Technique Photo: La distance focale

Pour beaucoup la focale est une notion simple, et accessible, qui correspond au grossissement de l’image. Hors nous confondons là, une paramètre optique et l’un de ses conséquences. Pour les opticiens, en effet, la distance focale est une notion beaucoup plus complexe, … Je vais essayer d’expliquer la notion technique du terme focale, et je passerai ensuite très vite aux conséquences pratiques.

Définitions

Dans un système optique,

• Le centre optique est le point précis ou les rayons entrants ne sont pas déviés. Les parties incidentes et émergentes de ces rayons sont parfaitement parallèles.
• Le foyer est le point de convergence des rayons lumineux.

La distance focale est la distance entre le centre optique d’un système et son foyer.

Dans le cas des lentilles le centre optique correspond au centre de la lentille.

Les systèmes optiques plus complexes possèdent plusieurs points similaires au centre optique appelé point nodaux.

En photographie,

• Le centre optique d’un objectif ou d’un zoom est souvent assimilé au point nodale arrière (point nodale d’émergence), c’est-à-dire celui qui est situé côté boîtier.
• Le négatif ou le capteur se trouve dans le plan de convergence des rayons

Nous avons donc la situation suivante:

En pratique, on assimile souvent la focale d’un objectif à son angle de champ. L’angle de champ est une notion plus facile à appréhender, elle correspond grossièrement à l’ange de vision.

Pour un capteur 24×36, la focale dite normale ou moyenne, est égale à la diagonale du capteur, c’est-à-dire environ 43mm. A cette focale, l’image est perçue à travers l’objectif selon le même angle de champ que la vision humaine.

Toujours pour un capteur 24×36, on parle de

• Grand angle pour une focale inférieure à 35mm,
• Fish-Eye pour des focales inférieures à 20mm,
• Longue focale au delà de 70mm,
• télé-objectifs, lorsqu’un objectif a une longueur inférieure à sa longueur de focale,
• de trans-standard, lorsque la focale minimale et la focale maximale sont dans des catégories différentes. Le 18-200mm est un trans-standard.

Conséquences photographiques

Une modification de la focale a deux conséquences:

• Un grossissement des objets visés,
• Une déformation de la perception de l’objet visé et de son environnement.

Le grossissement est facile à comprendre: plus la focale est importante, plus le grossissement est important, et inversement.
La distance focale agit également sur l’angle de champ: Plus la focale est importante, plus l’angle de champ est faible. Pour une focale de 28mm, l’angle de champ est de 75°, tandis qu’à 500mm est inférieur à 5°.

Les « déformations » sont de deux types:

• Les grandes focales “rapprochent” les éléments de premier et d’arrière plan, et “aplatissent” l’image.
• Avec les faibles focales, l’angle de champ est plus important que celui de la vision humaine, et ces focales semblent déformer les perspectives.

Ce dernier point est particulièrement important à comprendre, car nous confondons souvent perspective et distorsion.
La distorsion est un défaut optique de l’objectif qui se traduit par la courbure des lignes droites du sujet photographié. La distorsion dépend donc de la qualité des objectifs, et pour un objectif donné, de l’ouverture utilisée lors de la prise de vue.

(image Wikipedia)

La perspective est le phénomène de perception visuelle par lequel l’œil perçoit en deux dimensions un monde en trois dimensions. La perspective ne dépend QUE du point de vue, c’est-à-dire de la position de prise de vue par rapport au sujet. Si l’on prend deux photos, strictement depuis le même endroit, l’une avec une focale de 28mm, l’autre avec une focale de 50mm, les zones communes aux deux photos seront identiques. Le point de vue n’ayant pas changé, nous avons la même perspective.
Si l’on cherche à obtenir la même photo en 28mm et 50mm, nous serons obligés de nous approcher du sujet lors de l’utilisation du 28mm. Le point de vue change, les points et droites de fuite ne sont plus les mêmes, d’où la déformation apparente des perspectives.