"Comment le flou d'arrière-plan (bokeh) est-il lié à la taille du capteur?"
Réponse courte: Un capteur plus grand a un plus grand cercle de confusion, une considération importante dans le calcul de la profondeur de champ (DOF), et donc une ouverture plus grande (ouverture plus grande) a un DOF suffisamment peu profond pour permettre le flou du point sources (petites lumières) en arrière-plan; créant un effet qui est souvent (incorrectement) appelé bokeh.
Il y a peu de différence, que je détaillerai plus tard, étant donné les ajustements appropriés pour maintenir un cadrage similaire.
Le bokeh est un flou qui peut également se produire au premier plan et n'a pas besoin d'être limité aux ampoules électriques distantes, bien que certains restreignent l'utilisation de ce terme uniquement à ces conditions. Il est plus facile de juger de la qualité du bokeh en regardant les points de lumière en arrière-plan et en voyant s'ils ressemblent à des disques ronds et lisses, l'arrière-plan n'est pas le seul endroit où se produit le bokeh.
Le terme bokeh vient du mot japonais boke (暈 け ou ボ ケ), qui signifie "flou" ou "brume", ou boke-aji (ボ ケ 味), la "qualité de flou". [Remarque: Cela n'a rien à voir avec de minuscules lumières ou l'arrière-plan par rapport au premier plan, c'est la qualité du flou en dehors de la profondeur de champ. Inversement, la mise au point est la netteté dans la profondeur de champ, en particulier au point focal].
Maintenant, n'êtes-vous pas content que ce soit la version courte.
Image prise à l'aide d'un Nikon 200.0 mm f / 2.0 sur un Nikon D700, sans doute l'un des meilleurs objectifs produisant du bokeh pour la photographie. Crédit: Dustin Diaz .
Licence: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0)
Trouver un objectif moins cher est facile et ressemble beaucoup à ces objectifs : Hexanon AR 135 / 3.2, Pentacon 135 / 2.8, Rokkor 135 / 2.8, Trioplan 100 / 2.8, Vivitar 135 / 2.8, le fait est que le bokeh produit par l'un de ceux-ci est plus (poliment) créatif que de qualité et vous aurez besoin d'un adaptateur avec un recadrage si vous utilisez un grand capteur. Un petit capteur et une lentille peu coûteuse peuvent produire des résultats agréables pour certains (beaucoup?).
La marque du soi-disant bokeh parfait est que les sources ponctuelles produiront des soucoupes rondes sans anneaux ni aberrations sur le disque et une chute progressive au bord. Les disques doivent être ronds d'un bord à l'autre du cadre d'image avec une lentille sphérique.
Tandis que les lentilles anamorphiques produisent un bokeh ovale caractéristique.
Définissons quelques éléments avant d'entrer dans une explication beaucoup plus longue.
Arrière-plan: la zone derrière le sujet de l'image.
Premier plan: la zone devant le sujet de l'image.
Flou : Pour provoquer une imperfection de la vision, rendre indistinct ou flou, obscurcir. L'antonyme de sharpen.
Bokeh : qualité du flou des zones floues de l'image en dehors de la profondeur de champ lorsque l'objectif est correctement mis au point sur le sujet.
Cercle de confusion : dans l'optique des rayons idéalisés, les rayons sont supposés converger vers un point lorsqu'ils sont parfaitement focalisés, la forme d'un point de flou de défocalisation d'une lentille à ouverture circulaire est un cercle de lumière à bords durs. Un point de flou plus général a des bords doux en raison de la diffraction et des aberrations ( Stokseth 1969, paywall ; Merklinger 1992, accessible ), et peut être non circulaire en raison de la forme de l'ouverture.
Reconnaissant que les vraies lentilles ne focalisent pas tous les rayons parfaitement même dans les meilleures conditions, le terme cercle de moindre confusion est souvent utilisé pour le plus petit point de flou qu'une lentille peut faire (Ray 2002, 89), par exemple en choisissant une meilleure position de mise au point qui fait un bon compromis entre les longueurs focales efficaces variables de différentes zones de lentille en raison d'aberrations sphériques ou autres.
