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Source : ct|20.08.09

Initiation photo

La macrophotographie et la proxiphotographie

1) L'ouverture

Normalemement la taille, sur le capteur, de l'image A'B' d'un objet AB est très inférieure à celle de l'objet. Par exemple, lors d'une prise de vue classique, l'image d'un objet de 1 mètre de haut n'occupe que quelques mm sur le capteur. Le grandissement G=A'B'/AB est dans ce cas très inférieur à 1 (1:100 par exemple).

La photographie des objets de petite taille avec un grandissement G supérieur ou égal à 1 ( désigné rapport 1:1) est appelée macrophotographie.

Lorsque le grandissement G est égal a 1, l'image sur le capteur possède la même dimension que l'objet photographié. Ainsi la macrophotographie 1:1 d'un insecte de 8mm de long par exemple donne, sur le capteur de l'appareil photo, une image de 8mm de long.

Lorsque G est compris entre 1 et 1:10 on n'utilise plus le terme macrophotographie mais le terme proxiphotographie. Par exemple, un grandissement G=0,5 (ou 1:2) signifie que l'image sur le capteur aura la moitié de la taille de l'objet photographié.

Lorsque G est supérieur à 10 (20:1 par exemple) on n'utilise plus le terme macrophotographie, mais le terme photomicrographie.

Macrophotographie and proxyphotographie

2) Bague allonge et objectifs macro

Soient : un objectif de focale f permettant un grandissement G = p'/p = A'B'/AB = 1 ;
AB un objet situé à une distance p du centre de cet objectif ;
A'B' l'image de cet objet située à une distance p' du centre de cet objectif.

Dans ce cas, A'B' = AB et p' = p. Comme 1/p + 1/p' = 1/f on a 2/p = 1/f soit p = p'= 2f

Avec un objectif normal il faut que la distance entre le centre de l'objectif et le capteur soit le double de la distance focale pour obtenir un rapport de grandissement égal à 1.

Macrophotographie et formule de Descartes

D'une façon plus générale : il existe une relation entre le grandissement d'une part et p' et f d'autre part :
G = p'/p donc p = p'/G
Par ailleurs, 1/p+ 1/p'= 1/f
donc G/p' + 1/p' = 1/f donc (G+1)/p' = 1/f donc G+1 = p'/f d'où G = p'/f - 1
La relation entre le grandissement d'une part et p' et f d'autre part est donnée par G = p'/f - 1

Avec un objectif de 50 mm par exemple il faut que p' soit égal à 100 mm pour que G soit égale à 1 (100/50 -1 = 1).

Un objectif de 50mm ne peut pas en général s'allonger de 10 cm sauf si on utilise une bague allonge.

Macrophotographie, bague allonge

Compte tenu de ces éléments, une solution très pratique, pour faire de la macrophotographie consiste à utiliser un objectif spécialisé de type "macro". Ces objectifs sont plus couteux que les objectifs classiques, mais ils présentent l'énorme avantage de permettre la macrophotographie avec un grandissement 1:1 sans avoir besoin d'un allongement important, et bien entendu sans nécessité de bague allonge.

2) La profondeur de champs

En macrophotographie, la profondeur de champs est beaucoup plus faible qu'en photographie courante. Ceci explique pourquoi les clichés d'insectes par exemple sont souvent nets avec une très faible profondeur autour du plan sur lequel a été effectué la mise au point. Pour atténuer ce phénomène, il est nécessaire de fermer le diaphragme autant que possible.

Soient :
AB un objet situé à une distance p du centre d'un objectif de focale f et ouvert à N ;
A'B l'image de cet objet située à une distance p' du centre de l'objectif ;
G le grandissement de cet objectif;
d le diamètre du cercle de confusion (0.03 mm) .
Nous avons:

G = p'/p et p'=p.G
1/p + 1/p' = 1/f
soit 1/p + 1/p.G = 1/f et (G+1)/p.G= 1/f et p = f(G+1)/G
si G=1 nous avons p = 2.f
nous avons PA=(H.p)/(H+p) PR = (H.p)/(H-p) avec H = f²/N.d (cf tutorial 6)

avec G=1 et p=2.f nous avons PA = 2H.f/(H+2f) et PR = 2H.f/(H-2f)

3) Exemples

Exemple 1 : profondeur de champs d'un objectif macro
Soit un objectif macro de 50 mm 1:1, utilisé avec une bague allonge et ouvert à N=20. Quelle est la profondeur de champs de cet objectif, en supposant le cercle de confusion d=0,02mm ?
Réponse:
H =( 50x50)/(20x0,02) = 2500/0,4=25000/4=6250 mm
PA=12500 x 50/ (6250 + 100) = 625000/6350 = 98,4 mm
PR=12500 x 50/ (6250 -100) =625000/6150 =101,6 mm
Quand l'objectif est ouvert à N=20 (donc très fermé),la profondeur de champs est de 3,2 mm

Exemple 2 : profondeur de champs d'un objectif macro
Soit le même objectif macro de 50 mm 1:1, utilisé avec une bague allonge et ouvert à N=2 Quelle est la profondeur de champs de cet objectif, en supposant le cercle de confusion d=0,02mm ?
Réponse:
H =( 50x50)/(2x0,02) = 2500/0,04=250000/4=62500 mm
PA=125000 x 50/ (62500 + 100) = 6250000/62600 = 99,8 mm
PR=125000 x 50/ (62500 -100) =6250000/62400 = 100,1 mm
Quand l'objectif est ouvert à N=2 (donc très ouvert), la profondeur de champs passe à 0,3 mm. Elle diminue fortement.

4) Résumé


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