Distance hyperfocale

Les concepts des deux définitions de la distance hyperfocale ont une longue histoire, liée à la terminologie de la profondeur de champ, de la profondeur de foyer, du cercle de confusion, etc. Voici quelques citations et interprétations anciennes sélectionnées sur le sujet.

Sutton et Dawson 1867Edit

Thomas Sutton et George Dawson définissent la distance focale pour ce que nous appelons aujourd’hui la distance hyperfocale:

Distance focale. Dans chaque objectif, il existe, correspondant à un rapport d’ouverture donné (c’est-à-dire le rapport entre le diamètre du diaphragme et la distance focale), une certaine distance d’un objet proche par rapport à celui-ci, entre laquelle et l’infini tous les objets sont également bien focalisés. Par exemple, dans un objectif simple de 6 pouces de focalisation, avec un diaphragme de 1/4 pouce (rapport d’ouverture d’un vingt-quatrième), tous les objets situés à des distances comprises entre 20 pieds de l’objectif et une distance infinie (une étoile fixe, par exemple) sont également nets. On appelle donc 20 pieds la « distance focale » de l’objectif lorsque ce diaphragme est utilisé. La distance focale est donc la distance de l’objet le plus proche, qui sera bien mis au point lorsque le verre dépoli est réglé pour un objet extrêmement éloigné. Dans le même objectif, la distance focale dépend de la taille du diaphragme utilisé, tandis que dans des objectifs différents ayant le même rapport d’ouverture, les distances focales seront plus grandes à mesure que la distance focale de l’objectif augmente.Les termes « rapport d’ouverture » et « distance focale » ne sont pas d’un usage général, mais il est très souhaitable qu’ils le soient, afin d’éviter toute ambiguïté et circonlocution dans le traitement des propriétés des objectifs photographiques. La « distance focale » est un bon terme, car elle exprime la plage dans laquelle il est nécessaire d’ajuster la mise au point de l’objectif à des objets situés à différentes distances de celui-ci – en d’autres termes, la plage dans laquelle la mise au point devient nécessaire.

La distance focale de ces objectifs est d’environ 1000 fois leur diamètre d’ouverture, ce qui fait sens comme distance hyperfocale avec une valeur CoC de f/1000, ou une diagonale de format d’image fois 1/1000 en supposant que l’objectif est un objectif « normal ». Ce qui n’est pas clair, cependant, c’est si la distance focale qu’ils citent a été calculée, ou empirique.

Abney 1881Edit

Sir William de Wivelesley Abney dit:

La formule annexée donnera approximativement le point le plus proche p qui apparaîtra au point lorsque la distance est focalisée avec précision, en supposant que le disque de confusion admissible soit de 0.025 cm:

p = 0,41 ⋅ f 2 ⋅ a {\displaystyle p=0,41\cdot f^{2}\cdot a} lorsque f = {\displaystyle f=} la distance focale de l’objectif en cm a = {\displaystyle a=} le rapport entre l’ouverture et la distance focale

C’est-à-dire que a est l’inverse de ce que nous appelons maintenant le nombre f, et la réponse est évidemment en mètres. Son 0,41 devrait évidemment être 0,40. En se basant sur ses formules, et sur l’idée que le rapport d’ouverture doit rester fixe dans les comparaisons entre formats, Abney dit:

On peut montrer qu’un agrandissement à partir d’un petit négatif est meilleur qu’une image de même taille prise directement en ce qui concerne la netteté des détails. … Il faut veiller à distinguer les avantages que l’on peut tirer de l’agrandissement par l’emploi d’un objectif plus petit, des inconvénients qui découlent de la détérioration des valeurs relatives de la lumière et de l’ombre.

Taylor 1892Edit

John Traill Taylor rappelle cette formule de mots pour une sorte de distance hyperfocale :

Nous l’avons vu énoncé comme une règle approximative par certains auteurs sur l’optique (Thomas Sutton, si nous nous souvenons bien), que si le diamètre du diaphragme est une quarantième partie du foyer de l’objectif, la profondeur de foyer s’étendra entre l’infini et une distance égale à quatre fois plus de pieds qu’il y a de pouces dans le foyer de l’objectif.

Cette formule implique un critère de CoC plus strict que celui que nous utilisons généralement aujourd’hui.

Hodges 1895Edit

John Hodges discute de la profondeur de champ sans formules mais avec certaines de ces relations:

Il y a un point, cependant, au-delà duquel tout sera en bonne définition picturale, mais plus le foyer de l’objectif utilisé est long, plus le point au-delà duquel tout est net sera éloigné de la caméra. Mathématiquement parlant, la quantité de profondeur possédée par un objectif varie inversement au carré de sa mise au point.

Cette relation observée « mathématiquement » implique qu’il avait une formule à portée de main, et une paramétrisation avec le nombre f ou le « rapport d’intensité » dedans. Pour obtenir une relation inverse du carré à la distance focale, il faut supposer que la limite du CoC est fixe et que le diamètre de l’ouverture s’échelonne avec la distance focale, donnant un nombre f constant.

