Désopilant ancistrus

Distance hyperfocale et cercle de confusion.

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Bonjour à tous.

 

Je suis en train de m'amuser à calculer différentes distances hyperfocales selon les instruments (objectifs ou télescopes) sur un 6D.

J'ai pris comme formule H=f'²/(N*c), avec c diamètre du cercle de confusion, N nombre d'ouverture et f' distance focale de l'instrument.

Or, après m'être rappelé la définition du c, je me suis rendu compte d'un truc pas logique: les valeurs données sur c (pour un FF) sont d'environ 30μm.

 

Pourquoi donc ? Un photosite de 6D mesure 6.55μm, donc logiquement le diamètre max d'une tache formée par un point image (pour être nette) devrait être 6.55μm non ?

 

En tapant sur google "hyperfocale taille photosites" je tombe sur ça: Plutôt que de se baser sur les valeurs classiques de 20 et de 30 microns (FF et APS-C respectivement), il vaut mieux faire le calcul de l'hyperfocale à partir d'une taille de cercle de confusion égale à taille du photosite du capteur de votre appareil (récupérable dans les spécifications) multipliée par 1,5.

 

Et là je me dis que j'ai peut être pas faux tout compte fait, mais dans ce cas pourquoi *1.5 ? Et sacrebleu, d'où sort ce 0.03 mm ?

 

 

 

 

 

 

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Bonjour Desopilant ancistrus.

Il y avait longtemps que je n'avais plus entendu parler de cercle de confusion. Je m'en servais effectivement pour calculer mes profondeurs de champs de mes objectifs, mais c'était en argentique.

En faisant une petite recherche, j'ai trouvé ce site qui explique très bien ce phénomène. Tu as du le voir :

http://www.la-photo-en-faits.com/2012/09/cercle-de-confusion.html

 

Il y a un petit calculateur qui te donnera cette valeur.

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Dans les faits, l'hyperfocale du temps de l'argentique, se basait sur une certaine taille T de tirage observée à une distance D. T et D prédéterminés évidemment (10x15cm pour le premier, 25cm pour le second). On est pas capable sur un tel tirage de distinguer mieux que 0,1mm, donc on déduisait qu'un flou de 0,03mm sur le film ne se voyait pas => le voila notre cercle de confusion.

En numérique c'est un peu pareil, la confusion est toujours liée à l'observation d'une image (entière) à une certaine distance ... normal qu'on retrouve les mêmes résultats indépendant de la résolution. Seule la diagonale du capteur (FF ou APS-C qui influence l'agrandissement pour atteindre la dimension T) va intervenir.

 

A la fin, deux cas se présentent ; le cercle de confusion est largement supérieur à la taille des photosites, du coup tu est "relax" pour la mise au point ce sera le cas le plus souvent.

Soit c'est l'inverse, auquel cas, ton image sera sur-échantillonnée et donc totalement "floue" pour le couple D,T de distance et de taille.

 

Après, c'est tentant d'utiliser la taille des photosites pour déterminer le cercle de confusion et cela a un sens si, à partir de ton image, tu la projette sur une surface +/- grande, voire si tu l'observe en taille 1:1 sur un écran ! Cela revient à dire que tu fais un crop de ton image pour ensuite l'agrandir à la taille T vu à la distance D. Comme ton capteur équivalent est plus petit (cause crop) le cercle de confusion diminue dans le même rapport.

 

En APS-C on tourne autour de 20µm, ce qui représente presque 5 pixels image pour mon boitier (24Mpix). Avec une optique résolvant 10µm, je peux donc zoomer à 200% sans que cela ne se voit sur un tirage ! Au delà de 500% d'agrandissement au tirage, le capteur ne suivra plus ... cela laisse de la marge et cela explique que qu'il est souvent plus facile de zoomer numériquement que d'investir dans une (très) longue focale. Un très bon 200/2.8 sera préférable à un 400mm qui n'ouvrira qu'à 5,6 ... sauf dans le cas où même 400mm sera trop court !

C'est pour la même raison que les doubleurs (j'ai pourtant un modèle apo tout à fait excellent dédié au 200/2.8) n'ont plus trop la côte ! Il est plus "facile" de faire un crop à postériori, en plus tu a plus de liberté dans le cadrage.

 

Marc

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Je pige pas ton raisonnement sur les doubleurs. J'en ai un sur mon télé 400 Canon avec mon EOS M5 et je me trouve encore trop court sur la lune…

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Je suis un peu...dérouté.

