Optique. Répartition de la PDC 1/3-2/3 à 1/2-1/2. Pourquoi ?

[West]

Hello,

Une affirmation en cours m'a poussée à en savoir plus :

"la profondeur de champs habituellement répartit en 1/3 devant 2/3 arrière passe à 1/2 de part et d'autre lorsque l'on rentre dans des distances de proxy (- d'un mètres) du sujet".

J'ai donc regarder Wiki, effectivement bien que ce ne soit pas établi comme une règle, mais aucune explication sur le pourquoi du comment !

Quelqu'un pour m'expliquer le phénomène optique lié à ce changement ?


Edit EGr : je me suis permis de préciser ton titre .
Ancien titre : question optique

[EGr]

C'est comme ça parce que si c'était autrement, ça serait pire.
Là, voilà. Bonne nuit.

(up) .

[Aguares]

Les 2/3-1/3 est également faux dans l'absolu. C'est plus une recette de cuisine pour faciliter les choses. Un peu comme la "règle" des tiers qui n'est absolument pas une règle.

[jr56]

Aucun phénomène optique spécial, simplement l'application (et le calcul) des formules qui donnent les limites avant et arrière de la zone de netteté pour la profondeur de champ.
J'avais même posté en détail un jour les formules, mais si tu prends ces formules d'optique qui donnent les limites avant et arrière de la zone de profondeur de champ, tu t'aperçois que pour des distances de MaP très courtes, la zone en avant tend vers la même valeur que la zone en arrière du point de MaP. Donc rapport 1/1 entre zone arrière de la distance de MaP et zone avant (ou si tu préfères, 1/2 de la zone de pdc en avant et 1/2 en arrière)

A l'autre extrême, quand la MaP est faite sur le distance hyperfocale, en avant c'est net jusqu'à cette distance hyperfocale divisée par deux, et en arrière jusqu'à l'infini (donc le rapport arrière/avant devient infini). Et il le reste pour toute distance de MaP plus grande que l'hyperfocale (puisqu'en arrière, ce sera toujours net jusqu'à l'infini, et distance finie en avant.

Bref ce rapport arrière/avant varie de 1/2 - 1/2 à l'infini au fur et à mesure que la distance de MaP augmente. Comme sa variation est continue (elle augmente tout le temps, même si ce n'est pas linéaire), entre le 1/2 - 1/2 et le fini - infini, tu passes par une valeur 1/3 - 2/3 à un moment donné. Mais ces valeurs varient continuement, et le 1/3 - 2/3 n'est vrai pour que pour une distance de MaP bien précise. De même le 1/2 - 1/2 à courte distance n'est qu'une approximation, cette valeur n'est exacte qu'à la limite d'une distance de MaP nulle

Il se trouve que pour les focales et ouvertures "standard", la distance de MaP qui donne ce rapport 1/3 - 2/3 correspond à quelques mètres, autrement dit la distance fréquente à laquelle l'amateur lambda fait la MaP pour ses photos de famille . D'où cette (fausse) règle qu'on annone de tout temps au débutant (encore plus à l'époque sans AF, sans écran arrière ni même de réflex avec contrôle de la PdC pour contrôler sa photo ) que quand il prend des personnes (ou un sujet à moyenne distance), il doit prévoir la zone de netteté de cette façon.
Le même amateur débutant quand il fait de la photo souvenir de paysage, là il fait la MaP à l'infini, et ne se pose de question. Quand il finit par se la poser, pour avoir un avant plan net (ou flou), on lui explique alors l'hyperfocale, avec la netteté de l'infini à l'hyperfocale divisée par 2 (ce qui n'a plus rien à voir avec le 1/3 - 2/3 des distances moyennes ).

EDIT: En bas de ton lien wikipedia, tu as bien les formules de premier et dernier plan net (Dppn=HD/(H+D) et Ddpn=HD/(H-D)).
La zone de netteté avant est donc D-Dppn et celle en arrière de la distance de MaP Ddpn-D. Ensuite tu remplace les Dppn et Ddpn par leur valeurs en fonction de H et D.
Notamment quand D tend vers 0, donc devient petit devant H (hyperfocale), les dénominateurs (H+D) et (H-D) tendent à devenir identiques et égaux à H, et donc la plage en avant ( HD/(H+D)-D) et en arrière (D-((HD/(H-D)) de la distance de MAP D tendent vers la même valeur (D²/H si je n'ai pas d'erreur dans mon calcul rapide).

A l'hyperfocale, H = D et donc là le dernier plan net part à l'infini puisque le dénominateur devient nul.

Tu peux t'amuser à calculer la valeur de D qui donne un rapport 1/3 - 2/3 en fonction de H avec ces mêmes formules (un peu plus long, mais élémentaire comme maths).

[rascal]

merci jr56 pour ces explications, j'ignorais cette variation progressive !

