OBJECTIFS D'APPAREIL PHOTO MACRO

Un objectif macro ouvre littéralement un tout nouveau monde de sujets photographiques. Cela peut même amener à penser différemment les objets du quotidien. Cependant, malgré ces possibilités passionnantes, la macrophotographie est aussi souvent une entreprise très méticuleuse et technique. Étant donné que les détails fins sont souvent un élément clé, les photos macro exigent une excellente netteté d'image, ce qui nécessite à son tour une technique photographique minutieuse. Des concepts tels que le grossissement, la taille du capteur, la profondeur de champ et la diffraction prennent tous une nouvelle importance. Ce didacticiel avancé fournit un aperçu technique de la façon dont ces concepts sont interdépendants.

Photo publiée avec l'aimable autorisation de Piotr Naskrecki, auteur de "The Smaller Majority

GRANDISSEMENT

Le grossissement décrit la taille qu'un objet apparaîtra sur le capteur de votre appareil photo, par rapport à sa taille réelle. Par exemple, si l'image sur le capteur de votre appareil photo est 25 % plus grande que l'objet réel, le grossissement est dit de 1:4 ou 0,25X. En d'autres termes, plus vous avez de grossissement, plus un objet peut être petit et continuer à remplir le cadre de l'image.

Photographier à un grossissement de 0,25 X (le sujet est plus éloigné)	Photographier à un grossissement de 1,0X (le sujet est plus proche)

Schéma uniquement destiné à servir d'illustration qualitative ; distances horizontales non représentées à l'échelle.

Le grossissement est contrôlé par seulement deux propriétés de l'objectif :la distance focale et la distance de mise au point. Plus la mise au point est rapprochée, plus un objectif donné pourra obtenir un grossissement important, ce qui est logique car les objets proches semblent devenir plus grands. De même, une distance focale plus longue (plus de zoom) permet d'obtenir un grossissement plus important, même si la distance minimale de mise au point reste la même.

Remarques :la "distance de mise au point" est mesurée comme la distance entre le capteur de l'appareil photo et le sujet, et la "distance focale de l'objectif" est la distance focale réelle de l'objectif (sans multiplicateurs).

Les véritables objectifs macro sont capables de capturer un objet sur le capteur de l'appareil photo à la même taille que l'objet réel (appelé macro 1:1 ou 1,0X). À proprement parler, un objectif n'est classé dans la catégorie "objectif macro" que s'il peut atteindre ce grossissement de 1:1. Cependant, "macro" est souvent utilisé de manière vague pour inclure également la photographie en gros plan, qui s'applique à des grossissements d'environ 1:10 ou plus. Nous utiliserons cette définition lâche de macro pour le reste du tutoriel...

Remarque sur l'exactitude :Les fabricants d'objectifs définissent de manière incohérente la distance de mise au point ; certains utilisent le capteur à la distance du sujet, tandis que d'autres mesurent à partir de l'avant ou du centre de l'objectif. Si une valeur de grossissement maximale est disponible ou mesurable, cela fournira des résultats plus précis que le calculateur ci-dessus.

Remarque sur les capteurs recadrés :Si vous utilisez un objectif plein format sur un capteur recadré, la lumière capturée au niveau du capteur apparaîtra plus agrandie que si elle était capturée à l'aide d'un capteur plein format, même si la distance focale est la même. C'est simplement parce que le capteur plus petit recadre les régions extérieures de l'image, et non parce que l'objectif a agrandi l'image. Cependant, si vous voulez connaître l'efficacité grossissement ci-dessus, un multiplicateur de distance focale peut être utilisé, mais uniquement pour les objectifs plein format sur des capteurs recadrés.

GRANDISSEMENT ET TAILLE DU CAPTEUR

Cependant, malgré son utilité, le grossissement ne dit rien de ce qui préoccupe souvent le plus les photographes :quel est le plus petit objet qui peut remplir le cadre ? Malheureusement, cela dépend de la taille du capteur de l'appareil photo, dont il existe une grande diversité de nos jours.

Objet pleine grandeur
(24 mm de diamètre)

Appareil photo compact à 0,25X

Appareil photo reflex plein format à 0,25X

Toutes les illustrations ci-dessus sont à l'échelle.
Un exemple d'appareil photo compact utilise une taille de capteur de 1/1,7" (7,6 x 5,7 mm).
Un quart américain a été choisi car il a à peu près la même hauteur qu'un plein cadre 35 capteur mm.

