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Focale et angle de vue

Voir large ou voir loin ?

 

27 juin 2009 par Antoine Désir - Mis à jour le 27 juin 2009

 

Un simple nombre sur une bague ou sur un écran, mais qu'est-ce que peut bien signifier cette "focale" ? Dans l'absolu, c'est une valeur donnée par l'objectif. Les objectifs dont on peut faire varier la focale sont appelés "zooms", sinon il s'agit d'objectifs à "focale fixe". Pourquoi tant d'importance pour cette valeur ?
Focale et angle de vue   Focale et angle de vue

Plan large à la focale minimale d'un "super zoom" et plan rapproché à la focale maximale de ce même objectif. L'image de droite ne semble qu'une partie de l'image de gauche, comme un détail.

focale et angle de champ

Faire varier la focale brutalement peut donner des effets saisissants en vidéo !


(cliquer sur l'image ci-dessus, et le fichier Quicktime se lancera)



> LIRE LA SUITE : Distance focale

Distance focale

La distance focale est une distance géométrique, celle entre la surface du capteur ou du film et le centre optique de l'objectif. Comme ce dernier n'est pas matérialisé mais se situe souvent "dans le vide" (en fait, il n'existe pas vraiment, l'objectif n'étant pas une simple lentille), la focale devient une grandeur "virtuelle" non directement utilisable. Et c'est pourtant une des grandeurs fondamentales en optique, de celle que l'électronique des appareils photo ou des caméscopes ne peut outrepasser.

Focale et angle de vue


Mais l'utilisation de la distance focale pour le photographe ou le vidéaste résulte d'un malentendu historique, car elle ne nous intéresse pas vraiment. Si elle s'est imposée à l'époque des reflex argentiques 24x36, elle est maintenant source de confusion. Ce qui nous importe, c'est l'angle de vue, soit quelle est la largeur ou la hauteur de l'image cadrée, lorsqu'on se trouve à une certaine distance du sujet. Heureusement, il y a un lien fort entre ces valeurs, même s'il n'est pas direct.


Attention, il ne faut pas confondre la distance focale et la distance de mise au point, elles n'ont pas de rapport. Sauf que pour faire la mise au point (pour avoir un sujet net) à une distance proche de la distance focale, il faut des objectifs spéciaux (souvent macros).



(Focale et angle de vue)

Angle de vue

La focale théorique d'un objectif (variable pour un zoom) ne donne qu'une indication de l'angle de vue, car la taille du capteur intervient lourdement dans la relation. Les focales des zooms des petits compacts numériques font par exemple quelques millimètres, alors que le champ couvert est le même que celui des gros zooms montés sur les reflex, qui affichent des focales de plusieurs dizaines (voire centaines) de millimètres.
Focale et angle de vue

Ne tournons pas autour du pot, voici les correspondances :


Focale pour un capteur 24x36 (FX)
Angle de vue (horizontal)
Largeur du champ à 1 mètre *
18 mm
100°
2,4 m
21 mm 92° 2,1 m
24 mm 84° 1,8 m
28 mm 75° 1,5 m
35 mm 63° 1,2 m
50 mm 47° 0,87 m
70 mm 34° 0,62 m
90 mm 27° 0,48 m
105 mm 23° 0,41 m
135 mm 18° 0,32 m
200 mm 12° 0,22 m
250 mm 10° 0,17 m
300 mm 0,14 m
400 mm 0,11 m
500 mm 0,09 m

* pour ceux que la formule intéresse, la largeur à 1 mètre vaut 2 fois la tangente de la moitié de l'angle de vue ( L= 2*Tan(angle/2) )


Parce qu'ils n'utilisent pas l'angle de vue comme indicateur, les fabricants donnent la "focale équivalente" des objectifs. La focale équivalente en 24x36, c'est celle qui donnerait le même angle de vue si l'appareil était équipé d'un capteur "FX" (24 x 36 mm, taille de la zone sensible des pellicules des reflex argentiques habituels).


Par exemple, un caméscope doté d'un capteur 1/6" avec un zoom dont la focale varie de 3 à 30 mm capte avec les mêmes angles de vue qu'un hypothétique caméscope doté d'un capteur 24x36 doté d'un zoom 46-460 mm. Dans le comparatif, nous appelons ça "l'équivalence photo". Nous avons donc des objectifs dont la focale est de 2,5 mm et qui ne sont pas des grands angles !