[Lionel]

En faite je crois que la question c'est plutôt:
"Je m'en fou des formules je veux comprendre le pourquoi de manière logique"

Bref je suis aussi dans le même cas (j'ai lu le wiki pour mon porjet de stacking et je prend en compte la formule mais c'est dur de comprendre le fond) mais je pense que la logique doit peut être nous échapper. Genre une image pour l'expliquer (genre un drap tendu représentant l'espace avec les plannetes posées dessus déformant celui-ci créant ainsi une "force de pesanteur" physiquement imaginable si on envoi une petite bille dans la zone déformée)

[jr56]

Ben avec les mains, cela varie continument de 1/2-1/2 à la distance de MaP nulle jusqu'à hyperfocale/2 - infini pour une MaP à l'hyperfocale, et entre les deux passe par toutes les valeurs intermédiaires, parmi lesquelles 1/3 - 2/3 (mais aucune logique particulière ).
Et comme dit, par hasard, cette valeur correspond aux quelques mètres habituels pour beaucoup de photo avec un objectif de focale standard!

[West]

Merci Jean pour ces explications

Donc si je comprend bien cette valeur varie selon la formule optique, donc la courbe non linéaire de variation ne sera pas la même avec un grand angle et une longue focale ?

Les constructeurs peuvent donc faire varier la distance moyenne du 1/3-2/3 ?

[jr56]

Bah, non pas vraiment avec la formule optique.

Les valeurs ne dépendent que de la distance de MaP D et de l'hyperfocale H. Et, cf. ton lien wikipedia, H ne dépend que de la focale, le diaph. et le cercle de confusion (autrement l'acuité de l'œil du photographe).

Donc à focale fixée, c'est la même chose pour tous les objectifs (le diaph. étant choisi par le photographe).

Et entre nous, je ne pense pas qu'un seul fabricant se préoccupe de savoir à quelle distance on aura précisément ce rapport 1/3 - 2/3 . C'st une valeur qui n'a rien de particulier dans la courbe, même pas un espèce de pallier qui ferait qu'elle serait approximativement valable sur une plage plus large qu'une autre valeur.

[jr56]

Pour en revenir aux réflexions e Lionel, s'il n'y a une vérité fondamentale cachée derrière, cette variation peut se comprendre un peu avec la géométrie des rayons optiques effectivement.

D'abord la zone de PdC n'a elle même aucune réalité physique. Physiquement c'est net en un seul endroit très précis, celui où on a fait la MaP. Même un mm avant ou après, c'est flou!
Mais notre œil est imparfait: quand c'est un petit peu flou, il ne fait pas la différence avec le net. Plus précisément, tant qu'un point n'est pas sur l'image un point, mais un cercle d'un tout petit diamètre, pour lui c'est comme si c'était net. Le diamètre du plus grand cercle qu'il ne différencie pas d'un point est appelé cercle de confusion. En photo, on retient une valeur de 0,02 mm à 0,03 mm.

Donc la limite de netteté sera définie par les endroits où l'optique ne donne pas comme image d'un point un point, mais un petit disque de diamètre par exemple 0,3mm.
Or plus les rayons lumineux vont être inclinbés sur l'axe optique, plus ce cercle sera vite atteint. A l'inverse quand ils restent très proche de l'axe optique, il faudra que le point s'éloigne beaucoup pour que son image devienne un cercle de diamètre identique (cela explique déjà que la zone de PdC est d'autant plus grande que la MaP est distante).

Mais le même effet géométrique permet de comprendre que par ex. pour une MaP à 50cm (donc proche) le cercle de confusion sera atteint à peu près pour la même valeur en avant ou en arrière (par ex. 48 ou 52 cm, les rayons étant très inclinés sur l'axe (il y a une différence, mais elle est minime).

Par contre à plus de 10m, si on s'avance un peu, les rayons s'inclinent assez vite sur l'axe et le cercle de confusion est atteint par ex. en 1m (zone de netteté proche =9m) A l'inverse quand on s'éloigne au-delà des 10m de la MaP, les rayons sont déjà presque parallèles à l'axe optique; pour qu'ils s'inclinent encore nettement moins, il faudra aller assez loin, par ex. reculer de 5m pour atteindre le diamètre du cercle de confusion (donc zone arrière à 15m).

C'est cet effet géométrique lié à l'inclinaison des rayons sur l'axe, et cette notion de cercle de confusion, qui permet de comprendre aussi ls rapports entre zones avant et arrières de "netteté".

Voir par exemple le premlier schéma (illustartion (sic) optique de la pdc) dans ce lien. On voit bien que plus les rayons sont inclinés sur l'axe, moins il faut aller loin pour avoir un écart de valeur donnée par rapport à l'endroit où les rayons se coupent sur l'axe. Et qu'il faut qu'ils soient déjà peu inclinés pour qu'il y aie une grande différence entre avant et après ce point de recoupement.

[Lionel]

Superbement bien expliqué ;) merci!

[jujucoline]

Idem c'est limpide.
Et l'explication sur l'oeil imparfait est très bonne aussi. Ce qui explique pourquoi la zone nette dépend aussi de la taille de l'image, et même de la résolution du capteur (qui fait un effet de seuil).
Typique en macro, sur l'écran arrière du boîtier ou sur un 10x15 la bestiole paraît entièrement nette, en zoom 100% seule la tête est vraiment mette, et sur un A4 la moitié du corps l'est aussi...

[Flash]

Très instructif - merci !

[Bug Killer]

C'est beau comme un poème

[EGr]

Toi, tu n'aimais pas apprendre tes poésies, à l'école, hum ?

[Bug Killer]

Mon dieu, comme ils sont beaux
Les tremblants animaux
Que le givre a fait naître
La nuit sur ma fenêtre.