De L'influence des dimensions du capteur sur les déformations d'une image

• Sur une suggestion de @Jldag je vous propose de réunir ici vos ressentis sur l'usage des grands angles et surtout de tenter d'enrichir ensemble notre base commune de connaissances concernant  la relation d'usage entre les différents formats et les différentes focales.

Sur un autre fil ou l'un des membres s'interrogeait sur son choix entre Plein format et petit format ( autrement dit selon l'usage l'APSC mais aussi le 4/3 et le micro 4/3 ) deux membres dont moi même  remarquèrent la pus grand facilité à obtenir des images régulières avec un plein format.
Une remarque qui tombe souvent dans ce genre de fil généralement suivie de l’incompréhension des adeptes du format APSC et autres petits formats.
…
Pour bien comprendre sur quel terrain on se place, quand on avance cela, il faut revenir sur une confusion possible et fréquente dans ce genre de discussion.
Quel est le sujet du débat : Est ce la focale ou bien est ce le champ photographié ?
Se cantonner à la focale reviendrait à ne parler que du doigt qui montre la lune.
Évacuer celle ci serait par contre une erreur car c'est elle en dernier ressort qui nous amènera à faire des choix photographique conscients ou instinctifs mais  le choix de focale vient il avant la cadre ou bien est le cadre qui détermine son choix de focale ?
En d'autres termes peut on obtenir, sauf à modifier une autre donnée la distance de prise de vue, un même champ de vision ou un même cadre avec deux support sensibles de formats différents  et une même longueur focale ?
La première réponse ( mais il peut y en avoir d'autres et ce fil est justement ouvert pour ceux qui veulent apporter leur point de vue ou leur expérience du problème ) est que le cadre du petit format est contenu à l'intérieur du cadre du grand format il est donc nécessairement plus étroit dans ses deux dimensions ceci pour une même focale ce qui signifie qu'il utilise un angle inférieur du champ restitué par une même optique (pour mémoire la focale ou distance focale est la mesure de la distance qui sépare le plan sensible du centre de convergence de l'objectif, il y a d'autres définitions mais celle ci est la plus commode pour un photographe )
Vous avez surement tous remarqué que les tarifs des optiques étaient liées à leur focale mais d'une manière non linéaire En dehors des ajustements dictés par des considérations marchandes ou de stratégie commerciale nous avons tous repéré que ces variations étaient aussi et principalement indexées sur les complexités de la fabrication :
 Plus on s'éloigne de la focale standard d'un coté ou de l'autre plus il est difficile de concevoir des lentilles et les apparier.
Qu'est ce qu'une focale standard ?

• La encore plusieurs définitions. Celle qui nous convient le mieux en photographie est celle qui désigne la distance focale qui tend le moins possible à déformer l 'image qu'elle permet de reproduire  il se trouve (comme c'est pratique ! ) qu'elle correspond à la diagonale du support sensible, ce qui donne en gros :

 la diagonale du capteur ou du film est dans la pratique 50 mm pour du plein format ou un peu moins ( Perso j'aime beaucoup le 40 mm certains chipotent vers 46 ou 48 ), 35 mm pour du petit format et pour du 4/3 le 24 mm.

•  une distance focale équivalente à la diagonale de la surface sensible est admise comme étant peu ou prou une focale standard en photographie

La distance est primordiale dans la modification des perspectives au même titre d'ailleurs que le parallélisme des différents plans :
A distance constante entre le sujet et l'opérateur utiliser une focale plus courte aura comme effet de couvrir un champ plus important (qui peut aller jusqu'à un angle plat sur certains ultras grands angles ) comme utiliser une focale plus longue aura pour effet de couvrir un champ plus étroit.
Plus on se rapproche du sujet plus les lignes de fuites et autres droites seront incurvées
Plus on s'en éloigne  moins cet effet se manifestera.

• Il se trouve que beaucoup de photographes associent le grand angle avec des vues rapprochées ils souffrent donc plus que les paysagistes de ces déformations.

Pour des raisons de conceptions des optiques et de contraintes techniques plus l'angle de vision est ouvert plus les lignes droites contenues dans l'image auront tendance à s'incurver et l'effet est de plus en plus manifeste au fur et à mesure que l'on s'écarte du centre du cadre.
Si l'on utilise un objectif  par exemple de 14 mm sur un format standard  (soit 24*36 ou plein format ) il nous faudra pour obtenir exactement la même photo utiliser un objectif de 8 mm sur un petit format de type APSC nous utiliserons donc un objectif qui mécaniquement déformera plus que le 14 mm.(je vous laisse extrapoler pour les formats inférieurs ainsi vous comprendrez la difficulté à produire hors corrections logicielles sur du JPEG  des focales grand angle sur des compacts) le raisonnement vaut pour toutes les focales et s'inverse après le format "standard"
Une confusion fréquente vient du fait que en réalité un petit format n'utilisera qu'une partie (centrale) d'une même optique  si elle était montée sur du plein format; en fait cette optique fonctione alors comme si elle avait une focale plus longue.

