Taille des capteurs : quels effets sur la profondeur de champ et la perspective ?

La taille des capteurs numériques au format APS-C, plus petite que celle de la pellicule argentique ou des capteurs Full-Frame, induit plusieurs modifications des paramètres techniques d'une photographie. La plus perceptible d'entre elles, à savoir la modification de la focale apparente, symbolisée par le "crop factor", a déjà été abordée en détail dans cet article.

L'objet de cet article est d'aller plus loin et d'aborder une autre conséquence importante due à l'utilisation d'un capteur APS-C. Au delà de la focale apparente, la profondeur de champ et la perspective chère aux yeux des photographes subissent, elles aussi, une modification que nous allons explorer dans cet article.

Avant de rentrer dans le vif du sujet, il est bon de rappeler ce qu'est la modification de la focale apparente par l'intermédiaire du crop factor qui vaut 1,5. Si vous voulez lire une explication plus détaillée, nous ne pouvons que vous conseiller la lecture de notre premier article consacré au crop factor.

Pour commencer, un objectif projette dans le boîtier reflex une image circulaire dont seulement une portion rectangulaire traverse l'obturateur pour former une image sur le capteur. La diagonale du capteur APS-C étant 1,5 fois plus petite que celle du 24x36, la portion d'image utilisée a également une diagonale 1,5 fois plus petite, comme le montre l'image suivante :

Ainsi, on a pris l'habitude de dire qu'un capteur APS-C fournit une image « recadrée » d'un facteur 1,5 par rapport à un capteur Full-Frame ou à un film 24x36, c'est le fameux « crop factor » :

Si on admet que la 1ère photo a été prise à une focale de 200mm, le cadrage de la seconde correspond effectivement à un 300mm. Ce crop factor entraîne cependant encore d'autres modifications. Pour l'illustrer, mettons-nous à la place d'un utilisateur d'APS-C qui passe au Full-Frame.

Pour conserver le même cadrage à focale identique, il devra avancer et se rapprocher de son sujet. Cela peut sembler anodin, mais ça change l'image car le fait de s'approcher du sujet modifie le grandissement (qui est fonction de la distance et de la focale) et la perspective.

Par définition, quand la distance diminue à focale égale, le grandissement augmente. La profondeur de champ (PDC) étant fonction inverse du grandissement, elle diminue alors. On constate effectivement que la profondeur de champ, à tous réglages identiques, diminue quand on s'approche du sujet (l'exemple extrême en est la macro, avec une PDC de quelques mm seulement !). En conséquence, le fait de devoir se rapprocher en 24x36 diminue la PDC par rapport à celle obtenue sur APS-C.

La perspective, elle, ne dépend que de la distance du sujet. Toujours à cadrage égal, plus on est proche, plus la perspective est accentuée. D'autre part, l'angle de champ couvert en 24x36 est plus important qu'en APS-C, ce qui modifie aussi l'étendue de l'arrière-plan visible à taille de sujet identique, comme on le voit ici :

Cet effet est d'ailleurs assez facile à visualiser. Si on s'éloigne d'un objet en zoomant (pour garder sa taille identique dans le viseur), la largeur de l'arrière-plan change, Alfred Hitchcock l'utilisait dans ses films !

Voici une comparaison concrète:

-la première photo est prise en APS-C, focale 50mm et f/4 à 1m50 de l'arbuste;

-la seconde en FF, focale et ouverture identiques, mais à 1m pour conserver le cadrage du premier plan:

On voit que l'arrière-plan est plus étendu en FF, et que la profondeur de champ est légèrement réduite, environ un diaphragme d'écart...

Conséquences et réflexions :

- Avec un capteur APS-C, la profondeur de champ est plus importante qu'avec un capteur Full-Frame à ouverture, focale et cadrage identiques, car on s'éloigne plus. L'écart de rendu est de l'ordre d'une division de diaphragme, car la diagonale est divisée par 1,5 alors que passer d'une valeur de diaphragme normalisée à l'inférieure se fait en divisant par 1,4, valeur sensiblement équivalente. Ainsi, une photo prise au 50mm à f/2 en APS-C présente une PDC proche de celle prise à 50mm f/2.8 en 24x36.

- A cadrage du sujet et focale identique, la perspective est plus marquée en 24x36, et les arrière-plans sont plus étendus.

- On peut aussi envisager le cas des compacts, pour la plupart équipés d'un capteur à diagonale 5 fois plus petite que le 24x36. Pour photographier à distance « normale », ils utilisent par exemple un zoom 7-21, équivalent d'un 35-105 en 24x36. La distance de mise au point conjuguée à la très faible focale donne un faible grandissement, et donc une grande PDC : quasiment tous les plans sont nets, ce qui peut être un avantage mais réduit considérablement les possibilité créatives.

Ces différences peuvent aider à choisir entre capteur APS-C et Full-Frame (hormis considérations financières et qualitatives !), car nous avons vu que le rendu n'est pas le même. Le 24x36 permet un plus grand contrôle du flou et de sa répartition, et l'APS-C « resserre » les cadrages, intéressant pour l'amateur de longues focales (effet « converter » sans perte de luminosité !). De plus, la fabrication d'optiques très grand-angle qualitatives en APS-C est très onéreuse, limitant les APS-C à des zooms grand-angle peu lumineux et chers eu égard à leur ouverture...