Dans l'exemple ci-dessus, même si le quart est agrandi à la même taille de 0,25X au niveau du capteur de chaque appareil photo, le plus petit capteur de l'appareil photo compact est capable de remplir le cadre avec l'image. Toutes choses égales par ailleurs, un capteur plus petit est donc capable de photographier des sujets plus petits.

Remarque :la "taille réduite du sujet" est mesurée selon la dimension la plus courte de la photo.

EXTENSION DE L'OBJECTIF ET F-STOP EFFICACE

Pour qu'un objectif d'appareil photo se rapproche progressivement, l'appareil d'objectif doit s'éloigner du capteur de l'appareil photo (appelé "extension"). Pour les faibles grossissements, l'extension est minuscule, de sorte que l'objectif est toujours à la distance attendue d'environ une distance focale du capteur. Cependant, une fois que l'on approche des grossissements de 0,25 à 0,5X ou plus, l'objectif s'éloigne tellement du capteur qu'il se comporte en fait comme s'il avait une distance focale plus longue. À un grossissement de 1:1, l'objectif se déplace jusqu'à deux fois la distance focale du capteur de l'appareil photo :

Choisissez un grossissement :	1:2 (0.5X)	1:1 (1.0X)

Remarque :Le diagramme suppose que l'objectif est symétrique (grossissement de la pupille = 1).

La conséquence la plus importante est que le f-stop effectif de l'objectif augmente*. Celui-ci présente toutes les caractéristiques habituelles, notamment une augmentation de la profondeur de champ, un temps d'exposition plus long et une plus grande sensibilité à la diffraction. En fait, la seule raison pour laquelle "efficace" est même utilisé est que de nombreux appareils photo affichent toujours le réglage f-stop non compensé (comme il apparaîtrait à faible grossissement). À tous les autres égards cependant, le f-stop a vraiment a modifié.

* Notes techniques : La raison pour laquelle le f-stop change est que cela dépend en fait de la distance focale de l'objectif. Un f-stop est défini comme le rapport entre la distance focale et le diamètre d'ouverture. Un objectif de 100 mm avec un diamètre d'ouverture de 25 mm aura une valeur f-stop de f/4, par exemple. Dans le cas d'un objectif macro, le f-stop augmente parce que la distance focale effective augmente, et non en raison d'un changement de l'ouverture elle-même (qui reste au même diamètre quel que soit le grossissement).

En règle générale, à 1:1, le f-stop effectif est supérieur d'environ 2 diaphs à la valeur définie à l'aide de votre appareil photo . Une ouverture de f/2.8 devient alors plus proche de f/5.6, et f/8 plus proche de f/16, etc. Cependant, cela nécessite rarement une action supplémentaire de la part du photographe, puisque le système de mesure de l'appareil photo compense automatiquement la baisse de luminosité lorsque il calcule les paramètres d'exposition :

Photo publiée avec l'aimable autorisation de Piotr Naskrecki.

Pour les autres grossissements, on peut estimer le f-stop effectif comme suit :

F-Stop efficace =F-Stop x (1 + Grossissement)

Par exemple, si vous photographiez avec un grossissement de 0,5X, le f-stop effectif pour un objectif réglé sur f/4 se situera quelque part entre f/5,6 et f/6,3. En pratique, cela signifie que vous aurez besoin d'un temps d'exposition 2 à 3 fois plus long, ce qui pourrait faire la différence entre pouvoir prendre une photo à main levée et devoir utiliser un trépied.

Notes techniques :
La formule ci-dessus fonctionne mieux pour les objectifs normaux (distance focale proche de 50 mm). L'utilisation de cette formule pour des objectifs macro avec des distances focales beaucoup plus longues, telles que 105 mm ou 180 mm, aura tendance à sous-estimer légèrement le f-stop efficace de l'objectif. Pour ceux qui souhaitent obtenir des résultats plus précis, vous devrez utiliser la formule ci-dessous tout en connaissant le grossissement de la pupille de votre objectif :

F-Stop efficace =F-Stop x (1 + Grossissement / Grossissement de la pupille)

L'objectif macro 180 mm f/3,5L de Canon a un grossissement de la pupille de 0,5 à 1:1, par exemple, ce qui donne un diaphragme 50 % plus grand que si l'on avait utilisé la formule la plus simple . Cependant, l'utilisation de la formule de grossissement de la pupille n'est probablement pas pratique dans la plupart des situations. Le plus gros problème est que le grossissement de la pupille change en fonction de la distance de mise au point, ce qui introduit encore une autre formule. Il est également rarement publié par les fabricants d'objectifs d'appareils photo.

