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Focale, coefficient multiplicateur et angle de champs

Voici une évocation de quelques notions sur des termes dont on entend régulièrement parler dans l'univers de la photographie: la focale, le coefficient multiplicateur et l'angle de champs. Vous trouverez par ailleurs une représentation en image de ce qu'est le coefficient multiplicateur en page 2 de cet article.



Commençons par le commencement avec la focale:


La focale de l'objectif est une caractéristique physique: il s'agit de la distance entre le centre optique de l'objectif (là où les rayons lumineux vont commencer à converger) et le capteur (ou le film si on est en argentique). Elle s'exprime en millimètres et c'est donc ce que vous allez retrouver inscrit sur votre objectif: un 50mm signifie que la distance entre le centre optique de cet objectif et le capteur de votre reflex est de 50mm, tout simplement.

Plus la focale s'allonge, plus l'angle de champs se restreint (tiens, le voilà lui!) et donc plus l'image de l'objet enregistrée sur votre capteur sera grossie. Le dit objet sera par exemple 4 fois plus gros avec un 200mm que si vous le prenez avec un 50mm, sans modifier la distance entre vous et l'objet entre temps évidemment.


Et mon oeil? C'est un combien de mm lui?

Je fais une petite pause sur une vérité qui n'en est pas tout à fait une mais qui est souvent relayée dans l'univers de la photo. Un objectif 50mm serait ce qui est le plus proche de l'angle de champs de la vision humaine et ce dernier avoisinerait les 43mm. En fait, ce n'est pas tout à fait vrai. L'oeil à l'arrêt a un angle de champs qui avoisine les 5° pour une perception parfaitement nette (ce que donnerait un 500mm) et de 20 à 35° si l'on inclue les détails moins nets en périphérie ou du moins, retenant moins l'attention.

Ce qui va faire que l'angle de champs s'élargit, c'est que l'oeil balaye constamment la scène, faisant une mise au point constante et tout en renvoyant à notre cerveau ces images (à hauteur de 24 images/secondes). C'est donc notre cerveau qui va réinterpréter tout cela pour former une image couvrant un champs plus large. Bon... Ok, cela ne changera rien à votre vie mais que je ne me sois pas tapé quelques lectures fastidieuses sur le sujet pour rien!


L'angle de champs, c'est quoi cette bête-là?

Pour symboliser ce qu'est l'angle de champs, placez vos mains en V en maintenant tjrs les poignets joints. Plus vous rapprochez vos mains l'une de l'autre, plus l'angle se rétrécit, plus vous les écartez l'une de l'autre, plus l'angle s'élargit. Une vision somme toute simpliste mais qui permet de facilement visualiser le concept. Partant de ce principe et comme évoqué précédemment, l'angle de champs peut être influencé par la focale de l'objectif utilisé, l'angle de champs se rétrécissant ou s'élargissant selon que la focale augmente ou diminue. Mais il est aussi important de noter qu'il existe une seconde influence, générée cette fois-ci par la taille du capteur numérique de notre appareil photo.

C'est ainsi que pour une focale équivalente, un capteur de type APS-C diminuera lui aussi l'angle formé par vos mains et donnera un donc un champs de vision plus restreint que ne le ferait cette même focale montée sur un capteur dit "plein format" (car ne conservant que la partie centrale de l'image par rapport à un plein format). À distance égale entre vous et le sujet et pour un même objectif, cet angle de champs plus restreint aura donc comme conséquence un grossissement d'une partie de la scène, introduisant par la même occasion ce que l'on appelle communément le "coefficient multiplicateur".



Coefficient multiplicateur où la valse des chiffres:


Le coefficient multiplicateur se réfère à un standard qui remonte à l'époque argentique: le format de pellicule 24x36mm (appelé aussi 35mm), standard qui se présente désormais comme la norme de référence pour les reflex en numérique. En ce sens, les reflex numériques appelés "plein format" prennent cette dénomination car ils réussissent à englober totalement une surface 24x36mm en terme de dimensions de capteur. On considère alors que leur coefficient multiplicateur est de x1. Cette norme sert depuis lors de point de référence pour tous les autres formats de capteur inférieurs(1). Du côté des capteurs plus petits que l'on retrouve généralement sur bien des reflex (format dit aps-c), leur coefficient multiplicateur supérieur à x1 est à relier directement au fait que, de par une taille plus restreinte, l'angle de champs embrassé par le dit capteur est plus restreint. Au même titre qu'une focale plus longue, le capteur va donc grossir la taille de l'objet enregistré sur ce dernier. C'est un peu comme si vous faisiez un sérieux recadrage au milieu d'une de vos photos. Une fois ce recadrage ramené à des dimensions identiques au format initial, l'objet aura été grossi.