 

Ce que j'avais compris, ex:

 

Je fais une mise au point à l'infini, tout ce qui est à au moins une certaine distance x sera donc nette. (donc de x à + inf)

Ce qui est plus proche que 100m ne le sera pas car l'image d'un point objet sur le capteur donnera une tache dont le diamètre est supérieur à la taille du photosite. (donc 6.6 μm sur le 6D)

 

Mon raisonnement ne se base pas sur la vision. Et même si j'ai mentionné le CdC, je doute de son utilité pour le calcul de la distance hyperfocale, il existe d'ailleurs une autre formule qui ne fait pas intervenir le CdC.

H= f/(N*ε) avec ε angle entre l'axe optique et la limite supérieure du photosite. 

 

Ai je tort ?

 

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Kaptain> Ce que je veux dire c'est que l'utilisation du doubleur dépend fortement de l'optique sur laquelle on la place et du capteur. Si l'optique est parfaitement résolue au niveau des photosites du capteur (cela dépend donc de la densité de photosites), pour agrandir une image, soit tu double la focale, ce qui revient à étaler "la qualité de l'optique" sur le double de pixels linéairement. Soit tu peux aussi faire un crop et agrandir numériquement l'image.

Chaque solution a ses avantages et ses inconvénients ; le doubleur permet de "zoomer" plus et quand bien même partant de 200mm tu te retrouve à 400mm, c'est parfois très insuffisant (ex, la lune, à moins de 800~1200mm elle reste encore petite). Par contre il faut concéder un diaphragme entier ce qui peut poser des problème lorsque la lumière manque, tu compensera par une vitesse plus longue et ce qui peut perturber l'autofocus également.

Faire un crop est plus facile, puisque cela se fait bien au chaud à la maison, mais si tu conserve ton ouverture, si la résolution angulaire de l'objectif est un peu limite, cela va vite se voir. Note bien que le doubleur peut aussi ("va certainement" il faudrait dire) apporter son lot de distorsions !

 

L'un dans l'autre c'est a tester. Sur une cible fixe, en extérieur, bien éclairé, sur pied + retardateur, mon couple doubleur+télé apo 200/2.8 montre des détails que le télé seul agrandi ne montre pas. Cela me signifie que malgré les 24Mpix du boitier, le télé en a encore sous les lentilles. Par contre dès que cela bouge un peu, le doubleur rend plus délicate la mise au point, et même si la photo est bien éclairée, l'AF a parfois du mal a suivre et la photo est plus souvent floue. La solution du crop s'impose dans ce cas là !

 

Désopilant>

En asto, tout est sur le même plan, la lune les planètes ou les étoiles. Du coup travailler en hyperfocale comme on le fait en photo de reportage de rue, c'est assez déroutant. A moins de considérer l'erreur de mise au point comme une hyperfocale ? Si tu a des zones qui n'ont pas la même netteté c'est certainement plus une question d'aberration de coma. Il me semble plus judicieux de soigner sa map à la loupe sur une image, puis de bloquer celle ci non ?

 

 

Marc

 

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Désolé mais depuis le début je n’ai rien compris, distances hyperfocales, format, pixels, argentique, zoom numérique … mais on peut aussi ajouter : moniteur écran, zoom écran, tirage papier, agrandissement papier, … et pour un télescope : résolution théorique, coma théorique et autres aberrations théoriques, restitution réelles, seeing, suivi …

Donc quel est le but, entre une référence et un réel, un schéma serait utile pour comprendre la problématique.

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Le 25/09/2017 à 16:22, Désopilant ancistrus a dit :

Et là je me dis que j'ai peut être pas faux tout compte fait, mais dans ce cas pourquoi *1.5 ? Et sacrebleu, d'où sort ce 0.03 mm ?

 

Très probablement, il s'agit du passage de la taille du coté du pixel carré à sa diagonale.
Le coefficient multiplicateur est "Racine carré de (2)" soit 1,414 arrondi à 1,5  pour être plus facilement mémorisable.
 

Modifié par jpg&mtl
précisions

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Bonjour,

 

La notion d’hyperfocale et de cercle de confusion est née de l'argentique et liée à la notion de profondeur de champ :

- on estime que c'est encore net dans une plage de distance.du sujet...

Tout ceci est arbitraire :  notamment la taille du cercle de confusion : qu'est qu'on estime comme flou acceptable sur l'image finale...

Les APN 'évolués" permettent dans le viseur de  visualiser l'image avec un contrôle visuel de la profondeur de champs : mon CANON 40D et mon...

C'est à l'utilisateur de régler le diaphragme pour obtenir sur la profondeur de champ qui lui convient...comme à l'époque de l'argentique.