Focale et angle de vue


Quelques correspondances entre focales réelles et focales équivalentes en 24x36 :

Taille capteur
Focale réelle
Focale équivalente
Angle de vue
FX (24x36)
50 mm 50 mm
47°
APS-C (DX)
33 mm 50 mm 47°
4/3
25 mm 50 mm 47°
2/3" 13 mm
50 mm 47°
1/1,8" 10 mm
50 mm 47°
1/2,5"
8,3 mm
50 mm 47°
1/3"
7,5 mm
50 mm 47°
1/6"
3,3 mm
50 mm 47°

Attention, il n'est pas simple de calculer l'équivalence, car l'étude approfondie montre que les fabricants peuvent indiquer une taille de capteur avantageuse mais ne pas utiliser toute sa surface en vidéo et donc réduire la surface utile utilisable pour le calcul de la focale équivalente. Par exemple, certains caméscopes dont les capteurs sont indiqués comme 1/3" ont une équivalence identique à ceux équipés de capteur 1/4". Que de confusions !



(Focale et angle de vue)

Focale et perspective

Puisqu'avec la focale, c'est l'angle de vue qui change, cela a un effet important sur la composition de l'image. Car il est possible d'avoir un sujet de taille identique sur l'image, avec une perspective bien différente !

 


Focale et angle de vue   Focale et angle de vue
Le même sujet, avec la même taille, au grand angle (27 mm) et au téléobjectif (270 mm). Les deux images sont pourtant très différentes. Le champ couvert est bien plus étroit (et la photo prise de bien plus loin) et la profondeur de champ inférieure (c'est un effet secondaire) sur la photo prise avec une grande focale. Le choix de la focale n'est donc pas qu'une question de distance au sujet et de cadrage, mais aussi de mise en valeur du sujet principal dans son environnement. En vidéo, cela permet des effets subtils, comme de garder un personnage de taille constante à l'écran tout en s'éloignant ou se rapprochant (un travelling au zoom ou "Transtrav"). Dans ce cas, la variation de focale est coordonnée à la distance, la prise de vue n'est pas facile, mais l'effet saisissant.


(Focale et angle de vue)

Grand-angle ou téléobjectif

Focale et angle de vue


Il fut un temps (avant l'invention du zoom) où la simplicité s'imposait en photo : un objectif aux alentours de 50 mm de focale (c'était plutôt 50° d'angle de vue) était "standard", les objectifs permettant des angles de vue supérieurs étaient des "grands angles" et ceux offrant des angles de vue plus étroits des "léobjectifs". Il y avait une référence à une zone de la vision humaine perçue aux alentours de 50° d'angle de vue (horizontale).



Les choses se sont compliqués avec l'invention des zooms et les études sur les véritables angles de la vision humaine. Par exemple, une couverture de 60° (environ 40 mm de focale équivalente) est considérée comme "grand angle" en vidéo grand public, car la plupart des caméscopes grand public ne savent pas faire de grand angle sans convertisseur. Mais il faut monter à plus  de 70° en photo ou en vidéo pro pour avoir ce qualificatif, du fait que ce sont des valeurs courantes sur les objectifs pour ces appareils.


Focale et angle de vue



De même, certains ne commencent le "télé" qu'à moins de 10° d'angle de vue.


A noter une chose importante dans le choix des objectifs : il est toujours possible de recadrer une image pour simuler une focale plus longue (au prix d'une dégradation), mais il est impossible de récupérer un angle de vue plus large que celui pris par l'appareil ! Il est donc souvent confortable d'avoir un objectif avec un angle de vue important (petite focale) pour faire des images dans les situations imprévues.


 



(Focale et angle de vue)

Conclusion

La distance focale est un des paramètres essentiels d'une prise de vue, que ce soit en photo ou en vidéo. Mais pour les vidéastes et les photographes, il serait plus intéressant de considérer l'angle de vue, plus facile à visualiser et évitant les confusions entre les focales réelles et équivalentes, sources de malentendus. Espérons que les fabricants se mettent à indiquer ces valeurs pour leurs zooms, ce sera plus clair !



(Focale et angle de vue)

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