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Comment évaluer la diffraction en photographie ?

janvier 2010, par Daniel Metz

 

Fig. 1. le flou de diffraction devient gênant que lorsqu’il est plus large que le cercle de confusion.

La question que se pose le photographe est de savoir à partir de quel réglage de son diaphragme, la perte de contraste due à la diffraction va avoir un impact réel sur la qualité de ses images.

Voir en introduction l’article sur la diffraction en photographie.

Quels paramètres influencent la diffraction ?

Rappelons les paramètres qui influent sur la visibilité de la diffraction. Il y en a deux fondamentaux : le premier étant le diamètre du diaphragme conjugué avec la focale et le second étant la dimension du capteur. Il y a aussi deux autres critères dont le rôle peut être négligé : la couleur de la lumière captée et enfin la forme du diaphragme plus ou moins circulaire. Rappelons aussi que la densité de photosites n’est pas un critère qui influence la visibilité de la diffraction.

Influence du diamètre du diaphragme et de la focale

C’est le diamètre réel du diaphragme, qu’on désigne par le rapport f/# qui joue le rôle principal dans la visibilité de la diffraction comme l’explique l’article précédent "diffraction en photographie" et résumé dans le tableau suivant :

Nous savons aussi que la tache de flou de diffraction augmente proportionnellement avec la distance focale. Plus le diaphragme est loin du capteur, plus la largeur des transitions de contraste augmente. Cette augmentation est linéaire et respecte la progression de la diffraction dans un angle solide. On remarque alors que ces deux paramètres s’annulent, car la perte de contraste apportée par la fermeture du diaphragme et compensée par le gain de contraste apporté par la réduction de la distance focale, ce qui est le cas lorsqu’on change de focale sur un zoom. Dans la fraction f/# qui représente le diamètre réel, il ne reste plus que le nombre # nommé nombre d’ouverture ou indice d’ouverture qui influence le flou de diffraction. Plus ce chiffre est grand, plus la diffraction sera sensible.

En termes concrets, cela veut dire que pour un format de capteur donné, l’effet sur la diffraction par le choix d’une ouverture, par exemple f/8, sera constant quel que soit la focale utilisée. Le Nombre d’ouverture est le seul paramètre par lequel le photographe peut influencer la diffraction.

Influence de la taille du capteur

C’est un paramètre qui peut avoir de l’importance lors d’un achat d’appareil, car les dimensions du capteur influencent fortement l’apparition de la diffraction. Par exemple, un photographe paysagiste qui préfère fermer fortement le diaphragme pour avoir une grande profondeur de champ sera attentif à la taille de son capteur.

Les bases de la photographie nous apprennent qu’à qualité d’objectif constante, la taille du cercle de confusion augmente proportionnellement avec la taille du capteur. Un point de l’image va occuper plus de place sur un grand capteur que sur un petit. Il en sera de même pour les éléments de l’image, les défauts, le pouvoir séparateur et bien sûr ce qui nous intéresse ici : l’étalement du flou de diffraction . Le tableau ci-dessus donne les valeurs couramment admises pour le cercle de confusion pour les principaux formats. Ces valeurs représentent une moyenne des cercles de confusion dans un format donné.

Limite acceptable de la diffraction

Le flou généré par la diffraction ne deviendra visible que si il est plus grand que le cercle de confusion qui correspond au plus petit flou visible. En faisant une synthèse des deux tableaux ci-dessus, on peut établir à partir de quel diaphragme le flou de diffraction devient visible. Par exemple, le premier tableau indique qu’une ouverture à f/16 produit un flou de 22 µm de large. Il ne sera pas visible sur un format 24/36 car le cercle de confusion monte jusqu’à 30 µm, mais sera visible sur un APS-C car le cercle de confusion est limité à 20 µm.

Fig. 2. En orange, la zone où la diffraction est sensible, en gris la zone où la diffraction n’est pas sensible.

La figure 2 fait la synthèse des deux premiers tableaux. Dans la zone intermédiaire, l’apparition progressive de la diffraction sera plus ou moins rapidement prise en compte selon le pouvoir séparateur effectif de l’ensemble optique + capteur, mais aussi selon la tolérance que donne le photographe au piqué de l’image.

Le tableau ci-dessous reproduit les résultats du graphique de la figure 2 sous une forme plus concise et lissée vers les valeurs standards les plus proches.

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