 

Cette notion est à oublier en astronomie où la mise la point se fait à l'infini et non à une autre distance, hyperfocale ou pas.

Tout au plus en astronomie on parle de latitude de mise, ou tolérance de mise au point en mm ou fractions de mm.

Il faut aussi se fixer un paramètre de tolérance en qualité limite.

Par exemple le rapport de Strehl et sa dégradation si l'on se trompe de mise au point ou si elle varie ; en mm ou fractions de mm DE TIRAGE !

>>>>  Il s'agit ici d tolérance de tirage optique et non de taille de cercle de confusion !

 

Pour ces notions pas évidentes à la base; si on les mixe toutes dans le même discours ::

profondeur de champ, hyperfocale, cercle de confusion, taille des grains argentiques, taille des pixels , matrice de Bayer, diverses aberrations supplémentaires, latitude de mise au point, mise au point à l'infini, rapport de Strehl, tache d'Airy, perte de résolution en paires de lignes/mm, résolution résolvante,...

On ne va rien plus comprendre.

 

Les 0.03 mm en question du début, c'est UNE (UNE !) taille d'un cercle de confusion utilisé en argentique ;

pour dire qu'un flou de 0.03 mm est la (UNE) limite tolérable d'un flou sur un négatif argentique petit format (24 x 36mm environ).

Si l'on on agrandit ce négatif 10 fois, le flou maximal toléré sur le sujet et sur le positif (image papier donc ) sera de 0.3 mm.

Et si l'on regarde cette image à distance normale d'observation (tenue à la main) ce léger flou sera perçu encore comme net par un observatoire ayant une vue moyenne : un tiers de mm ici. Étant entendu que l'essentiel du sujet est plus net que ça : il s'agit de la limite acceptable.

 

On voit ici le nombre d’hypothèses pour ce chiffre de 0.03 mm pour ce cercle de confusion (parmi d'autres !)

Lequel donc pourra prendre d'autres valeurs si négatif moyen format, si tirage de grande taille, si l'on regarde l'image de plus loin...

Les échelles de profondeur de champ sur les objectifs photo sont calculées pour une taille donnée d'un cercle de confusion.

Souvent on ne sait pas lequel d'ailleurs : merci les fabricants d'optique !

En pratique, libre au photographe d’être plus ou moins exigeant sur cette latitude de net/flou relatif : fonction de ce qu'il va faire avec l'image finale.

Encore une fois cette notion est à oublier en argentique.

 

 

Lucien

 

 

 

 

 

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Citation

Très probablement, il s'agit du passage de la taille du coté du pixel carré à sa diagonale.
Le coefficient multiplicateur est "Racine carré de (2)" soit 1,414 arrondi à 1,5  pour être plus facilement mémorisable.

 

Bien vu, ça doit sans doute être ça, merci.

 

Citation

à oublier en astronomie !!!

 

Ah mais non, à ne pas oublier en astro !

 

Exemple: Je veux faire une photo au foyer du C8 de la Lune, donc à l'infini, or mon but était de la prendre juste au dessus d'un sommet situé à seulement quelques km.

Or si l'hyperfocale est plus lointaine que ce somment j'aurais la Lune nette et la montagne floue !

 

pour 2000mm : H= f'²/(N*"c")

H = 2²/(10*1.5*6.6*10^-6)

H= 40 km !

 

Et quand TL fait une image de l'ISS avec des focales très longue, l'hyperfocale doit aussi être fabuleuse.

 

Si j'ai faux dans mon raisonnement j’aimerai savoir pourquoi, la tache doit être plus petite que le photosite non ? Je ne me base que sur ça.

 

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Plutôt que la diagonale du pixel, ce qui explique ce facteur 1,5 est, à mon avis, à chercher du coté de l'algorithme de dématriçage du RAW et du filtre passe-bas du capteur. A cause de ces 2 facteurs, l'image d'un point lumineux qui aurait une taille inférieure au photosite sur le plan du capteur se retrouve étalée sur plusieurs pixels de l'image. Il y a donc une certaine tolérance de flou qui va au delà du pixel.

 

Je vous conseille la lecture de l'article de Christophe Metairie à ce sujet (avec expérimentation) :  http://www.cmp-color.fr/pdc.html

Modifié par Flopin
fautes ^^

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Si tu veux à la fois photographier la Lune et un sommet de montagne ce n'est pas vraiment de l'astronomie

mais plus une photo de paysage.

 

Pour l'ISS ça peut se discuter, cependant il aurait fallu exposer ce problème très très particulier au départ.

