuite envoyée au cerveau pour analyse…

     La comparaison peut paraitre simpliste mais c’est à mon avis le meilleur point de départ. Remplacez la pupille par le diaphragme et la rétine par la pellicule ou le capteur numérique et vous y êtes… presque ! La principale différence est que l’œil peut regarder des heures la même chose sans « cramer » la rétine !

     En photographie, la pellicule et le capteur numérique sont des surfaces sensibles à la lumière. Cela veut dire qu’il faut prendre en compte la durée d’exposition. Si celle-ci est trop longue, le capteur recevra trop de lumière et l’image imprimée ne sera pas utilisable. Je dérive ici sur un troisième facteur clef : la sensibilité. Ce paramètre sera détaillé dans le prochain article.

     Donc, pour une sensibilité donnée, il faut contrôler le couple ouverture / vitesse pour que l’image capturée soit optimale en terme d’exposition. Bien sûr, ce couple varie selon la quantité de lumière disponible.

     Revenons un peu plus en détail sur l’ouverture. Le diaphragme est le système qui détermine la quantité de lumière qui traverse l’objectif. La valeur d’ouverture est le rapport entre la distance focale de l’objectif est le diamètre d’ouverture du diaphragme.

     Prenons l’exemple d’un objectif d’une focale de 50mm. L’ouverture f/4 (ou f :4) signifie que le diamètre d’ouverture du diaphragme est de 12,5mm : 50 / 12,5 = 4

     Plus cette valeur est petite, et plus l’ouverture est grande. Les principales ouvertures utilisées sont les suivantes :

f/1

f/1,4

f/2

f/2,8

f/4

f/5,6

f/8

f/11

f/16

     Je vous épargne la formule mathématique mais notez qu’en passant d’une valeur à l’autre (de gauche à droite) je divise par 2 la quantité de lumière. J’ai 2 fois moins de lumière si je passe de f/8 à f/11 et 2 fois plus en passant de f/2,8 à f/2.

     Voilà pour la théorie. Dans la pratique, il y a des contraintes techniques et optiques qui font que vous ne pourrez pas ouvrir à f/1,4 avec n’importe quel objectif… et encore moins à f/1 ! Les objectifs sont constitués de nombreux éléments optiques qui limitent la taille maximale du faisceau de lumière qui pourra traverser. On parle d’ouverture maximum. Chaque objectif a sa propre valeur. Plus l’objectif est complexe (le cas des zooms par exemple) et plus l’ouverture maxi sera réduite.

     Revenons maintenant sur le couple infernal : ouverture / vitesse. Pour une sensibilité donnée, imaginons que le couple idéal soit une ouverture de f/4 avec une vitesse de 1/160s. Que se passe t-il si j’ouvre à f/5,6 ? La quantité de lumière qui traversera l’objectif sera divisée par 2… il faudra donc 2 fois plus de temps pour avoir la même exposition, donc passer à une vitesse 2 fois plus longue : 1/80s.

     Voilà donc le tableau final récapitulant les différentes valeurs pour mon exemple :

Réduction lumière x2   »»»

Ouverture

f/1

f/1,4

f/2

f/2,8

f/4

f/5,6

f/8

f/11

f/16

«««   Augmentation vitesse x2 

      La messe est dite ! L’exposition sera exactement la même à f/2,8 & 1/320s qu’à f/16 & 1/10s, sauf que… avec une vitesse de 1/10s vous risquez d’obtenir un flou de bougé car la vitesse est trop faible. On considère qu’à main levée, il ne faut pas utiliser une vitesse inférieure à 1/60s pour éviter ce flou de bougé. Heureusement, les appareils modernes et le tout automatique (le fameux mode P) s’occupent de tout pour vous.

     Si vous êtes dans des conditions difficiles : fin de journée ou intérieur d’une maison par exemple, l’appareil atteindra les limites et vous dira qu’il n’y a pas assez de lumière pour déclencher sans risque de flou de bougé. Il ne vous reste pas 36 solutions : il faut utiliser le flash qui apportera une forte quantité de lumière supplémentaire, permettant ainsi d’obtenir l’exposition idéale avec une vitesse supérieure au seuil de bougé. Cependant, le flash a une portée limitée et ne règlera pas tous les problèmes : paysage de fin de journée ou intérieur de musée avec flash interdit.

     C’est là qu’il faudra apprendre à jouer avec… la sensibilité, sujet qui sera traité dans le prochain article…

Article suivant : Les bases de la photo (2) – La Sensibilité

 

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