14 juin 2022

Calculateur d’agrandissement d’un objectif photo

Par Gaëtan Berthouly

14 juin 2022


Dans cet article ressource / outil on va s’intéresser au monde des objectifs : on va voir ce qu’est l’agrandissement des objectifs photo et quelle est la différence avec le zoom et le grossissement.

Je vais aussi vous mettre un disposition un calculateur d’agrandissement d’objectif bien sympa qui va vous simplifier la vie !

En avant Guingamp !

Utilisation du calculateur d’agrandissement d’objectifs


Pour utiliser le calculateur d‘agrandissement de votre objectif vous avez besoin de :

  1. la distance focale de votre objectif
  2. et de la distance entre vous et votre sujet.

Imaginons que vous preniez la photo d’un énorme kangourou, disons de deux mètres de haut et pesant 95 kg.

Un bon objectif vous aidera à maintenir une distance de sécurité entre vous et les kangourous extrêmement balaises.

Comme cette bête serait trop dangereuse pour être photographiée de près (je rappelle qu’ils ont des griffes capables d’éventrer n’importe quoi), je vous conseille d’utiliser un téléobjectif voire un super téléobjectif de 500 mm et de vous mettre une distance d’environ 150 mètres.

Attention

Malgré la distance, sachez qu’un kangourou peut atteindre une vitesse de pointe de 70 km/h !

Vous n’avez qu’à insérer :

  • 150 dans le champ « distance de mise au point (d) »,
  • 500 dans le champ « distance focale (f) »

Ce qui donne un facteur d’agrandissement m de 0.003356

La valeur est bien plus petite que 1, cependant ce kangourou aura l’air plus grand que nature sur votre photo.

Si vous êtes en macro vous pouvez aussi ajouter la longueur de votre tube d’extension.

Objectif et lentille convergente

Un appareil photo n’est rien d’autre qu’un objectif et un capteur. Un objectif est composé d’un ensemble complexe de lentilles, mais pour simplifier ici on considèrera qu’un objectif n’est qu’une lentille.

Une lentille est un dispositif composé d’un matériau dont l’indice de réfraction est différent de celui de l’air, cet indice de réfraction couplé à sa forme lui permettent de courber les rayons lumineux lorsqu’ils la traverse.

Les lentilles peuvent faire converger ou diverger les rayons lumineux. Le calculateur présent dans cet article ne fonctionne que pour les lentilles convergentes (ou les objectifs, même si ils ne sont pas composés que de lentilles convergentes).

Les lentilles convergentes (et objectifs) ont la capacité de concentrer chaque rayon (entrant dans la lentille parallèlement à l’axe optique) en un point spécifique : le foyer.

La distance entre le foyer et la lentille est la distance focale f.

La distance focale f entre la lentille et le foyer F (à droite sur le schéma)

La flèche en pointillée orientée vers le haut (à gauche de du schéma) représente l’objet que nous regardons.

objet que nous regardons

Les rayons lumineux qui en proviennent frappent l’objectif.

Le rayon parallèle à l’axe optique (la ligne du haut) est concentrée et converge donc vers le foyer.

rayon parallèle à l’axe optique concentré et convergeant vers le foyer

Le rayon passant par le centre de la lentille rencontre le rayon concentré de l’autre côté de la lentille au foyer, ce qui crée une image inversée appelée image réelle de l’objet.

rayon passant au centre de la lentille, croise l’autre rayon parallèle au foyer, ce qui forme finalement l’image réelle de l’objet

À partir de là on peut facilement identifier les principaux éléments dont nous avons besoin dans la description d’un objectif :

  • La distance focale f
  • La distance de mise au point d (qui est la distance entre le sujet et l’appareil photo, plus précisément le capteur si la mise au point est correcte), qui résulte de l’addition g + h avec :

h qui est la distance entre l’image réelle et la lentille,

g qui est la distance entre l’objet et la lentille.

La distance h est l’endroit où l’image est mise au point. La mise au point permet de caler l’image réelle sur le capteur, pour qu’elle soit nette.

Qu’est-ce que l’agrandissement ?

L’agrandissement d’un objectif est une mesure de l’écart entre la hauteur d’une image réelle (formée sur le capteur) et la hauteur de l’objet « dans le monde réel« .

