Cours Photo

Pourquoi mon objectif déforme

présentation Pourquoi mon objectif déforme les sujets
Ecrit par Patrick LOUICHE

Bonjour dans ce premier épisode sur les objectifs, je vais vous montrer pourquoi votre objectif déforme.

Je parle bien des déformations de l’objectif, pas des déformations de perspectives, ça, nous les verrons plus tard.

Les déformations de l’objectif, lorsque vous photographiez par exemple, une feuille de papier rectangulaire, et que vous obtenez une espèce de petit tonneau, avec les bords arrondis, au lieu d’avoir des bords bien rectilignes !

Je vous parle des déformations géométriques de votre objectif !

Dans cette séquence nous allons voir ce qu’est un objectif, en détail, et nous allons commencer par voir ce qu’est la focale, ce que cette notion recouvre.

Il faut savoir qu’un objectif est fait avec des lentilles.

Il existe deux types de lentilles :

  • Les lentilles convexes, qu’on appelle également « à bord mince »
  • Les lentilles concave, « à bord large ».
Lentilles concaves et convexes
Les lentilles concaves sont utilisées pour corriger les défauts des lentilles convexes.

Les lentilles concaves se creusent quand on va vers le centre, alors que les convexes se bombent.

Voilà la forme de la lentille qui sert, par exemple, pour une loupe.

Un objectif c’est un assemblage de lentilles convexes et concaves.

Cet assemblage de lentilles, assez complexe, pour former un objectif, est dû au fait que, chaque lentille présente des défauts.

On tente de corriger les défauts d’une lentille en l’associant à une lentille de forme contraire.

On arrive maintenant, grâce aux ordinateurs, à calculer assez facilement des objectifs.

Dans les premiers temps de la photographie, c’était vraiment tout un art et ça reste des techniques très spéciales.

Les différentes façons de fabriquer une lentille ont considérablement modifié les possibilités.

Notamment, ont fait beaucoup de lentilles moulées, alors qu’à l’origine, une lentille, et ça se fait toujours comme ça, pour les objectifs de grande qualité. Une lentille, au départ, c’est un bloc de verre que l’on va user, jusqu’à ce qu’on obtienne la bonne forme !

C’est ce qui fait le prix élevé d’un bon objectif.

Notion de focale

Pour avoir la notion d’une focale, je vais me servir d’une loupe.
Une loupe est une lentille à bord mince.
Une lentille convexe.

La propriété d’une lentille convexe, est de focaliser, concentrer en un même point les rayons lumineux venant de l’infini…

Allumer une bougie avec une loupe

J’ai simulé l’infini par le soleil. Les rayons lumineux qui viennent de l’infini, passent par la lentille, sont focalisés, concentrés en un même point.

Toute l’énergie captée par la lentille se trouve concentrée en un point tel que l’on peut enflammer une feuille de papier ou allumer une bougie.

Si vous ne l’avez jamais fait, faites-le, c’est toujours amusant de constater comment l’énergie se concentre !

C’est aussi une des raisons pour lesquelles il faut quand même être assez prudent pour photographier le soleil.

Cette concentration d’énergie au niveau du viseur peut être très dangereuse pour votre œil !

C’est très risqué au niveau de l’appareil photo lui-même, si vous faites une pose un peu longue sur le soleil.
Prudence !

La distance entre le centre de la lentille et l’endroit où le faisceau se concentre le plus, quand le point lumineux est le plus petit, si on prend la mesure entre ce point et le centre de la lentille, la distance, c’est ce qu’on appelle la « distance focale », puisque c’est là que se « focalisent » les rayons.

Foyer et distance focale
Les rayons lumineux venant de l’infini se focalisent au foyer image. La distance entre le centre optique et le foyer se nomme « Distance focale ».

Lorsqu’on vous donne une distance focale sur un objectif… Nous le reverrons un peu plus tard, 50 mm par exemple.
Ça veut dire que lorsque votre objectif est réglé sur l’infini, pour être net sur des sujets situés à l’infini, il y aura exactement, entre le centre de votre objectif et le capteur, 50mm, avec un objectif traditionnel.

Nous verrons les différences dans quelques instants.

Calcul de la focale.

Un petit rappel… Ça va ennuyer les gens pas trop versés « mathématique »… Mais il est important de savoir comment on calcule la focale normale d’un objectif, même si vous n’aurez pas à le calculer pour photographier au quotidien.

Mais ça vous permettra quand même, d’avoir une idée de ce qui se passe dans votre objectif, et surtout cela va vous permettre de mieux comprendre les documentations techniques que vous pourrez consulter.

J’ai pris l’exemple d’un format 24×36. C’est valable pour tous les formats. La distance focale normale retenue habituellement, est égale à la diagonale du format que l’on utilise.

Calcul de la focale normale

Sur un format 24×36, et bien ce sera la valeur du côté C.

formule de Calcul focale normale
Formule de calcul de la focale normale pour le format 24x36mm

Je vous rappelle la formule.
C’est a2 + b2 = c2.
C’est à dire, le grand côté au carré, plus le petit côté, au carré, est égal à la taille de la diagonale au carré.

Ce qui donne 36 mm au carré + 24 mm au carré, égale la diagonale c2.
Une fois les calculs faits, vous trouvez 1872.
On fait l’extraction de racine carrée et on trouve donc 43mm.

La vraie diagonale du format 24×36.
La focale normale d’un 24×36 serait donc de 43 mm.
Comme il est beaucoup plus facile de fabriquer un objectif de 50 mm, on a admis que la focale normale du format 24×36 est le 50 mm.