Le terme cercle de confusion est appliqué de manière plus générale à la taille du point flou sur lequel une lentille représente un objet. Elle concerne 1. l'acuité visuelle, 2. les conditions de visualisation et 3. l'agrandissement de l'image d'origine à l'image finale. En photographie, le cercle de confusion (CoC) est utilisé pour déterminer mathématiquement la profondeur de champ, la partie d'une image qui est suffisamment nette.
Profondeur de champ : la distance entre les objets les plus proches et les plus éloignés d'une scène qui apparaissent d'une netteté acceptable dans une image. Bien qu'un objectif puisse se concentrer précisément sur une seule distance à la fois, la diminution de la netteté est progressive de chaque côté de la distance focalisée, de sorte qu'au sein du DOF, la netteté est imperceptible dans des conditions de visualisation normales.
Taille du capteur :
Photographie: en photographie, la taille du capteur est mesurée en fonction de la largeur du film ou de la zone active d'un capteur numérique. Le nom 35 mm provient de la largeur totale du film 135 , le film à cartouche perforée qui était le support principal du format avant l'invention du reflex numérique plein format. Le terme 135 est toujours utilisé. En photographie numérique, le format est connu sous le nom de plein format. Alors que la taille réelle de la zone utilisable du film photographique 35 mm est de 24 × 36h mm, les 35 millimètres se réfèrent à la dimension 24 mm plus les trous de pignon (utilisés pour faire avancer le film).
Vidéo : les tailles des capteurs sont exprimées en pouces car, au moment de la popularisation des capteurs d'images numériques, ils étaient utilisés pour remplacer les tubes des caméras vidéo. Les tubes de caméra vidéo circulaires 1 "courants avaient une zone photosensible rectangulaire d'environ 16 mm de diagonale, donc un capteur numérique avec une taille diagonale de 16 mm était un équivalent de tube vidéo de 1". Le nom d'un capteur numérique de 1 "doit être interprété plus précisément comme un capteur" équivalent d'un tube de caméra vidéo ". Les descripteurs de taille actuels du capteur d'image numérique sont la taille d'équivalence du tube de la caméra vidéo, et non la taille réelle du capteur. Par exemple, un Le capteur 1 "a une mesure diagonale de 16 mm.
Objet: l'objet dont vous avez l'intention de capturer une image, pas nécessairement tout ce qui apparaît dans le cadre, certainement pas les Photo Bombers , et souvent pas les objets apparaissant à l'avant et à l'arrière-plan extrêmes; d'où l' utilisation du bokeh ou du DOF pour défocaliser des objets qui ne font pas l'objet.
Fonction de transfert de modulation (MTF) ou réponse en fréquence spatiale (SFR): réponse en amplitude relative d'un système d'imagerie en fonction de la fréquence spatiale d'entrée. L'ISO 12233: 2017 spécifie les méthodes de mesure de la résolution et du SFR des caméras électroniques fixes. Les paires de lignes par millimètre (lp / mm) étaient l'unité de fréquence spatiale la plus courante pour le film, mais les cycles / pixel (C / P) et les largeurs de ligne / hauteur de l'image (LW / PH) sont plus pratiques pour les capteurs numériques.
Maintenant, nous avons nos définitions à l'écart ...
De Wikipédia:
CoC (mm) = distance de visualisation (cm) / résolution d'image finale souhaitée (lp / mm) pour une distance de visualisation de 25 cm / agrandissement / 25
Par exemple, pour prendre en charge une résolution d'image finale équivalente à 5 lp / mm pour une distance de visualisation de 25 cm lorsque la distance de visualisation prévue est de 50 cm et que l'agrandissement prévu est de 8:
CoC = 50/5/8/25 = 0,05 mm
Étant donné que la taille de l'image finale n'est généralement pas connue au moment de la prise de vue, il est courant de supposer une taille standard telle qu'une largeur de 25 cm, ainsi qu'un CoC d'image finale conventionnel de 0,2 mm, soit 1/1250 de la largeur de l'image. Les conventions en termes de mesure diagonale sont également couramment utilisées. Le DoF calculé à l'aide de ces conventions devra être ajusté si l'image d'origine est rognée avant d'être agrandie à la taille finale de l'image, ou si la taille et les hypothèses de visualisation sont modifiées.
