Comment fonctionne la diffraction en photographie ? Ne risque-t-elle pas de gâcher nos images ?
Tous les photographes utilisent de petites ouvertures pour obtenir une plus grande profondeur de champ, mais cela peut parfois poser un problème, à savoir la diffraction de l’objectif. La photo perd alors de sa netteté et il est difficile de la récupérer. Que pouvons-nous donc faire pour éviter la diffraction en photographie ? Continuez à lire l’article pour découvrir comment obtenir des images toujours nettes !
Qu’est-ce que la diffraction ?
La diffraction est un phénomène physique qui affecte les ondes, quelles qu’elles soient, qu’il s’agisse d’ondes sonores, d’ondes liquides ou d’ondes lumineuses. Elle se produit en permanence, même si vous ne vous en rendez pas compte.
En fait, lorsque les ondes rencontrent une barrière sur leur chemin, leur comportement peut changer. Cette barrière peut être un espace ou un sujet unique.
Par exemple, regardez l’image ci-dessous et voyez comment les ondes se comportent avec une fente.
En fonction de la taille de la fente, l’onde qui passe est incurvée ; plus l’onde est large, moins l’incurvation est importante.
L’ouverture est maintenant comparable à la longueur d’onde, mais la diffraction se produit à une échelle relative plus grande.
Il faut voir ce changement de comportement comme la création de nouvelles ondes dans la fente. Les nouvelles ondes commencent à se diffracter dans différentes directions et cela varie en fonction de la taille de la fente.
Ce principe physique est appelé principe de Huygens.
Les ondes interfèrent et il en résulte une différence dans la force des ondes, qui s’annulent à certains endroits et s’additionnent à d’autres.
Si nous observons ce graphique, nous constatons que nous obtenons un modèle, des répétitions et des annulations qui diminuent en amplitude vers l’extérieur, ce mouvement est continu jusqu’à ce qu’il devienne indiscernable.
Pour mieux comprendre, pensons à la diffraction qui se produit dans l’eau. Le principe est le même : au bout d’un certain temps, l’onde devient de moins en moins évidente et se déplace progressivement vers les bords.
Diffraction de la lumière
Voilà, maintenant que vous avez compris l’exemple de l’eau, associez-le à une expérience bidimensionnelle. Dans notre cas, nous nous intéressons à une situation tridimensionnelle, parce que la lumière a trois dimensions.
Lorsque la lumière passe à travers la fente, elle se diffuse et cette fente est représentée par l’ouverture. Plus elle est grande, plus la longueur d’onde de la lumière est importante.
Heureusement, la lumière ne se courbe pas trop, mais elle peut tout de même poser des problèmes.
Les pixels des appareils photo sont si petits que leur taille ne dépasse souvent que d’une magnitude la longueur d’onde de la lumière visible, ce qui implique que même si la lumière ne se diffuse pas beaucoup, les effets seront perceptibles.
Voyons ce qui se passe lorsqu’une lumière passe à travers la fente.
Dans l’exemple trouvé sur Wikipedia, un laser rouge est projeté sur un capteur dont l’ouverture est de 90 micromètres. Gardez à l’esprit que cette taille est bien plus petite que celle de n’importe quel objectif, mais elle vous aidera à mieux visualiser l’effet.
Pour un objectif de 50 mm, elle correspond approximativement à une ouverture de F/550.
Comme vous pouvez le voir, la partie la plus forte se trouve juste au milieu, les vagues s’additionnent et s’étendent vers l’extérieur en se dispersant.
Comment la diffraction de l’objectif affecte-t-elle votre photographie ?
En fonction du nombre de pixels du capteur de votre appareil photo, la diffraction de l’objectif peut limiter la résolution de votre photo et se produit souvent à des f-stop élevées.
Trouver l’ouverture la plus nette
Vous avez certainement compris que plus vous baissez l’objectif, plus l’image finale sera nette, mais ce n’est pas toujours le cas, la vérité se trouve au milieu !
Si vous utilisez la pleine ouverture, vous risquez de souffrir d’aberration sphérique et d’autres problèmes de conception potentiels. Leur netteté est moindre en raison de la faible profondeur de champ.
Sur les reflex numériques et les appareils photo sans miroir, vous constaterez que les ouvertures les plus nettes sont généralement supérieures de 2 à 3 diaphragmes à l’ouverture maximale.
Sur l’objectif Canon 50 mm f/1,8 II (souvent appelé “nifty fifty”), elle est d’environ f/4.
Vous devriez tester votre objectif pour savoir comment il se comporte à différentes ouvertures.
Profondeur de champ et diffraction de l’objectif
Gardez toutefois à l’esprit que vous souhaiterez utiliser les mêmes ouvertures étroites dans certaines occasions. Dans ce cas, si vous devez garder la majeure partie de la scène au point, vous pouvez simplement arrêter l’objectif. En photographie de paysage, il est souvent nécessaire de dépasser F/16.
Vous obtiendrez ainsi une plus grande profondeur de champ et un résultat net. Bien sûr, le résultat ne sera pas aussi net qu’à F/8, mais la majeure partie de la scène sera nette.
Une technique que vous pouvez utiliser pour obtenir simultanément une profondeur de champ maximale et une netteté totale est l'”focus stacking“.
Vous devez prendre une série d’images d’un sujet parfaitement stable à l’aide d’un trépied, puis modifier progressivement la mise au point entre les prises de vue pour couvrir l’ensemble de la composition, du sujet le plus proche au sujet le plus éloigné. Enfin, vous devrez les additionner dans un programme de post-production tel que Photoshop ou Lightroom.
Conclusion
La diffraction de l’objectif en photographie est un sujet très difficile, mais vous devez le connaître pour être conscient des effets qu’elle peut avoir sur vos images. N’oubliez pas qu’elle sera toujours présente dans vos photos et que, dans certains cas, elle peut entraîner une perte de netteté.
Une fois que vous aurez compris comment il fonctionne avec votre objectif, il sera beaucoup plus facile de le gérer.
