En photographie, la limite de diamètre du cercle de confusion (« limite CoC » ou « critère CoC ») est souvent définie comme la plus grande tache de flou qui sera encore perçue par l’œil humain comme un point, lorsqu’elle est vue sur une image finale à partir d’une distance d’observation standard. La limite CoC peut être spécifiée sur une image finale (par exemple, une impression) ou sur l’image originale (sur le film ou le capteur d’image).
Avec cette définition, la limite CoC dans l’image originale (l’image sur le film ou le capteur électronique) peut être fixée en fonction de plusieurs facteurs :
- Acuité visuelle. Pour la plupart des gens, la distance de vision confortable la plus proche, appelée distance de proximité pour la vision distincte (Ray 2000, 52), est d’environ 25 cm. A cette distance, une personne ayant une bonne vision peut généralement distinguer une résolution d’image de 5 paires de lignes par millimètre (lp/mm), ce qui équivaut à un CoC de 0,2 mm dans l’image finale.
- Conditions de visualisation. Si l’image finale est visualisée à environ 25 cm, un CoC de 0,2 mm dans l’image finale est souvent approprié. Une distance de visualisation confortable est également celle à laquelle l’angle de vue est d’environ 60° (Ray 2000, 52) ; à une distance de 25 cm, cela correspond à environ 30 cm, soit approximativement la diagonale d’une image 8″×10″ (le papier A4 est ~8″×11″). Il peut souvent être raisonnable de supposer que, pour la visualisation de l’image entière, une image finale plus grande que 8″×10″ sera visualisée à une distance correspondante supérieure à 25 cm, et pour laquelle un CoC plus grand peut être acceptable ; le CoC de l’image originale est alors le même que celui déterminé à partir de la taille de l’image finale standard et de la distance de visualisation. Mais si l’image finale plus grande sera regardée à la distance normale de 25 cm, un CoC de l’image originale plus petit sera nécessaire pour fournir une netteté acceptable.
- Agrandissement de l’image originale à l’image finale. S’il n’y a pas d’agrandissement (par exemple, un tirage contact d’une image originale 8×10), le CoC de l’image originale est le même que celui de l’image finale. Mais si, par exemple, la longue dimension d’une image originale de 35 mm est agrandie à 25 cm (10 pouces), l’agrandissement est d’environ 7×, et le CoC pour l’image originale est de 0,2 mm / 7, ou 0,029 mm.
Les valeurs communes pour la limite du CoC peuvent ne pas être applicables si les conditions de reproduction ou de visualisation diffèrent considérablement de celles supposées pour déterminer ces valeurs. Si l’image originale doit recevoir un agrandissement plus important, ou être vue à une distance plus proche, alors un CoC plus petit sera nécessaire. Les trois facteurs ci-dessus sont pris en compte par cette formule :
CoC en mm = (distance de visualisation cm / 25 cm ) / (résolution de l’image finale souhaitée en lp/mm pour une distance de visualisation de 25 cm) / agrandissement
Par exemple, pour prendre en charge une résolution d’image finale équivalente à 5 lp/mm pour une distance de visualisation de 25 cm lorsque la distance de visualisation prévue est de 50 cm et que l’agrandissement prévu est de 8 :
CoC = (50 / 25) / 5 / 8 = 0.05 mm
Comme la taille de l’image finale n’est généralement pas connue au moment de la prise de vue, il est courant de supposer une taille standard telle que 25 cm de largeur, ainsi qu’un CoC conventionnel de l’image finale de 0,2 mm, soit 1/1250 de la largeur de l’image. Des conventions en termes de mesure de la diagonale sont également couramment utilisées. Le DoF calculé à l’aide de ces conventions devra être ajusté si l’image originale est recadrée avant d’être agrandie au format d’image final, ou si les hypothèses de taille et de visualisation sont modifiées.
Pour le format plein cadre 35 mm (24 mm × 36 mm, 43 mm de diagonale), une limite de CoC largement utilisée est d/1500, soit 0,029 mm pour le format plein cadre 35 mm, ce qui correspond à la résolution de 5 lignes par millimètre sur un tirage de 30 cm de diagonale. Des valeurs de 0,030 mm et 0,033 mm sont également courantes pour le format 35 mm plein cadre.