Difficile de répondre au départ sur des questions qui arrivent après et sur des cas très particuliers.

 

 

Lucien

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La notion de distance hyperfocale a été introduite pour afficher une distance sur  une bague d'objectif.

Ce sera dur sur un C8.

 

Lucien

 

 

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Pour moi la distance hyperfocale correspond à la distance à partir de laquelle la profondeur de champ devient infinie, elle dépend du nombre d'ouverture, du capteur et surtout de la distance focale.

Donc que j'utilise un C8 ou un Samyang 14mm je dois pouvoir faire un calcul, c'est tout ce que je dis.

 

Je pourrais m'amuser à faire ce calcul pour l’œil, en prenant la taille des cellules,  je trouve intéressant de faire ça car ça me donne un ordre de grandeur pour chaque appareils.

Tu fais un raisonnement sur l'argentique, d'accord, mais fondamentalement je ne vois pas de différence, pour moi cela reste applicable sur le numérique.

 

Il y a 6 heures, Flopin a dit :

Je vous conseille la lecture de l'article de Christophe Metairie à ce sujet (avec expérimentation) :  http://www.cmp-color.fr/pdc.html

Merci je vais lire ça.

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Je ne fais pas un raisonnement sur l'argentique.

Je fais un rappel historique.

On peut bien sûr utiliser ces notions en numerique.

 

Lucien

 

 

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Il y a 22 heures, Flopin a dit :

...

Je vous conseille la lecture de l'article de Christophe Metairie à ce sujet (avec expérimentation) :  http://www.cmp-color.fr/pdc.html

 

Bonjour,

J'ai lu attentivement cet article, rigoureux et très bien construit mais qui, tout de même, repose sur une base discutable !

 

Le problème, c'est son critère d'appréciation de la profondeur de champ. Il écrit : "nous avons mesuré la profondeur de champ réelle de la prise de vue en observant à 100% les images à l'écran". Les anglo-saxons parlent de "pixel peeping" !

Comme il le dit, la profondeur de champ n'est qu'un phénomène subjectif lié à nos limitations. Il ne s'est intéressé qu'à la limitation liée à l'échantillonnage (la taille du pixel) et pas du tout à celle de nos yeux. Dit autrement, il évalue la profondeur de champ d'un tirage de taille maximum (déterminée par la définition du capteur) et observé à la distance minimum de vision nette d'un œil normal moyen (25 cm). Par exemple, avec un Canon 5DS, ce serait un tirage de 58x86 cm observé à 25 cm de distance. Si quelqu'un fait ça et trouve que ça manque de piqué, ce sera son problème et pas celui du photographe !

Un grand tirage doit se regarder de plus loin, pas avec une loupe ! En tous cas, c'est mon avis. C'est aussi celui de René Bouillot qui donne comme critère dans son cours de photographie numérique d'observer une double page de magazine à 25 cm. Avec un pouvoir séparateur de l’œil d'environ 10 traits au millimètre, j'obtiens une résolution minimale de 3000 pixels pour le petit côté de la photo. Pour un capteur 24x36 mm, le pixel mesurera donc 8 microns. Je reprends le facteur 1,5 judicieusement déterminé par Christophe Metairie pour obtenir un cercle de confusion de 12 microns pour un capteur 24x36 mm.

Dans mon raisonnement, la taille du cercle de confusion dépend de la taille du capteur et si en argentique la valeur était plus grande, c'est que le critère d'observation était moins sévère. A l'époque, on disait qu'il fallait observer un tirage à une distance égale à sa diagonale ...

 

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A mon avis, 400km ou 360000km, même avec 2m de focale cela ne change pas grand chose.

 

H=(F^2/(C*N)) + F

 

L'hyperfocale à F=2000mm, N=10, considérant un cercle de confusion de 10µm (C=0.01mm), par le calcul je trouve 4e7 mm, soit encore 40km.

Donc ta montagne et la lune seront nets si la montagne est à au moins 40km.

 

Marc

 

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Inutile de faire de grands calculs pour prouver que la notion de profondeur de champ est basée sur des critères subjectifs de net/flou.

C'est dans sa définition même : on choisit une taille de cercle de confusion suivant l'application/utilisation des images.

 

Par définition de la mise au point sur la distance hyperfocale, la zone de profondeur de champ s'étendra de la moitié de cette distance et l'infini !

Donc si le calcul donne une hyperfocale à 40 km, ce sera net (considéré comme net) de 20km à l'infini.

 

On va tourner en rond...?