• Comme une optique de 8 mm déforme très sensiblement plus qu'une optique de 14 mm l'avantage pour un photographe voulant absolument cadrer large mais fidèlement est au plein format 

Une remarque sur la profondeur de champ qui n'est pas le sujet de ce fil dont on peut à juste titre vouloir intégrer les variations dans ce raisonnement 
 A cadrage équivalent et même ouverture (je dis bien cadrage et pas focale inscrite sur de l'optique)
 la profondeur de champ est la même quelque soit la focale car il faudra se rapprocher avec un grand angle et s’éloigner avec un téléobjectif, en bout de comptes la profondeur de champ sera similaire. 
…
Bien entendu il faut raison garder et jouer de son matériel tel qu'il est et pour ce qu'il sait faire  car sinon il faut alors pour reproduire le plus fidèlement possible les bords des cadres utiliser un moyen format et tant qu'à faire et pourquoi pas une chambre photographique avec pour faire bon poids un camion atelier pour tout transporter.
Pas sur que cela convienne à la petite famille.
 

Merci pour ton explication. Je comprends mieux ce qui te fait penser que plus le format est grand plus la déformation des perspectives est faibles. 
Ceci dit je  reste une peu septique car comme tu l'as bien dit dans ta longue explication la déformation des perspectives n'est pas du à la focale mais à l'angle de projection sur le plan du capteur. Angle qui est de plus en plus grand si on s'approche du sujet.
Si j'utilise un 10 mm  et que je me place à 5m de mon sujet je n'aurais qu'une déformation négligeable de mon sujet (pour un FF ou un APC-C)
Si j'utilise un 20 mm et que je me place à 50 cm de mon sujet j'aurais une belle déformation de mon sujet (pour un FF et pour un APS-C)

Comparons maintenant les déformations d'un 14 mm sur FF (24X36) et d'une focale ayant le même angle de vue sur APS-C (15, 7X23, 6) soit : 9, 16 mm.
Sur les deux capteurs, avec respectivement ces focales  (14 mm pour FF et 9, 16 pour APS-C), et que l'on cadre du même point de vue, on a exactement la même image et les mêmes déformations  car l'angle de vue est identique.
Bien sur, si j'utilise le 9, 16 mm sur un FF (si tant est qu'il existe pour ce format), l'angle de champs sera plus grand et la déformation plus grande mais ce sera sur une image plus "large".
 

jldag a écrit :

…

Sur les deux capteurs, avec respectivement ces focales  (14 mm pour FF et 9, 16 pour APS-C), et que l'on cadre du même point de vue, on a exactement la même image et les mêmes déformations  car l'angle de vue est identique.
Bien sur, si j'utilise le 9, 16 mm sur un FF (si tant est qu'il existe pour ce format), l'angle de champs sera plus grand et la déformation plus grande mais ce sera sur une image plus "large".


 

• C'est agréable de se décarcasser pour quelque chose merci d'avoir lu le pavé avec attention.

Effectivement on les mêmes angles avec un 8 mm ou si tu préfère un théorique 9.16 sur APSC qu'avec un 14 sur plein format cela est exact par contre comme mécaniquement les lentilles du 8 mm (ou du 9.16 ) sont plus sollicitées (ne pas oublier que nous parlons d'une image renversée ou une partie non négligeable des rayons passent tous par le centre avec des angles variables ) en réalité les angles les plus extrêmes sont plus ouverts pour rejoindre un format plus petit.

J'ai relu à deux reprise… et j'ai vraiment du mal à cerner ton problème ? !
 

C'est curieux moi je les aurais plutôt schématisé comme cela :

Si on ne regarde que la taille du capteur, alors n'importe quelle formule optique correspondant à un capteur 24x36 peut être miniaturisée d'un facteur 2 et projeter la même image sur un capteur 12x18.

Mais il manque un élément qui pourtant a pas mal d'importance pour la conception de l'objectif : la présence d'une monture.
En effet, et en particulier pour les reflex à capteur APS, la monture et le bloc miroir empêchent la lentille arrière d'un zoom 18-55 d'être 1, 5 fois plus proche du capteur que la lentille arrière du zoom 28-80, et donc les optiques de petite focale sont plus compliquées à concevoir.

Autrement dit, ça n'est pas la dimension du capteur qui a de l'influence sur les déformations de l'image, mais l'interaction entre la dimension du capteur et les caractéristiques de la monture.

De plus, dans le cas où il est possible de se contenter de miniaturiser la formule optique pour 24x36, il y a aussi quelques effets dus à cette miniaturisation : diffraction apparaissant pour la même ouverture, donc plus tôt si l'ouverture est calculée en f/XXX ; plus grande épaisseur (relative à la dimension des lentilles) des traitements multicouche ; et bien sûr une plus faible quantité de lumière par unité de surface.