Le diaphragme ouvre de 16 à 1.8 Mais que veulent dire ces chiffres?

• le temps de pose: combien de temps l'objectif est ouvert pour laisser passer la lumière. Ce temps est indépendant de l'optique utilisée.
• le rendement lumineux de l'optique: combien celle-ci laisse passer de lumière.

Après des calculs, on s'est rendu compte que la quantité de lumière qui frappe chaque mm carré de pellicule dépend du diamètre de l'optique (qui peut être réduit en utilisant un diaphragme) et de la focale. Une optique avec une longue focale (un téléobjectif) a besoin d'une lentille proportionellement plus grande pour collecter autant de lumière.

L'ouverture citée plus haut est indiquée ƒ/4. Le ƒ vient de "distance focale" (il s'agit d'un f cursif). Le F indique le foyer d'une optique, et la distance focale est la distance entre le foyer et le centre de la lentille.

Comme une partie de la lumière se perd (réflections internes), la valeur effective est légèrement inférieure à la valeur calculée en divisant la distance focale par le diamètre de l'optique. Les optiques cinématographiques ont une graduation qui tient compte de la valeur effective pour éviter les différences d'exposition entre plans quand on change d'optique.

Diaphragme ƒ/1.8 C'est l'ouverture maximale de l'optique (vendue avec l'appareil) C'est une très bonne valeur quand tu sais que l'optique de base d'un reflex fait ƒ/3.5-5.6 Diaphragme ƒ/2.8 Correspond au diaphragme d'une bonne optique; l'optique laisse passer 30% de la lumière en comparaison de l'ouverture maximale Diaphragme ƒ/5.6 Correspond à l'ouverture d'optiques bon marché utilisées à la plus longue focale L'optique laisse passer 3% de a lumière comparée à l'ouverture maximale Diaphragme ƒ/16 L'optique laisse passer environ 1% de la lumière.

Un des paramètres d'une optique c'est son ouverture maximale, qui indique combien de lumière frappe le film ou le capteur. Une optique idéale a un diamètre de 100% (par rapport à la distance focale). Le rapport est de 1 à 1, indiqué ƒ/1. En pratique, les régions extérieures de la lentille ne sont pas utilisées (pour réduire les déformations), ce qui fait que le diamètre doit être supérieur à la focale pour pouvoir attendre un rapport de ƒ/1.

La luminosité d'une optique (combien de lumière elle laisse passer) dépend de la surface utile de l'optique, et le rapport entre la surface et le diamètre est quadratique. Si tu réduis le diamètre de l'optique de 50% (ou 1/2, indiqué ƒ/2, la surface (et donc le rendement lumineux) sera réduit au quart (25%).

Une optique avec un diamètre utile de 25% (1/4) est indiqué ƒ/4 et a un rendement optique de 6.25%.

Ces optiques ne sont pas très courantes:

• la profondeur de champs est très limitée à une telle ouverture, rendant la mise au point correcte pratiquement impossible. Le système d'autofocus n'a pas été conçu pour une telle précision dans la mise au point (erreurs de front et de back-focus).
• La monture même est trop petite, une lentille supplémentaire est nécessaire pour forcer les rayons lumineux à passer par le trou. Cette lentille supplémentaire engendre un surplus de déformations.
• Le coût augmente de façon exponentielle avec chaque petite augmentation du rendement. Les problèmes techniques deviennent rapidement insurmontables.

Généralement, l'optique laisse passer moins de lumière quand on zoome, alors qu'il faut justement une plus grande luminosité dans les longues focales pour réduire l'effet de bougé. Une optique indique souvent deux valeurs de diaphragme (par exemple 3.5-5.6): la première valeur quand l'optique est en position large et la seconde en position télé. Les optiques plus chères ont un diaphragme qui reste constant quel que soit la focale choisie.

Temps de pose pour obtenir la même exposition: (l'indice de lumination est de 10)

• Si tu utilise une optique lumineuse ƒ/2.8 avec un temps de pose de 1/125
• tu devras utiliser un temps de pose de 1/30 avec une optique de base qui ouvre à du ƒ/5.6

Un posemètre te donne, pour un éclairage identique, toutes les combinaisons de valeur de diaphragme et de temps de pose. Avec l'optique de base (ƒ/5.6) tu dois utiliser un temps de pose de 1/15, tandis qu'une optique très lumineuse (ƒ/1.4) te permet d'utiliser un temps de pose de 1/250.

Plus l'optique est de bonne qualité, et plus l'effet de la diffraction se fait sentir. Une optique de moyenne qualité profite de la réduction du diaphragme et atteint sa plus grande netteté vers ƒ/8 ou ƒ/11. Une très bonne optique donne une image si nette, que l'effet de la diffraction commence déjà à jouer à partir de ƒ/5.6. La diffraction est bien visible à partir de ƒ/22 (quelle que soit la qualité de l'optique): l'image n'est plus très nette. Là où il est possible de jouer sur l'éclairage (photographie en studio), on règlera les flashes pour que l'appaeil photo puisse utiliser son diaphragme le plus favorable (“sweet spot”).

