L'ouverture (Aperture) d'un objectif est le rapport entre la distance focale (f) de l’objectif et le rayon (ou le diamètre) (r) de la surface du trou laissé ouvert par le diaphragme.
Les valeurs d’ouverture (n) sont standardisées (f/r) :
r = 1,4 - 2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22 ... et ainsi de suite
Ces valeurs sont établies pour que, d’une valeur à l’autre dans le sens croissant, il entre deux fois moins de lumière dans l’objectif (La surface du trou diminue de moitié).
On dit aussi qu’il y a une perte de 1 EV (valeur d’exposition ou Exposition Value) ou de 1 IL (Intensité Lumineuse).
On note une valeur (r) qui augmente tandis que l’ouverture diminue.
En pratique, la plupart du temps, l'ouverture se règle par 1/3 EV : f/4 -> f/4,5 -> f/5 -> f/5,6 -> f/6,3 -> f/7,1 -> f/8 -> etc.
Le couple focale/ouverture (f/r) détermine une notion très importante, notamment en portrait et en macro : la profondeur de champ.
Il y a un plan parfaitement net, situé à la distance de mise au point (si je mets au point à trois mètres, tout ce qui est situé à trois mètres sera net).
Au-delà et en-deçà de ce plan, il y a une zone où la netteté est considérée comme nette par l’oeil. L'étendue de cette zone est la profondeur de champ.
Quand on «ferme» le diaphragme (on augmente le nombre r), la profondeur de champ augmente.
Ainsi, si j’utilise un 35 mm pour photographier un sujet et que je ferme à f/22 en faisant la mise au point sur l'infini, j’obtiens une très grande profondeur de champ, qui s'étendra de l'infini jusqu'à très près de moi.
Si, avec le même 35 mm et en gardant la mise au point à l'infini, j’ouvre à f/2,8 , tout ce qui est à moins de vingt mètres de moi sera flou.
Il est possible de calculer la profondeur de champ pour une situation donnée. Il existe d’ailleurs pas mal de logiciels sur le web. Il est évidement difficile d’emmener ces logiciels avec soi (sauf sur un smartphone). Je crois, pour ma part, que la pratique et, au fil du temps, l’expérience sont bien plus utiles.
Quels sont les cas où l'on joue beaucoup sur la profondeur de champ?
1. Le paysage (on veut que tout soit net, du premier plan à l'horizon)
2. Le portrait (on veut que le sujet soit net, et qu'il se détache sur un fond flou)
3. La macro (on définit au millimètre près ce qui doit être net dans la composition)
Dans le premier cas, on utilisera des ouvertures très faibles (donc une grande valeur de r), dans le second, des ouvertures très larges (f/2,8 ou moins si possible) et dans le troisième, on cherchera l’ouverture adéquate en fonction de ce que l’on recherche à rendre.
Evidemment, l’ouverture joue de manière générale sur la composition. Un flou d’avant plan ou d’arrière plan peut contribuer à diriger l’oeil sur le point focal (ce que l’on souhaite mettre en évidence). On entre là dans des considérations plus artistiques (enfin) et/ou de goût personnel.
L'ouverture sert aussi à doser la quantité de lumière qui entre dans l'objectif. On va donc, pour les photos en soirée par exemple, chercher des objectifs «lumineux» , c’est à dire : avec une ouverture large (f/2,8 ou moins).
Les objectifs à focale fixe (comprenez qu’il n’y a pas de zoom et qu’il faut se déplacer longitudinalement pour cadrer le sujet) proposent en général des valeurs basses pour l’ouverture maximale (f/1,4 - f/1,8 - f/2 - f/2,8).
Les objectifs à focale variable (comprenez les «zoom») proposent une ouverture glissante, c'est-à-dire qu'ils ouvrent moins en téléobjectif qu'en grand-angle.
