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Tutoriel #16 : Définition, calcul et formule de la profondeur de champ

Le choix de la profondeur de champ est un élément crucial pour la composition de vos photos. Lors de la réalisation d’un portrait, dans la majorité des cas, nous souhaitons que le visage se détache de l’arrière-fond.
Pour cela, nous avons la possibilité de rendre totalement flou l’arrière-fond afin qu’il disparaisse, et n’attire plus l’œil. Voici donc les définitions, les formules, et un outil pour le calcul de la profondeur de champ et de l’hyperfocale.

1 – Définition

La profondeur de champ est une zone, devant l’objectif, pour laquelle tous les objets à l’intérieur seront nets. Elle est plus ou moins grande selon un certain nombre d’éléments.

2 – Formule mathématique

Elle dépend d’une formule mathématique qui est compliquée que vous pouvez trouver dans un excellent article sur wikipedia à cet endroit.
Sa formule simplifiée est celle-ci : PdC=(2NcD²)/f²

  • PdC : Profondeur de champ en mm
  • N : est l’ouverture du diaphragme
  • c : est la valeur du cercle de confusion en mm
  • f : est la focale en mm
  • D : est la distance de la mise au point avec le sujet.

3 – Déduction
Voici un petit récapitulatif de la variation de la profondeur de champ par rapport au 3 variables principales :

 

Donc pour résumer, la PdC dépend de :

  • La distance de mise au point : D
    Plus la mise au point est loin du photographe, plus la profondeur de champ sera grande.
  • La focale : f
    Plus la focale utilisée est petite (plus on utilise un grand angle), et plus la profondeur de champ est grande.
  • L’ouverture : N
    Plus l’ouverture est grande (plus le diaphragme est fermé) , plus la profondeur de champ est importante.
  • Le type de capteur : c
    Plus le capteur est petit et plus la valeur du cercle de confusion sera petit, et donc plus la profondeur de champ sera réduite, mais on est également obligé de prendre une focale plus grande pour obtenir le même angle de prise de vue. Donc au final, plus le capteur est petit, et plus la pdc est grande, pour un même angle de prise de vue (focale).

4 – Etude de cas entre deux tailles de capteur: « full frame » et APC

 

Prenons par exemple un Canon 5D et un Canon 7D
Canon 5D avec c=0.03mm, N=F/5.6, D= 2m et f = 50mm = PDC= 537 mm soit 53.7cm
Canon 7D avec c=0.019mm, N=F/5.6, D= 2m et f = 31mm (31*1.6=50) = PDC= 872mm soit 87.2 cm.
On voit ici qu’un full frame ouvrira pour une même focale, une profondeur de champ plus courte et donc un flou d’arrière plan beaucoup plus important. (Très utile pour les portraits par exemple). Ici, la profondeur de champ sera 67% plus grande !

5 – Hyperfocal

 


Comme on vient de le dire, la profondeur de champ est une zone de netteté. Elle possède donc une limite proche (devant le sujet où la mise au point a été faite) et une limite lointaine (derrière le sujet où la mise au point a été faite).

L’hyperfocal est la distance de la mise au point à partir de laquelle la limite lointaine est infinie. C’est-à-dire que tous les éléments à l’arrière du sujet seront nets. Elle est dépendante de l’ouverture et de la focale
H=f²/cN

  • H est la distance de l’hyperfocale
  • f : est la focale en mm
  • c : est la valeur du cercle de confusion en mm
  • N : est l’ouverture du diaphragme

6 – Répartition de la distance focale

 


On vient donc d’apprendre à calculer la profondeur de champ et l’hyperfocal. Mais il faut savoir qu’elle n’est pas répartie de façon homogène par rapport à la mise au point. On entend souvent que la profondeur de champ est pour 1/3 de cette distance devant, et 2/3 derrière le point de référence de cette mise au point… Ceci est une approximation très approximative.
Les formules sont celles-ci et donnent des résultats très différent :
Le premier plan net sera égal à = (H*D/(H+D)
Le dernier plan net sera égal à = (H*D)/(H-D) pour D<H, sinon égal à l’infinie.

7 – Outil de calcul

Voici un petit calculateur de profondeur de champ que je vous ai concocté, il se trouve ICI

Voilà, c’est fini, je pense avoir fait le tour du sujet, si ce n’était pas la cas, n’hésitez pas à laisser un petit commentaire, ça fait toujours plaisir, et si besoin, j’apporterai toutes les précisions nécessaires !
@ Bientôt.

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3 Réponses pour “Tutoriel #16 : Définition, calcul et formule de la profondeur de champ”

  1. Giovanni 8 mai 2013 à 2 h 49 min #

    Très intéressantes, tout est très bien expliqué et facile de comprendre.
    merci

    • gluk 14 juin 2014 à 12 h 28 min #

      Merci pour la tentative d’explication, malheureusement il y a une grosse faute :

      « On voit ici qu’un full frame ouvrira pour une même focale, une profondeur de champ plus courte et donc un flou d’arrière plan beaucoup plus important. (Très utile pour les portraits par exemple). Ici, la profondeur de champ sera 67% plus grande ! »

      C’est exactement l’inverse, un full frame offrira une plus grande pdc qu’un apsc par exemple parce que le cercle de confusion est plus grand.
      Votre erreur (assez commune d’ailleurs) est de convertir la focale d’ un apsc en full frame (facteur 1.6) alors qu’il s’agit toujours d’un 50mm .

      En espérant que cela aidera d’autres apprenti photographe a sortir du  » cercle de confusion ».

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  1. Fond d’Ecran # 7 : 15 Septembre | TutoPhoto - 28 mai 2013

    […] en pratique les tutoriels précédents sur l’ouverture (ICI) et sur la profondeur de champ (ICI). Il s’agit d’une photo où les traces jaunes sont des lucioles, mais nous voyons ici, […]

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