En utilisant la «formule Zeiss», le cercle de confusion est parfois calculé comme d / 1730 où d est la mesure diagonale de l'image originale (le format de l'appareil photo). Pour le format plein format 35 mm (24 mm × 36 mm, diagonale 43 mm), cela correspond à 0,025 mm. Un CoC plus largement utilisé est le d / 1500, soit 0,029 mm pour le format plein format 35 mm, ce qui correspond à la résolution de 5 lignes par millimètre sur une impression de 30 cm de diagonale. Les valeurs de 0,030 mm et 0,033 mm sont également courantes pour le format plein format 35 mm. Pour des raisons pratiques, d / 1730, un CoC d'image finale de 0,2 mm et d / 1500 donnent des résultats très similaires.
Des critères reliant le CoC à la distance focale de l'objectif ont également été utilisés. Kodak (1972), 5) a recommandé 2 minutes d'arc (le critère de Snellen de 30 cycles / degré pour une vision normale) pour une vision critique, donnant CoC ≈ f / 1720, où f est la distance focale de l'objectif. Pour un objectif de 50 mm au format plein format 35 mm, cela donne CoC ≈ 0,0291 mm. Ce critère supposait évidemment qu'une image finale serait vue à une distance «correcte en perspective» (c'est-à-dire que l'angle de vue serait le même que celui de l'image originale):
Distance de visualisation = distance focale de l'objectif de prise de vue × agrandissement
Cependant, les images sont rarement vues à la distance «correcte»; le spectateur ne connaît généralement pas la distance focale de l'objectif, et la distance «correcte» peut être inconfortablement courte ou longue. Par conséquent, les critères basés sur la distance focale de l'objectif ont généralement cédé la place à des critères (tels que d / 1500) liés au format de la caméra.
Cette valeur COC représente le diamètre maximal du point de flou, mesuré au niveau du plan d'image, qui semble être net. Un point avec un diamètre inférieur à cette valeur COC apparaîtra comme un point de lumière et, par conséquent, au point dans l'image. Les taches de plus grand diamètre apparaîtront floues à l'observateur.
DOF n'est pas symétrique. Cela signifie que la zone de mise au point acceptable n'a pas la même distance linéaire avant et après le plan focal. Cela est dû au fait que la lumière provenant d'objets plus proches converge à une distance plus grande à l'arrière du plan image que la distance à laquelle la lumière provenant d'objets plus éloignés converge avant le plan image.
À des distances relativement proches, le DOF est presque symétrique, avec environ la moitié de la zone de mise au point existant avant le plan de mise au point et la moitié apparaissant après. Plus le plan focal s'éloigne du plan image, plus le décalage de symétrie est important, favorisant la zone au-delà du plan focal. Finalement, l'objectif se concentre au point d'infini et le DOF est à sa dissymétrie maximale, avec la grande majorité de la zone focalisée au-delà du plan de mise au point à l'infini. Cette distance est connue comme la « distance hyperfocale » et nous amène à notre section suivante.
La distance hyperfocale est définie comme la distance, lorsque l'objectif est focalisé à l'infini, où les objets de la moitié de cette distance à l'infini seront focalisés pour un objectif particulier. Alternativement, la distance hyperfocale peut faire référence à la distance la plus proche avec laquelle un objectif peut être focalisé pour une ouverture donnée tandis que les objets à distance (infini) resteront nets.
La distance hyperfocale est variable et dépend de l'ouverture, de la distance focale et du COC susmentionné. Plus l'ouverture de l'objectif est petite, plus la distance hyperfocale est proche de l'objectif. La distance hyperfocale est utilisée dans les calculs utilisés pour calculer la DOF.