C'est le cas (par exemple) du TAMRON AF18-250MM F/3.5-6.3 : notez que l'on donne les ouvertures maximales atteintes en grand-angle (18 mm f/3,5), puis en télé (250 mm f/6,3). Les constructeurs ne donne que rarement l'ouverture minimale (le plus grand f/r), qui n'intéresse pas la plupart des gens.
Il existe bien entendu des «zoom» avec une valeur f/r constante et basse. Le paramètre qui change alors, c’est le prix :o)
Comparez par exemple 2 optiques SIGMA :
120-300mm f/2,8 DG IF APO HSM (ouverture constante)
120-400mm f/4,5 - 5,6 DG OS HSM APO (ouverture glissante)
Le coin des matheux :
Les ouvertures sont standardisées selon des valeurs établies f/r : r =1,4 - 2 - 2,8 - 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22 et ainsi de suite.
Mais à quoi donc correspondent ces nombres? Seraient-ils le résultat des délires nocturnes d’un fou?
Que nenni.
Les valeurs (r) sont établies de telle manière qu’il entre 2 fois moins de lumière dans l’objectif à chaque valeur croissante de (r). Ce qui implique que la surface du trou laissé ouvert par le diaphragme diminue de moitié.
Pour une surface d’ouverture 2 fois plus petite qu’une surface initiale, nous faisons face à un rapport de 2 (1/2). Si on réduit encore la surface d’ouverture de moitié, nous obtenons un rapport de 4 (1/4) par rapport à l’ouverture initiale, et ainsi de suite 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, ...
Le nombre (r) est la racine carrée de ces rapports :
Racine carrée de 1 = 1 f/1
Racine carrée de 2 = 1,4142 f/1,4
Racine carrée de 4 = 2 f/2
Racine carrée de 8 = 2,8284 f/2,8
Racine carrée de 16 = 4 f/4
Racine carrée de 32 = 5,6568 f/5,6
Racine carrée de 64 = 8 f/8
Racine carrée de 128 = 11,31 f/11
Racine carrée de 256 = 16 f/16
Racine carrée de 512 = 22,62 f/22
Racine carrée de 1024= 32 f/32
Est-ce magique?
Non....
La surface d’un cercle (A) est donnée par la formule :
A = r x r
Le diamètre (D) par la formule :
D = 2 r
ou r est le rayon
Admettons que j’ai une surface initiale de 100mm2.
De combien devrais-je réduire le rayon initial pour obtenir une surface moitié moindre (50mm2)?
Calculez........ De 1,4 fois (1,41421...)
De combien devrais-je réduire le rayon initial pour obtenir une surface moitié moindre de la précédente (25mm2)?
Calculez........ De 2 fois (2)
De combien devrais-je réduire le rayon initial pour obtenir une surface moitié moindre de la précédente (12,5mm2)?
Calculez........ De 2,8 fois (2,82843....)
Etc... 4 - 5,6 - 8 - 11 - 16 - 22 - 32
Notez que je parle du rayon, mais ceci s’applique aussi au diamètre :o)
Dans la pratique, à f/1, le diamètre de la surface du trou laissé ouvert par le diaphragme est égal à la longueur de la focale.
Prenons un exemple: le Sigma 50mm f/1,4 EX (focale ET ouverture fixes).
A f/1, le diamètre serait de 50mm pour une surface de 1.963,5 mm2.
L’ouverture maximale est de f/1,4. Le diamètre maximum est donc de 35,36mm pour une surface de 981,75 mm2 (la moitié :o)
Cet objectif a un diamètre maximal extérieur de 84,5mm.
Un diamètre à f/1,4 de 35,36mm représente donc déjà un bel exploit technique puisqu'il faut aussi loger toute la mécanique du diaphragme.
Quand on y réfléchit, on comprend mieux pourquoi certains objectifs ont des ouvertures glissantes aux grandes focales et pourquoi les téléobjectifs à ouverture constante sont si volumineux.
Eric Heymans
SamYang 85mm f/1,4.
La très courte profondeur de champ offre des options créatives sur la même scène
Sigma 50mm f/1,4
Ici, on isole planche de ce ponton.