Focale normale du 24x36mm

Mais le 43 mm étant la valeur exacte, c’est une des raisons pour lesquelles beaucoup de photographes ont pris souvent pour habitude d’utiliser en objectif standard un 35 mm.

En fait, on y reviendra un petit peu en revoyant les formats.
Le format 24×36, c’est un format assez long par rapport à sa hauteur.
Ça n’est pas un format très agréable pour certains sujets, notamment le portrait. Ou le reportage.

Parce qu’on a tendance à prendre un peu trop de choses en large. Par contre, en paysage, le 24×36 est intéressant.

Le centre de l’objectif

Pour ça, je reviens au sténopé.
Comme le sténopé se réduit à l’épaisseur de la plaque dans laquelle est fait le trou, le centre optique sur un sténopé, c’est donc le sténopé, le trou lui-même.

Formation de l'image dans un sténopé
L’appareil le plus simple, le sténopé

On est au centre de l’objectif.
La notion de focale est très simple, puisque la distance focale d’un sténopé, c’est la distance entre ce trou et l’endroit où se forme l’image.

Schéma d’un objectif

Voici deux schémas d’objectifs Nikon.
Vous voyez cet assemblage de lentilles.

Schéma en coupe du PC-E Nikkor 24mm – f/3,5

Des lentilles à bord mince et des lentilles concaves, à bord large.

Schéma en coupe du AF-S-DX-Nikkor-16-85mm-f/3.5-5.6G-ED-VR
3 groupe de lentilles pour cet objectif Nikon AF-S-DX-Nikkor-16-85mm-f/3.5-5.6G-ED-VR

A chaque fois, on accouple ces deux lentilles, tout simplement, pour corriger les défauts de la lentille principale qui donne le travail de focalisation des rayons.

Vous voyez trois groupes de lentilles. Le groupe central se déplace. En se déplaçant, il change la focale du zoom.

Je rappelle au passage, que le zoom est une invention française.

Pourquoi mon objectif déforme

On doit mettre le diaphragme quelque part.
Il faut que le diaphragme soit au centre de l’objectif pour que l’objectif ne présente pas de déformation.
Le problème, c’est que sur des objectifs aussi complexes, il peut se trouver que le centre de l’objectif tombe sur une lentille.

Schéma de déformation en barillet
Déformation en barillet

On ne peut pas mettre le diaphragme dans la lentille.
On le met en arrière ou en avant. Ça va avoir des conséquences sur les déformations optiques de l’objectif.

Pourquoi mon objectif déforme en barillet

Donc, si le diaphragme est en avant du centre optique, on aura cette déformation en « barillet ».
Si le diaphragme est bien au centre , on trouve cette formule avec des objectifs symétriques.

Comment-apprendre-la-photo-emplacement-diaphragme
Placé en avant de l’objectif, le diaphragme provoque une aberration en barillet – Diaphragme situé au centre optique, pas de déformation – Placé en arrière de l’objectif, le diaphragme induit une déformation en coussinet.

C’est à dire qu’il y a un groupe identique en avant et en arrière du diaphragme.

Dans ce cas là, on peut très facilement mettre le diaphragme entre les deux. On a ainsi, un objectif qui ne présente aucune déformation.

Ces objectifs existent. Ils sont en général assez coûteux.
C’est le cas des objectifs pour les chambres grand format.

Pourquoi mon objectif déforme en coussinet

Quand le diaphragme est placé en arrière du centre optique, on a cette déformation en « coussinet ».

Shéma de déformation en coussinet
Déformation en coussinet

Le problème des zooms c’est d’avoir un déplacement du groupe central qui va faire la variation de focale.
En changeant la place de ce groupe, on change en même temps, la place du centre optique.
Il se peut, sur certains zooms, que dans une position grand angle, on se retrouve dans cette configuration en barillet.

Dans le meilleur des cas, on peut avoir une position neutre, et en téléobjectif, on se retrouve dans cette position en coussinet.

Ce n’est pas le diaphragme qui se déplace, c’est le centre optique, qui est le résultat du déplacement du groupe du centre.

On ne plus rien y faire… sauf de ne pas l’acheter !

Vous avez certains zooms qui passent de la déformation en barillet à la déformation en coussinet, sans avoir nulle part, aucune position neutre !

Si vous faites du paysage, ça n’a pas grande importance.
Par contre, si vous faites du portrait, ça peut jouer.
Notamment, j’ai eu le cas une fois.

Si vous avez ce type d’objectif en coussinet, vous photographiez une personne qui a déjà un visage assez étroit, vous allez renforcer le visage étroit !

Ou là, vous allez renforcer un visage rond en grand-angle ! Donc ça n’est pas à négliger. Il faut y penser !

Pourquoi mon objectif déforme en photo d’architecture ?

La gêne la plus grande est pour la photo d’architecture.
Les photos d’architecture supportent très mal ce genre de déformation.
On le voit pourtant couramment !

Avec les traitements d’image, on peut très facilement rattraper ces déformations optique.
C’est assez inadmissible, aujourd’hui, d’avoir des photos d’architecture avec des déformations !

Et ne pensez pas que retravailler son image pour redresser ces déformations, ça n’est pas respecter la réalité.

Un bon objectif normalement, doit photographier sans déformation.
Si votre objectif ne vous le permet pas à la prise de vue, il est tout à fait normal, de récupérer sur le traitement d’image.

Dans la prochaine séquence sur les objectifs, nous allons voir le rapport entre la focale et le cadrage.

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A bientôt  !

Auteur de l'article

Patrick LOUICHE

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