Les autres conséquences de l'ouverture effective incluent la capacité de mise au point automatique et la luminosité du viseur . Par exemple, la plupart des appareils photo reflex perdent la capacité de mise au point automatique lorsque le f-stop minimum devient supérieur à f/5,6. Par conséquent, les objectifs avec des valeurs f-stop minimales supérieures à f/2,8 perdront la capacité de mise au point automatique avec un grossissement de 1:1. De plus, le viseur peut également devenir déraisonnablement sombre lorsqu'il est à fort grossissement. Pour voir à quoi cela ressemblerait, on peut toujours régler son appareil photo sur f/5,6 ou f/8 et appuyer sur le bouton "aperçu de la profondeur de champ".

Enfin, il est important de noter que les appareils photo Nikon corrigent automatiquement le f-stop effectif . En d'autres termes, le f-stop indiqué dans le viseur/LCD de votre appareil photo Nikon augmentera progressivement à mesure que votre distance de mise au point diminue, même si vous n'avez jamais spécifiquement modifié le réglage du f-stop à l'aide de méthodes standard.

PROFONDEUR DE CHAMP MACRO

Plus on grossit un sujet, plus la profondeur de champ diminue. Avec la macrophotographie et la photographie rapprochée, cela peut devenir extrêmement mince, souvent à peine quelques millimètres :

Exemple d'une photographie en gros plan avec une très faible profondeur de champ.
Photo publiée avec l'aimable autorisation de Piotr Naskrecki.

Les photos macro nécessitent donc généralement des réglages f-stop élevés pour obtenir une profondeur de champ adéquate. Alternativement, on peut tirer le meilleur parti de la faible profondeur de champ dont ils disposent en alignant leur sujet avec le plan de mise au point le plus net. Quoi qu'il en soit, il est souvent utile de connaître la profondeur de champ dont on dispose pour travailler :

Remarque :profondeur de champ définie en fonction de ce qui apparaîtrait net dans une impression 8 x 10 vue à une distance d'un pied; basé sur un cercle de confusion standard pour les caméras 35 mm de 0,032 mm. Pour les grossissements supérieurs à 1X, la sortie est en unités de µm (alias microns ou 1/1000 de mm).
*Si vous utilisez un appareil photo reflex Nikon, vous devrez cocher cette case ; sinon, laissez-la décochée.

Notez que la profondeur de champ est indépendante de la distance focale; un objectif 100 mm à 0,5X a donc la même profondeur de champ qu'un objectif 65 mm à 0,5X par exemple, tant qu'ils sont au même f-stop. De plus, contrairement à la photographie à faible grossissement, la profondeur de champ reste symétrique par rapport à la distance de mise au point (les profondeurs de champ avant et arrière sont égales).

Notes techniques :
Contrairement aux premières impressions, la profondeur de champ n'est pas intrinsèquement meilleure avec des capteurs d'appareil photo plus petits. S'il est vrai qu'un capteur plus petit aura une plus grande profondeur de champ au même f-stop, ce n'est pas une comparaison équitable, car le plus grand capteur peut s'en tirer avec un f-stop plus élevé avant que la diffraction ne limite la résolution. Lorsque les deux tailles de capteur produisent des impressions avec la même résolution limitée par la diffraction, les deux tailles de capteur ont la même profondeur de champ. Le seul avantage inhérent est que le plus petit capteur nécessite un temps d'exposition plus court pour atteindre cette profondeur de champ.

LIMITE DE DIFFRACTION MACRO

La diffraction est un effet optique qui limite la résolution de vos photographies, quel que soit le nombre de mégapixels de votre appareil photo (voir la diffraction dans le didacticiel de photographie). Les images sont plus sensibles à la diffraction à mesure que le f-stop augmente; à des réglages f-stop élevés, la diffraction devient si prononcée qu'elle commence à limiter la résolution de l'image (la "limite de diffraction"). Après cela, toute augmentation ultérieure du f-stop n'agit que pour diminuer davantage la résolution.

Cependant, à fort grossissement, le f-stop effectif est en fait ce qui détermine la limite de diffraction - pas nécessairement celle définie par votre appareil photo. Ceci est expliqué ci-dessous :

*Cochez cette case si vous utilisez un appareil photo reflex Nikon ; sinon, laissez-la décochée.
Le résultat est le f/stop tel qu'indiqué par votre appareil photo, pas nécessairement le f/stop effectif.