La formule d’agrandissement d’un objectif est :

Formule d’agrandissement d’un objectif en utilisant la taille de l’image réelle de l’objet et la taille de l’objet « dans le monde réel ».
Je vous remets le schéma là pour voir ce qu’est H et G.

Où :

  • H est la taille de l’image réelle de l’objet (sur le capteur)
  • G est la taille de l’objet « dans le monde réel« 

Grâce aux propriétés des triangles semblables, nous pouvons aussi calculer l’agrandissement d’un objectif en utilisant les distances entre l’image réelle-la lentille et l’objet « dans le monde réel »-la lentille :

Agrandissement d’une lentille en utilisant les distances entre l’image réelle-la lentille et l’objet « dans le monde réel ».
Je vous remets le schéma là pour voir ce qu’est h et g.

Où :

  • h est la distance entre l’image réelle et la lentille
  • g est la distance entre l’objet « dans le monde réel » et la lentille

On en déduit qu’on peut ajuster l’agrandissement en ajustant la distance focale de l’objectif (f), car la distance focale impactera la distance entre l’image réelle et la lentille (h).

En mélangeant les formules d’avant on peut trouver une formule d’agrandissement qui utilise la distance focale et la distance de l’objet :

formule d’agrandissement utilisant la distance focale et la distance de l’objet

r est la racine carrée de l’équation quadratique suivante :

Tubes d’extension et agrandissement

Pour augmenter l’agrandissement d’un objectif il n’y a que deux possibilités :

  • diminuer la distance g (qui est la distance entre l’appareil photo et votre sujet = la distance de mise au point) ;
  • ou augmenter la distance h (la distance entre l’objectif et le capteur).

Dans le cas du kangourou il peut être préférable d’opter pour la seconde option : c’est pourquoi les fabricants d’appareils photo vendent des tubes d’extension.

Et les photographe macro connaissent bien ces accessoires ! Ce sont de courtes bagues à positionner entre l’objectif et le boîtier, qui ont pour seul mission d’augmenter la distance entre l’objectif et le capteur h de quelques précieux millimètres.

Agrandissement VS zoom VS grossissement

Vous vous attendiez peut-être à ce que le zoom soit un gros nombre comme x10× ou x20 comme les valeurs que vous voyez sur les jumelles ou les télescopes.

Mais en fait pas du tout.

Avec les appareils photo, le zoom est généralement un nombre très faible. Le nombre suivi d’un d’un « × » est le zoom.

Le zoom décrit de combien la distance focale de l’objectif peut varier (pour des objectifs zoom à distance focale variable donc).

« Gné ?« 

Prenons l’exemple d’un objectif zoom 18-55 mm, cet objectif a un zoom de : 55/18 ≃ 3 (un zoom x 3 donc).

« Ah ok, et le grossissement du coup c’est quoi ?« 

Le grossissement quant à lui compare la distance focale d’un objectif (adapté pour les boîtiers 24×36) par rapport à la distance focale d’un objectif de référence : le 50 mm sur capteur 24×36.

Ainsi si on prend un objectif de 200 m (pour 24 x36), son grossissement sera de 200/50 = 4 (un grossissement de x4).

Loupes et agrandissement

Les loupes sont parfaites pour expliquer le principe d’agrandissement. Leurs lentilles sont généralement fabriquées avec une distance focale de 25 cm. Si vous utilisez la lentille pour regarder un objet plus proche que cette distance, vous créez une image virtuelle de cet objet.

Vous vous souvenez du shéma juste avant ?

Eh bien on doit le changer un peu

Une loupe crée une image « à l’endroit » et agrandie de l’objet placé à une distance g de celle-ci.

Comme vous pouvez le voir dans ce schéma modifié : les rayons à droite de la lentille ne convergent pas. Nous avons affaire à des images virtuelles, qui proviennent des continuations virtuelles des rayons, créant une image non inversée de l’objet.

Si vous utilisez la formule d’agrandissement qu’on a vu avant en utilisant la hauteurs de l’image réelle de l’objet et de la hauteur de l’objet « dans le monde réel » :

L’agrandissement sera supérieur à 1 : c’est bien une loupe !

Conclusion

On arrive à la fin de cet article sur l’agrandissement des objectifs photos. Je pense que vous êtes maintenant incollable sur le sujet !

Moi je vous laisse ici à vos calculs d’agrandissement et je vous dis à bientôt sur les internets MONDIAUX !

J’ai aussi une chaîne YouTube !

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