De Wikipédia:
Il existe quatre facteurs qui déterminent la DOF:
- Cercle de confusion (COC)
- Ouverture de l'objectif
- Distance focale de l'objectif
- Distance de mise au point (distance entre l'objectif et le sujet)
DOF = Far Point - Near Point
DOF indique simplement au photographe à quelles distances avant et après la distance de mise au point ce flou se produira. Il ne précise pas le degré de flou ou la «qualité» de ces zones. La conception de l'objectif, la conception du diaphragme et votre arrière-plan définissent les caractéristiques du flou: son intensité, sa texture et sa qualité.
Plus la distance focale de votre objectif est courte, plus la DOF est longue.
Plus la distance focale de votre objectif est longue, plus la DOF est courte.
Si la taille du capteur n'apparaît nulle part dans ces formules, comment cela modifie-t-il la DOF?
Il existe plusieurs façons sournoises de formater les informations de taille dans les calculs DOF:
Enlargement factor
Focal Length
Subject-to-camera / focal distance
C'est à cause du facteur de recadrage et de la distance focale résultante ainsi que de l'ouverture nécessaire pour la capacité de collecte de lumière du capteur qui donne le plus grand effet sur vos calculs.
Un capteur de résolution supérieure et un objectif de meilleure qualité produiront un meilleur bokeh, mais même un capteur et un objectif de la taille d'un téléphone portable peuvent produire un bokeh raisonnablement acceptable.
L'utilisation de la même lentille focale sur un APS-C et un appareil photo plein format à la même distance sujet à appareil photo produit deux cadrages d'image différents et entraîne une différence de distance et d' épaisseur DOF (profondeur du champ).
Changer d'objectif ou changer de sujet en fonction du facteur de recadrage lors du basculement entre un APS-C et un appareil photo plein format pour conserver des résultats de cadrage identiques dans un DOF similaire. Déplacer votre position pour maintenir un cadrage identique favorise légèrement le capteur plein format (pour une plus grande DOF), ce n'est que lorsque vous changez les objectifs pour correspondre au facteur de recadrage et maintenir le cadrage que le plus grand capteur gagne une DOF plus étroite (et pas beaucoup).
C'est l'avantage de l'ouverture qui fait du capteur plein format un choix meilleur et plus cher à la fois pour l'appareil photo et les objectifs et souvent pour les fonctionnalités (le FPS n'en faisant pas partie, ni la taille et le poids).
Aller à un capteur de taille moyenne par rapport à un petit capteur avantage davantage le capteur plus grand, mais le bokeh n'est probablement pas le meilleur cas d'utilisation pour justifier une différence de prix 20x + fois.
Le plus grand nombre de pixels par point de lumière produira certainement un bokeh plus lisse, mais il en serait de même pour se rapprocher avec un petit appareil photo à capteur. Vous pouvez facturer davantage la proportionnalité pour l'utilisation d'équipements plus chers si vous gagnez de l'argent avec vos photos ou vidéos, sinon un peu de jeu de jambes ou des objectifs supplémentaires à moindre coût vous feront économiser beaucoup d'argent en investissant dans un système de plus grand format.
Section Wikipedia: Premier plan et arrière-plan flou .
Consultez cet article " Mise en scène des premiers plans" de RJ Kern sur le flou au premier plan, qui comprend de nombreuses photos avec le flou d'arrière-plan et de premier plan.
B&H a un article en 3 parties sur DOF: Profondeur de champ, Partie I: Les bases , Partie II: Les mathématiques et Partie III: Les mythes .
Plus important encore, "bokeh" n'est pas simplement "flou d'arrière-plan", mais tout flou à l'extérieur du DOF; même au premier plan . C'est que les petites lumières à distance sont plus faciles à juger de la qualité du bokeh.
Considérez que l'image que vous obtenez n'est qu'une version réduite de ce que vous avez dans le plan de mise au point. Le faisceau en rouge est le faisceau de lumière provenant de la source ponctuelle et traversant la pupille d'entrée. Le truc que j'ai appelé «disque bokeh» est l'endroit où ce faisceau coupe le plan de mise au point. Elle a exactement le même diamètre que la pupille d'entrée, à condition que la source soit suffisamment éloignée et qu'elle soit la contrepartie côté objet du disque bokeh. Le disque bokeh réel vit dans l'espace image et est l'image du disque dessiné ici.