Piper 1901Edit

C. Welborne Piper est peut-être le premier à avoir publié une distinction claire entre la profondeur de champ au sens moderne et la profondeur de définition dans le plan focal, et implique que la profondeur de foyer et la profondeur de distance sont parfois utilisées pour la première (dans l’usage moderne, la profondeur de foyer est généralement réservée à la seconde). Il utilise le terme de constante de profondeur pour H, et la mesure à partir du foyer principal avant (c’est-à-dire qu’il compte une distance focale de moins que la distance de l’objectif pour obtenir la formule plus simple), et introduit même le terme moderne :

C’est la profondeur de champ maximale possible, et H + f peut être stylisé comme la distance de profondeur de champ maximale. Si l’on mesure cette distance de manière extra-focale, elle est égale à H, et est parfois appelée distance hyperfocale. La constante de profondeur et la distance hyperfocale sont bien distinctes, bien que de même valeur.

La distinction qu’il entend n’est pas claire. Adjacent au tableau I de son annexe, il note en outre :

Si nous faisons la mise au point sur l’infini, la constante est la distance focale de l’objet le plus proche mis au point. Si nous faisons la mise au point sur une distance extra-focale égale à la constante, nous obtenons une profondeur de champ maximale d’environ la moitié de la distance constante jusqu’à l’infini. La constante est alors la distance hyperfocale.

À ce stade, nous n’avons pas de preuve de l’existence du terme hyperfocale avant Piper, ni du trait d’union hyperfocale qu’il utilisait également, mais il ne prétendait évidemment pas inventer lui-même ce descripteur.

Derr 1906Edit

Louis Derr est peut-être le premier à préciser clairement la première définition, considérée comme strictement correcte à l’époque moderne, et à en déduire la formule qui lui correspond. En utilisant p {\displaystyle p} pour la distance hyperfocale, D {\displaystyle D} pour le diamètre de l’ouverture, d {\displaystyle d} pour le diamètre qu’un cercle de confusion ne doit pas dépasser, et f {\displaystyle f} pour la distance focale, il en déduit :

p = ( D + d ) f d {\displaystyle p={\frac {(D+d)f}{d}}}.

Comme le diamètre d’ouverture, D {\displaystyle D} est le rapport entre la distance focale, f {\displaystyle f} et l’ouverture numérique, N {\displaystyle N} ; et le diamètre du cercle de confusion, c = d {\displaystyle c=d} , on obtient l’équation de la première définition ci-dessus.

p = ( f N + c ) f c = f 2 N c + f {\displaystyle p={\frac {({\tfrac {f}{N}}+c)f}{c}}={\frac {f^{2}}{Nc}}+f}

Johnson 1909Edit

George Lindsay Johnson utilise le terme de profondeur de champ pour ce qu’Abney appelait la profondeur de foyer, et la profondeur de foyer au sens moderne (peut-être pour la première fois), comme l’erreur de distance admissible dans le plan focal. Ses définitions incluent la distance hyperfocale:

La profondeur de champ est un terme commode, mais pas strictement exact, utilisé pour décrire la quantité de mouvement de crémaillère (vers l’avant ou vers l’arrière) que l’on peut donner à l’écran sans que l’image ne devienne sensiblement floue, c’est-à-dire sans que le flou de l’image ne dépasse 1/100 po, ou dans le cas de négatifs à agrandir ou de travaux scientifiques, le 1/10 ou le 1/100 mm. Ensuite, la largeur d’un point lumineux, qui, bien entendu, provoque un flou des deux côtés, soit 1/50 in = 2e (ou 1/100 in = e).

Son dessin montre clairement que son e est le rayon du cercle de confusion. Il a clairement anticipé la nécessité de le lier à la taille du format ou à l’agrandissement, mais n’a pas donné de schéma général pour le choisir.

La profondeur de champ est précisément la même que la profondeur de foyer, sauf que dans le premier cas, la profondeur est mesurée par le mouvement de la plaque, l’objet étant fixe, alors que dans le second cas, la profondeur est mesurée par la distance sur laquelle l’objet peut être déplacé sans que le cercle de confusion dépasse 2e.

Ainsi, si un objectif mis au point pour l’infini donne encore une image nette pour un objet à 6 mètres, sa profondeur de champ est de l’infini à 6 mètres, tout objet au-delà de 6 mètres étant mis au point.

Cette distance (6 yards) est appelée la distance hyperfocale de l’objectif, et tout disque de confusion admissible dépend de la distance focale de l’objectif et du diaphragme utilisé.

Si la limite de confusion de la moitié du disque (c’est-à-dire e) est prise comme 1/100 in…, alors la distance hyperfocale

H = F d e {\displaystyle H={\frac {Fd}{e}}}

d étant le diamètre du diaphragme, …

L’utilisation par Johnson du premier et du dernier semble être intervertie ; peut-être que le premier était ici censé faire référence à la section immédiatement précédente intitulée Profondeur de champ, et le dernier à la section actuelle intitulée Profondeur de champ. À l’exception d’une erreur évidente de facteur 2 dans l’utilisation du rapport entre le diamètre du diaphragme et le rayon du CoC, cette définition est la même que la distance hyperfocale d’Abney.

Autres, début du XXe siècleModification

Le terme distance hyperfocale apparaît également dans Cassell’s Cyclopaedia de 1911, The Sinclair Handbook of Photography de 1913 et Bayley’s The Complete Photographer de 1914.

Kingslake 1951Edit

Rudolf Kingslake est explicite sur les deux significations:

Kingslake utilise les formules les plus simples pour les distances proches et lointaines DOF, ce qui a pour effet de faire en sorte que les deux définitions différentes de la distance hyperfocale donnent des valeurs identiques.