Des critères reliant le CoC à la focale de l’objectif ont également été utilisés. Kodak (1972), 5) a recommandé 2 minutes d’arc (le critère de Snellen de 30 cycles/degré pour une vision normale) pour la vision critique, ce qui donne un CoC ≈ f /1720, où f est la distance focale de l’objectif. Pour un objectif de 50 mm sur un format plein cadre de 35 mm, cela donnait un CoC ≈ 0,0291 mm. Ce critère supposait évidemment qu’une image finale serait regardée à une distance » correcte du point de vue de la perspective » (c’est-à-dire que l’angle de vue serait le même que celui de l’image originale) :
Distance de visualisation = distance focale de l’objectif de prise de vue × agrandissement
Cependant, les images sont rarement regardées à la distance » correcte » ;le spectateur ne connaît généralement pas la distance focale de l’objectif de prise de vue,et la distance » correcte » peut être inconfortablement courte ou longue. Par conséquent, les critères basés sur la longueur focale de l’objectif ont généralement cédé la place à des critères (tels que d/1500) liés au format de l’appareil photo.
Si une image est visualisée sur un support d’affichage à faible résolution tel qu’un écran d’ordinateur,la détectabilité du flou sera limitée par le support d’affichage plutôt que par la vision humaine.Par exemple, le flou optique sera plus difficile à détecter dans une image 8″×10″ affichée sur un écran d’ordinateur que dans une impression 8″×10″ de la même image originale vue à la même distance.Si l’image doit être visualisée uniquement sur un dispositif à faible résolution, un CoC plus grand peut être approprié;cependant, si l’image peut également être visualisée sur un support à haute résolution tel qu’une impression, les critères discutés ci-dessus prévaudront.
Les formules de profondeur de champ dérivées de l’optique géométrique impliquent que tout DoF arbitraire peut être obtenu en utilisant un CoC suffisamment petit. En raison de la diffraction, cependant, ce n’est pas tout à fait vrai. L’utilisation d’un CoC plus petit nécessite d’augmenter le nombre f de l’objectif pour obtenir le même DoF, et si l’objectif est suffisamment réduit, la réduction du flou de défocalisation est compensée par l’augmentation du flou de diffraction. Voir l’article sur la profondeur de champ pour une discussion plus détaillée.
La limite du diamètre du cercle de confusion basée sur d/1500Edit
| Format d’image | Taille de l’image | CoC |
|---|---|---|
| Petit format | ||
| Capteur 1″ (Nikon 1, Sony RX10, Sony RX100) | 8.8 mm × 13,2 mm | 0,011 mm |
| Système quatre tiers | 13,5 mm × 18 mm | 0.015 mm |
| APS-C | 15.0 mm × 22.5 mm | 0.018 mm |
| APS-C Canon | 14.8 mm × 22,2 mm | 0,018 mm |
| APS-C Nikon/Pentax/Sony | 15,7 mm × 23.6 mm | 0,019 mm |
| APS-H Canon | 19,0 mm × 28,7 mm | 0.023 mm |
| 35 mm | 24 mm × 36 mm | 0,029 mm |
| Medium Format | ||
| 645 (6×4.5) | 56 mm × 42 mm | 0,047 mm |
| 6×6 | 56 mm × 56 mm | 0,053 mm |
| 6×7 | 56 mm × 69 mm | 0.059 mm |
| 6×9 | 56 mm × 84 mm | 0,067 mm |
| 6×12 | 56 mm × 112 mm | 0.083 mm |
| 6×17 | 56 mm × 168 mm | 0.12 mm |
| Grand format | ||
| 4×5 | 102 mm × 127 mm | 0.11 mm |
| 5×7 | 127 mm × 178 mm | 0,15 mm |
| 8×10 | 203 mm × 254 mm | 0.22 mm |
Réglage du diamètre du cercle de confusion pour l’échelle DoF d’un objectifEdit
Le nombre f déterminé à partir de l’échelle DoF d’un objectif peut être ajusté pour refléter un CoC différent de celui sur lequel l’échelle DoF est basée. Il est montré dans l’article sur la profondeur de champ que
D o F = 2 N c ( m + 1 ) m 2 – ( N c f ) 2 , {\displaystyle \mathrm {DoF} ={\frac {2Nc\left(m+1\right)}{m^{2}-\left({\frac {Nc}{f}\right)^{2}}}\,,}
où N est le nombre f de l’objectif, c est le CoC, m est le grossissement, et f est la distance focale de l’objectif. Comme le nombre f et le CoC n’apparaissent que sous la forme du produit Nc, une augmentation de l’un est équivalente à une diminution correspondante de l’autre, et vice versa. Par exemple, si l’on sait qu’une échelle DoF d’objectif est basée sur un CoC de 0,035 mm, et que les conditions réelles exigent un CoC de 0,025 mm, le CoC doit être diminué d’un facteur de 0,035 / 0,025 = 1,4 ; ceci peut être accompli en augmentant le nombre f déterminé à partir de l’échelle DoF du même facteur, ou d’environ 1 arrêt, de sorte que l’objectif peut simplement être fermé d’un arrêt par rapport à la valeur indiquée sur l’échelle.