Il y a cependant une nuance à apporter à cette comparaison. En recadrant une photo via un logiciel, vous éliminez par la même occasion un certains nombres de pixels, réduisant ainsi d'autant la définition (nombre de pixels la composant). Dans le cas du coefficient multiplicateur d'un capteur, cela ne touchera pas au nombre de pixels dont il dispose et donc à la somme de détails qu'il restituera. En d'autres termes, c'est l'équivalent d'un recadrage mais sans perte de définition.

Cela sous-entend alors que si l'on prend deux reflex de 16 millions de pixels, un plein format et un aps-c, on devra nécessairement couper dans ces 16 millions de pixels de la photo produite par le plein format (via un recadrage par logiciel) si l'on veut retrouver un cadrage identique à celui produit nativement par le reflex asp-c. Toujours en partant du principe que nous utilisons le même objectif et un point de vue identique dans les deux cas. En poursuivant avec cet exemple et en prenant quelques raccourcis, on peut dire que notre reflex plein format s'avèrera plus intéressant pour une photo de paysage prise avec un même objectif car embrassant un cadre plus large. Alors que notre reflex aps-c sera lui intéressant pour des sujets lointains comme un oiseau si on ne veut pas perdre une partie des 16 millions de pixels de départ, toujours en comparant les deux formats avec un objectif et un point de vue identiques.



Quelques coefficients multiplicateurs selon différentes marques:

  • Canon en propose trois: x1.6, x1.3 sur la série pro des 1D, x1 (plein format) pour la série pro des 1Ds ou le 5D Mark II
  • Nikon en propose deux: x1,5 sur la plupart de leurs reflexs et x1 pour par exemple le navire amiral, le D3x
  • Pentax en propose un seul à ce jour: x1.5
  • Olympus avec son format de capteur particulier 4/3, propose un seul: x2
  • Sony en propose deux: x1,5 et désormais x1 sur le A900


On pourrait aussi ajouter les compacts ou bridges qui avec leurs minuscules capteurs offrent des coefficients multiplicateur x6 par exemple.

 


De jolies images pour visualiser le tout:

Après vous avoir bien cassé la tête avec tout ce blabla, voici le concept de coefficient multiplicateur (et par répercussion d'angle de champs) symbolisé de manière approximative par l'intermédiaire d'une photo. J'aurais pu commencer par ça mais cela aurait été trop facile! Non mais c'est vrai! Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué?! ;)


Imaginons que la photo ci-dessous soit prise avec un reflex bénéficiant d'un capteur dit "plein format" et en utilisant un objectif fixe de 24mm:

Image

 

Un reflex avec un petit capteur muni du même objectif de 24mm va saisir un angle de champs plus restreint de cette même scène. Dans le cas présent, imaginons qu'on utilise un reflex canon induisant un coef multiplicateur de x1,6. Ce que vous voyez dans l'encadré correspond donc à ce que notre petit capteur est capable de "voir" de la même scène, à la même distance et avec le même objectif. Une vision qui s'avère au final beaucoup plus étriquée que lorsque nous utilisons cette même focale sur un capteur dit plein format.

Image


 

Or, si on observe cette photo prise par un reflex muni d'un petit capteur dans des dimensions identiques à celle prise avec un capteur plein format, la scène a été "grossie". Ce "grossissement" demanderait d'utiliser une focale de 38mm sur notre reflex "plein format" (24mm x coef multiplicateur de 1,6) si l'on souhaitait retrouver le même cadrage, sans se déplacer vers son sujet ou sans recadrage de l'image native. On va dire alors que mon 24mm sur mon aps-c équivaut à ce que produirait un 38mm sur un reflex plein format servant de norme de référence. Mais il s'agit bien d'une équivalence car dans la réalité, la focale réelle ne bouge pas. Cette dernière continue donc de dépendre de la construction physique de l'objectif comme expliqué au début de cet article: un 24mm reste un 24mm, peu importe le capteur. C'est uniquement la taille du dit capteur qui va venir jouer sur l'angle de champs et donner alors le sentiment que notre objectif est soudainement d'une focale en apparence supérieure.

Image



Voilà, vous pourrez désormais épater vos amis pendant un repas à la maison (ou profondément les ennuyer...) en expliquant ce qu'est cette fameuse histoire d'équivalence. Dans une vision plus pragmatique et si vous souhaitez que les dits amis reviennent un jour chez vous pour dîner, dites-leur que votre objectif est, pour faire simple, l'équivalent d'un x,y mm si on se réfère aux normes établies préalablement.


(1) Vous entendrez parfois parler d'appareils photo appelés "moyen format". Ces derniers se réfèrent eux aussi au temps de l'argentique et s'appuient quant à eux sur l'ensemble des appellations de l'époque en fonction des différents formats de pellicule pour s'y situer. Le très répandu 24x36mm était alors appelé  "petit format" et les appareils photo utilisant de la pellicule plus grande, "moyen format". Il existe par ailleurs un dernier format: le "grand format". Ce qualificatif est attribué à un appareil photo lorsque la pellicule ou le capteur égale ou dépasse 90x120mm.

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