Comme vous le savez, le diaphragme est une valeur relative.

• Les appareils à petit capteur ont un diaphragme plus petit et qui ne ferme qu'à ƒ/4 (qui correspond en mm à un diaphragme de ƒ/22 chez un reflex). Un diaphragme plus petit produirait une image inacceptable. Notre appareil compact a donc un diaphragme qui van de ƒ/2 à ƒ/4, donc un rapport de 1:4 seulement. Jouer sur la profondeur de champs n'est donc pas possible avec un compact.
• Et de l'autre coté, les appareils à moyen format ferment à du ƒ/64 sans causer de diffraction notable (correspond en valeur absolue à du ƒ/11 sur un reflex)..

• Uniquement focales fixes: les zooms n'ouvrent pas à plus de ƒ/2.8. Pour un zoom, une valeur de ƒ/2.8 est excellente, pour une focale fixe, c'est une valeur passable.

• Boitiers non adaptés: les boitiers sont fabriqués pour une ouverture de ƒ/2.8.
  • La mise au point n'est pas suffisamment précise: l'appareil photo est équipé de deux sortes de capteurs de mise au point (télémètres à champ coupé): un qui fonctionne avec les optiques normales (ƒ/5.6) et un qui fonctionne avec des optiques lumineuses (ƒ/2.8). L'appareil photo ne "profite" pas des optiques plus lumineuses.
  • Le même effet se voit dans l'oculaire: réduis l'ouverture (de ƒ1.4 à ƒ/2.8) en appuyant sur le bouton de visualisation de la profondeur de champ: cette réduction de l'ouverture ne produit pas une réduction de la lumière dans le viseur. Ergo: le système de visée ne profite pas du supplément de lumière que l'optique peut donner. Le verre dépoli est fabriqué avec un "grain" calibré qui donne le meilleur rendu avec une optique ƒ/2.8.

  

• Courbure du champ (field curvature): la surface qui donne l'image la plus nette n'est pas plane (même si le capteur est plat), car la distance de l'objet joue un role, et cette distance est plus importante dans les coins. Il est pratiquement impossible d'avoir un mur totalement net avec une ouverture de ƒ/1.4.

• Aberrations optiques: la plupart des optiques super-lumineuses produisent des déformations à leur ouverture maximale. Certaines déformations sont inhérentes aux lois de l'optique et ne peuvent pas être éliminées. L'optique Sigma 50mm ƒ1.4 donne une image très nette même à l'ouverture maximale, mais les images contiennent une aberration chromatique longitudinale qui est techniquement inévitable (voir le lien pour des exemples).

• Quand il y a très peu de lumière, une optique super-lumineuse est le seul moyen de prendre des photos sans flash, sans trépied et sans augmenter le gain de l'appareil photo. Il est possible de prendre des photos de la vie nocture en ville sans accessoires si tu disposes d'une optique très lumineuse.

• Les aberrations disparaissent quand le diaphragme est légèrement fermé. Le piqué d'une optique super-lumineuse dépasse celui d'une optique classique à une ouverture de ƒ/2.8

Les appareils compacts récents utilisent un diaphragme qui sert également d'obturateur (pour protéger le capteur à l'arrêt). Le temps de pose est déterminé par le capteur uniquement, le système utilisé ne permet pas un temps de pose bien défini.

Le diaphragme est celui d'une caméra vidéo (NV-MC10 à NV-MS50 de Panasonic). Le fonctionnement est comparable.

Le moteur n'en n'est pas un: il s'agit d'un électro-aimant qui ouvre les lamelles du diaphragme.

Notez le filtre au milieu du diaphragme. Il s'agit d'un filtre ND (Neutral Density: filtre gris) qui sert à améliorer le fonctionnement par forte lumière (petites ouvertures). Sans filtre, un petit mouvement de l'électro-aimant produirait une trop forte variation de l'intensité lumineuse (avec risque d'oscillations).

Contrairement à ce camescope, les photoscopes compacts récents n'ont qu'un tout petit diaphragme. Et pour cause: le capteur est bien plus petit que celui d'une caméra vidéo d'il y a plus de 30 ans!

Les reflex utilisent tous un diaphragme multi-lamelles qui produit une forme pratiquement circulaire à toutes les ouvertures (voir exemple plus haut). Le diaphragme est monté dans l'optique. La découpe circulaire du diaphragme produit un arrière-plan flou où les points lumineux (qui ont la forme du diaphragme) sont ronds, ce qui est l'effet recherché. Le camescope lui ne produit pas cet effet.