02 / CONVERGENCE
L’objectif rassemble la lumière
D’un seul point d’un objet part de la lumière dans toutes les directions. De cette lumière dispersée, seule la part qui atteint l’objectif est réfractée, change de direction et converge de nouveau en un point. Ce point est le point image.
Le sténopé ne dévie pas la lumière. Une petite ouverture forme l’image en limitant les directions qui peuvent la traverser : elle restreint au lieu de rassembler. C’est pourquoi le sténopé est sombre et l’objectif lumineux. Tous deux forment une image, mais à des conditions radicalement différentes.
La lumière traversant un objectif ne converge en un point que si certaines conditions sont réunies. En dehors d’elles, le faisceau ne se referme pas tout à fait et conserve une largeur là où il arrive. Cette largeur est ce que nous appelons le flou.
03 / FOCAL LENGTH
Ce qu’est la focale
La lumière venue de l’infini — des rayons pratiquement parallèles — converge en un point unique derrière l’objectif. La distance de l’objectif à ce point est la focale. Avec un 50 mm, la lumière parallèle forme un point 50 mm en arrière.
Plus la focale est longue, plus l’image du même sujet est grande. C’est ainsi qu’un téléobjectif agrandit le lointain. Une précaution : changer de focale ne change pas la perspective elle-même. Depuis la même position d’appareil, le rapport entre le proche et le lointain reste identique ; seul le cadrage change.
La focale se lit aussi comme la force du pouvoir réfringent de l’objectif. Une focale courte courbe fortement la lumière ; une focale longue la courbe doucement.
04 / APERTURE
Ouverture et diaphragme
Le nombre d’ouverture est la focale divisée par le diamètre utile. À f/2,8, le diamètre utile vaut le 2,8ᵉ de la focale. Un nombre plus petit signifie une ouverture plus large et davantage de lumière transmise.
À ouverture égale, la luminosité au plan image reste à peu près la même même si la focale change. C’est précisément pourquoi l’ouverture est définie comme un rapport : elle a été conçue comme un chiffre commode pour régler l’exposition.
Fermer le diaphragme — augmenter le nombre d’ouverture — resserre le faisceau qui traverse l’objectif. Un faisceau étroit ne s’étale que sur une petite surface, même sur un plan qui manque le point image. Ce fait géométrique explique que fermer semble élargir la zone qui paraît nette.
05 / FOCUS
Mise au point et cercle de confusion
Quand la distance du sujet change, la position du point image change aussi : plus le sujet est proche, plus le point image recule. Le capteur ou le film reste en place, et les deux cessent de coïncider.
Faire la mise au point, c’est amener ce point image sur la surface d’enregistrement. Dans un appareil ordinaire, on y parvient en déplaçant le groupe optique d’avant en arrière, non le capteur. Le modèle en début de page fonctionne de même : le capteur est fixe et le groupe optique se déplace.
Lorsque le point image manque la surface d’enregistrement, la lumière qui y parvient ne s’est pas encore refermée, ou bien s’est déjà croisée et se rouvre. Dans les deux cas, elle arrive sous forme de tache circulaire. Cette tache est le cercle de confusion : plus il est petit, plus le sujet paraît net.
06 / DEPTH OF FIELD
Pourquoi la profondeur de champ varie
À la rigueur, le point image ne coïncide avec la surface d’enregistrement qu’à une seule distance. Mais si le cercle de confusion est assez petit, l’œil le lit comme net. L’intervalle où ce jugement tient est la profondeur de champ.
La profondeur de champ dépend de l’ouverture, de la focale, de la distance du sujet et de la taille de cercle de confusion que l’on accepte. Fermer le diaphragme, raccourcir la focale ou éloigner le sujet élargissent l’intervalle ; ouvrir, allonger la focale ou se rapprocher le resserrent.
La profondeur de champ n’est donc pas une propriété de l’objectif, mais le résultat d’une combinaison de conditions. Déplacez les quatre réglages du modèle en début de page et le cercle de confusion du sujet choisi change au fur et à mesure.
07 / VS PINHOLE
Différences avec le sténopé
Un sténopé n’a pas de mise au point au sens où un objectif en a une. La lumière qui traverse l’ouverture va droit au lieu d’être déviée : le proche et le lointain sont projetés de la même façon. La notion de profondeur de champ n’y est tout simplement pas nécessaire.
En revanche, c’est la taille de l’ouverture qui fixe la douceur de l’image. Un trou plus grand laisse la lumière d’un point atteindre une large zone du plan image, où elle se superpose aux points voisins et se brouille. Un trou plus petit la resserre, mais laisse entrer moins de lumière et allonge la pose ; trop petit, la diffraction l’adoucit de nouveau.
L’objectif s’est développé du côté du rassemblement de la lumière, pour des images claires et nettes ; le sténopé du côté de la restriction, pour qu’une image existe. Aucun n’est supérieur : ils posent autrement les conditions de l’image.
08 / REFERENCES