 

Lucien

 

 

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Il y a 2 heures, astrogef a dit :

 

Bonjour,

J'ai lu attentivement cet article, rigoureux et très bien construit mais qui, tout de même, repose sur une base discutable !

 

Le problème, c'est son critère d'appréciation de la profondeur de champ. Il écrit : "nous avons mesuré la profondeur de champ réelle de la prise de vue en observant à 100% les images à l'écran". Les anglo-saxons parlent de "pixel peeping" !

Comme il le dit, la profondeur de champ n'est qu'un phénomène subjectif lié à nos limitations. Il ne s'est intéressé qu'à la limitation liée à l'échantillonnage (la taille du pixel) et pas du tout à celle de nos yeux. Dit autrement, il évalue la profondeur de champ d'un tirage de taille maximum (déterminée par la définition du capteur) et observé à la distance minimum de vision nette d'un œil normal moyen (25 cm). Par exemple, avec un Canon 5DS, ce serait un tirage de 58x86 cm observé à 25 cm de distance. Si quelqu'un fait ça et trouve que ça manque de piqué, ce sera son problème et pas celui du photographe !

Un grand tirage doit se regarder de plus loin, pas avec une loupe ! En tous cas, c'est mon avis. C'est aussi celui de René Bouillot qui donne comme critère dans son cours de photographie numérique d'observer une double page de magazine à 25 cm. Avec un pouvoir séparateur de l’œil d'environ 10 traits au millimètre, j'obtiens une résolution minimale de 3000 pixels pour le petit côté de la photo. Pour un capteur 24x36 mm, le pixel mesurera donc 8 microns. Je reprends le facteur 1,5 judicieusement déterminé par Christophe Metairie pour obtenir un cercle de confusion de 12 microns pour un capteur 24x36 mm.

Dans mon raisonnement, la taille du cercle de confusion dépend de la taille du capteur et si en argentique la valeur était plus grande, c'est que le critère d'observation était moins sévère. A l'époque, on disait qu'il fallait observer un tirage à une distance égale à sa diagonale ...

 

 

Effectivement, je suis d'accord avec toi.

 

En fait, dans l'article que j'ai cité on pourrait parler d'une profondeur de champ "absolue" qui serait limitée par l’échantillonnage et serait donc une limite haute correspondant au cas le plus défavorable (pixel peeping, regarder l'image à 100% le nez collé sur son écran). Si on prend ce "principe de précaution", on est sûr de jamais avoir de mauvaise surprise, mais en pratique on aura très probablement une tolérance bien supérieure du fait que l'on ne va pas afficher son image à 100% ou bien qu'on sera à une certaine distance de son tirage et qu'on exploitera pas pleinement la définition de l'image.

 

La notion de cercle de confusion dépend bien de l'utilisation de l'image à posteriori, et c'est ça qui est problématique. Pour ma pratique, lorsque je prends une photo, je suis incapable de dire sous quel format elle va finir et à part un pro qui travaille pour une commande particulière, je pense que la plupart des personnes sont dans le même cas. Il faut donc choisir le critère qui donnera le meilleur résultat dans les conditions les plus sévères de restitution du cliché. Ainsi pas de mauvaise surprise, on exploite échantillonnage à fond.

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On exploite l'êchantillonnage å fond ?

Si tu pars de ce prncipe tu ne peux photographier que des sujets plats et sans profondeur donc.

Lucien

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Citation

C'est dans sa définition même : on choisit une taille de cercle de confusion suivant l'application/utilisation des images.

 

C'est pour ça que j'essaye de trouver un calcul qui soit un minimum valable, une sorte d'ordre de grandeur.

Mais même si ça dépend fortement du but final recherché, il y a quand même bien des différences entre les anciennes tables et les nouveaux boitiers, je cherchais juste à déterminer comment avoir un ordre de grandeur ajusté.

Et apparemment cela vient (comme expliqué dans le lien) de la taille des grains de la pellicule qui sont bien plus grand que les photosites des capteur actuels.

 

Citation

A mon avis, 400km ou 360000km, même avec 2m de focale cela ne change pas grand chose.

 

J'ai pas trouvé à quelle focale TL a photographié son astronaute mais je pense pas que cela soit à f'=2m... 

 

Citation

En fait, dans l'article que j'ai cité on pourrait parler d'une profondeur de champ "absolue" qui serait limitée par l’échantillonnage et serait donc une limite haute correspondant au cas le plus défavorable (pixel peeping, regarder l'image à 100% le nez collé sur son écran).

 

J'aime bien l'idée.

 

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