La même approche peut généralement être utilisée avec un calculateur de DoF sur une caméra de vue.
Détermination d’un diamètre de cercle de confusion à partir du champ de l’objetEdit
Pour calculer le diamètre du cercle de confusion dans le plan image pour un sujet hors foyer, une méthode consiste à calculer d’abord le diamètre du cercle de flou dans une image virtuelle dans le plan objet, ce qui se fait simplement à l’aide de triangles similaires, puis à le multiplier par le grossissement du système, qui est calculé à l’aide de l’équation de l’objectif.
Le cercle de flou, de diamètre C, dans le plan objet focalisé à la distance S1, est une image virtuelle non focalisée de l’objet à la distance S2 comme le montre le schéma. Il ne dépend que de ces distances et du diamètre d’ouverture A, par l’intermédiaire de triangles similaires, indépendants de la focale de l’objectif :
C = A | S 2 – S 1 | S 2 . {\displaystyle C=A{|S_{2}-S_{1}| \over S_{2}}\,.}
Le cercle de confusion dans le plan image est obtenu en multipliant par le grossissement m :
c = C m , {\displaystyle c=Cm\,,}
où le grossissement m est donné par le rapport des distances de mise au point :
m = f 1 S 1 . {\displaystyle m={f_{1} \Sur S_{1}}\,.}
En utilisant l’équation de la lentille, nous pouvons résoudre la variable auxiliaire f1 :
1 f = 1 f 1 + 1 S 1 , {\displaystyle {1 \over f}={1 \over f_{1}}+{1 \over S_{1}}\, }
ce qui donne
f 1 = f S 1 S 1 – f . {\displaystyle f_{1}={fS_{1}} \Nsur S_{1}-f}\,.}
et exprimer le grossissement en termes de distance focale et de longueur focale:
m = f S 1 – f , {\displaystyle m={f \over S_{1}-f}\,,}
ce qui donne le résultat final:
c = A | S 2 – S 1 | S 2 f S 1 – f . {\displaystyle c=A{|S_{2}-S_{1}| \over S_{2}}{f \over S_{1}-f}\,.}
Ceci peut éventuellement être exprimé en termes du nombre f N = f/A comme:
c = | S 2 – S 1 | S 2 f 2 N ( S 1 – f ) . {\displaystyle c={|S_{2}-S_{1}| \over S_{2}}{f^{2} \over N(S_{1}-f)}\,.}
Cette formule est exacte pour une lentille mince paraxiale simple ou une lentille symétrique, dans laquelle la pupille d’entrée et la pupille de sortie sont toutes deux de diamètre A. Des conceptions de lentilles plus complexes avec un grossissement de pupille non unitaire nécessiteront une analyse plus complexe, comme abordé dans la profondeur de champ.
Plus généralement, cette approche conduit à un résultat paraxial exact pour tous les systèmes optiques si A est le diamètre de la pupille d’entrée, que les distances du sujet sont mesurées à partir de la pupille d’entrée et que le grossissement est connu :
c = A m | S 2 – S 1 | S 2 . {\displaystyle c=Am{|S_{2}-S_{1}| \over S_{2}}\,.}
Si la distance de mise au point ou la distance du sujet hors mise au point est infinie, les équations peuvent être évaluées à la limite. Pour une distance de mise au point infinie :
c = f A S 2 = f 2 N S 2 . {\displaystyle c={fA \over S_{2}}={f^{2} \Nsur NS_{2}}\,.}