Gardez à l'esprit que le début de la diffraction est progressif, de sorte que les ouvertures légèrement plus grandes ou plus petites que la limite de diffraction ci-dessus ne seront pas soudainement meilleures ou pires, respectivement. De plus, ce qui précède n'est qu'une limite théorique; les résultats réels dépendront également des caractéristiques de votre objectif spécifique. Enfin, la calculatrice ci-dessus sert à visualiser l'image à 100 % à l'écran ; des tailles d'impression petites ou grandes peuvent signifier que le f-stop limité par la diffraction est en fait supérieur ou inférieur à celui suggéré ci-dessus, respectivement.

Avec la macrophotographie, on est presque toujours prêt à échanger un certain adoucissement induit par la diffraction contre une plus grande profondeur de champ . N'ayez pas peur de pousser le f-stop au-delà de la limite de diffraction. La diffraction est juste quelque chose à prendre en compte lors du choix de vos paramètres d'exposition, similaire à la façon dont on équilibrerait d'autres compromis tels que le bruit (ISO) par rapport à la vitesse d'obturation. Avec les appareils photo reflex numériques en général, les réglages d'ouverture de f/11-f/16 offrent un bon compromis entre la profondeur de champ et la netteté, mais f/22+ est parfois nécessaire pour une profondeur de champ supplémentaire (mais plus douce). En fin de compte, la meilleure façon d'identifier le compromis optimal consiste à expérimenter, en utilisant votre objectif et votre sujet particuliers.

DISTANCE DE TRAVAIL ET LONGUEUR FOCALE

La distance de travail d'un objectif macro décrit la distance entre l'avant de votre objectif et le sujet. Ceci est différent de la distance de mise au point la plus proche, qui est plutôt (généralement) mesurée entre le capteur de l'appareil photo et le sujet.

Photo publiée avec l'aimable autorisation de Piotr Naskrecki

La distance de travail est un indicateur utile pour savoir à quel point votre sujet est susceptible d'être perturbé. Bien qu'une distance de travail rapprochée puisse convenir pour les photographies de fleurs et d'autres objets fixes, elle peut perturber les insectes et autres petites créatures (comme faire voler une abeille d'une fleur). De plus, un sujet dans l'herbe ou un autre feuillage peut rendre les distances de travail plus proches irréalistes ou peu pratiques. Les distances de travail rapprochées peuvent également bloquer la lumière ambiante et créer une ombre sur votre sujet.

A un grossissement donné, la distance de travail augmente généralement avec la distance focale . C'est souvent la considération la plus importante lors du choix entre des objectifs macro de différentes focales. Par exemple, l'objectif macro 100 mm f/2,8 de Canon a une distance de travail de seulement ~150 mm (6") à un grossissement de 1:1, tandis que l'objectif macro 180 mm f/3,5L de Canon a une distance de travail plus confortable d'environ 300 mm. (12") au même grossissement. Cela peut souvent faire la différence entre pouvoir photographier un sujet et l'effrayer.

Cependant, une autre considération est que des distances focales plus courtes fournissent souvent une photographie plus tridimensionnelle et immersive. Cela est particulièrement vrai avec les objectifs macro, car la plus grande distance focale effective aura tendance à aplatir la perspective. L'utilisation de la distance focale la plus courte disponible aidera à compenser cet effet et fournira une plus grande sensation de profondeur.

QUALITÉ D'IMAGE EN GROS PLAN

Un grossissement plus élevé du sujet amplifie également les imperfections de l'objectif de votre appareil photo. Ceux-ci incluent les aberrations chromatiques (halos magenta ou bleus le long des bords à contraste élevé, en particulier près des coins de l'image), la distorsion de l'image et le flou. Tous ces éléments sont souvent plus apparents lors de l'utilisation d'un objectif non macro à fort grossissement; en revanche, un véritable objectif macro atteint une qualité d'image optimale près de sa distance minimale de mise au point .

L'exemple ci-dessous a été pris à un grossissement de 0,3X à l'aide d'un appareil photo compact à sa distance de mise au point la plus proche. Comme il s'agit d'un objectif non macro standard, la qualité de l'image en souffre clairement :

Gros plan à 0,3X avec un appareil photo compact
Cultures affichées à 100 % de zoom

Les images ci-dessus sont représentées même après l'application d'une netteté de capture agressive.

Notez comment les aberrations chromatiques et la douceur de l'image sont plus prononcées plus loin du centre de l'image (recadrage rouge). Alors que le recadrage central (en bleu) n'est pas aussi net qu'on pourrait l'espérer, l'aberration chromatique est beaucoup moins apparente.

Pour plus d'options de macrophotographie, consultez également le didacticiel :
Tubes d'extension macro et objectifs de gros plan
Pour un article d'introduction, consultez également l'introduction à la technique de la macrophotographie