Il y a toujours beaucoup de choses à dire sur les objectifs, cela va de leur piqué à leur compatibilité. Nous vous proposons d’aborder avec cet article une notion moins bien connue, même si on en parle souvent. Il s’agit du cercle optique et de son corollaire, le cercle de couverture. Une notion qui mérite un soupçon de lumière.

 

 

Un rappel pour commencer

Vous le savez déjà, une optique est dédiée à une marque donnée. Et souvent, au sein d’une marque, des optiques partageant la même monture sont incompatibles avec certains boîtiers. La plupart du temps, c’est purement pour des raisons marketing. C’est ainsi qu’une marque interdit de monter ses objectifs APS-C sur ses boîtiers FF.

Chez Pentax, depuis 1975 et la sortie de la monture K, la firme a toujours conservé une compatibilité entre les diverses évolutions de la monture. Certes, un boîtier des années 80 ne pourrait pas utiliser tout le potentiel des objectifs modernes, mais il peut faire des photos avec, et les reflex récents sont toujours capables d’utiliser les premiers objectifs K. Pentax a décidé de ne rien interdire, de laisser le choix au photographe. Car la firme raisonne encore et toujours de cette manière. Avant tout, liberté de choix au photographe. Peu importe les désagréments, si ce dernier décide d’utiliser un objectif peu approprié, il s’agit de son choix artistique.

C’est ainsi que les objectifs DA (dédiés APS-C) peuvent être montés sur un boîtier FF et les objectifs FF peuvent être utilisés sur les boîtiers APS-C. La liberté absolue.

 

 

Cercle optique, ou pourquoi les lentilles d’objectifs sont rondes et les capteurs rectangulaires ?

Si on parle de cercle optique, c’est bien parce que les objectifs ont des lentilles rondes. Mais pourquoi fait-on des lentilles rondes alors que films argentiques et capteurs ont des formats carré ou rectangulaire ? Les réponses sont multiples.

La première raison est liée aux lois et propriétés optiques. En cas d’objectifs rectangulaires, la résolution verticale serait plus limitée que la résolution horizontale, sans compter certaines aberrations optiques qui verraient le jour plus facilement.

La deuxième raison est technique. La mise au point s’effectue par déplacement des lentilles, souvent sous forme de rotation. Et il est plus facile de déplacer une lentille ronde qu’une lentille rectangulaire/carrée.

Il existe d’autres raisons, liées à la fabrication en elle même. Les opérations de polissage sont plus simples et plus réussies pour des lentilles rondes que pour d’autres formes. Idem pour l’application des différentes couches de traitement de l’image. Avec des lentilles rondes, l’homogénéité sera meilleure.

Le cercle optique est donc la totalité de la surface proposée par les lentilles. Et elle doit couvrir à minima la totalité de la surface du capteur (ou de la pellicule). Si souvent le cercle optique est égal (ou très proche) au cercle de couverture, pour certains objectifs il arrive que la surface du premier soit très supérieure à celle du second.

 

 

Le cercle de couverture

Le cercle de couverture est le cercle d’image pour lequel l’optique a été conçue. C’est dans ce cercle que la qualité d’image sera maximale. Pour que la lumière atteigne de manière correcte le capteur, il est nécessaire que ce cercle de couverture soit au moins égal au capteur, ce dernier devant être « recouvert » par le premier.

Cercle optique, cercle de couverture et capteurs

Cercle optique, cercle de couverture et capteurs

 

Quand le capteur s’inscrit tout juste dans ce cercle, le risque de vignettage dans les coins est grand. C’est là que le photographe va voir apparaître du noir. Et plus le capteur rentre juste dans le cercle, plus le vignettage sera important.

 

 

Le cas Pentax

 

Les différents objectifs Pentax

On peut classer les objectifs de la marque en 3 catégories :

  • Les objectifs historiques argentiques : les M, A, F et FA. Ils ont été conçus pour les films argentiques, du temps où la résolution moyenne d’un film allait de 3 à 6 millions de grains (donc une résolution approximative de 3 à 6 millions de pixels). Certes, certains films ont eu une résolution de 20 millions de grains (comme la Velvia 100), mais c’étaient des exceptions. La plupart des nombreux objectifs anciens étaient capables de résoudre entre 25 et 50 lignes, soit une résolution de 900 à 1800 points à l’horizontale et 600 à 1200 points à la verticale. Ce qui offre une résolution inférieure à 3 millions de pixels. Les capteurs de 24mpx demandent eux des optiques capables de résoudre plus de 170 lignes. Quant au capteur de 36mpx, c’est plus 210 lignes qui sont nécessaires ! Aujourd’hui, il reste quelques objectifs FA au catalogue Pentax : la série des FA Limited, une gamme d’exception.
  • Cette nécessité de proposer des optiques offrant une meilleure définition a conduit Pentax à développer une nouvelle gamme d’objectifs. Adapté à la logique de marché choisi dans les années 2005, l’APS-C. C’est ainsi que la gamme DA est née, D pour Digital. Ce sont, sur le papier, des objectifs conçus uniquement pour les petits capteurs. Cercle optique et de couverture devraient donc être plus réduits.
  • Avec la sortie du K-1, Pentax a mis sur le marché des objectifs compatibles et les a appelés D FA. On notera que cette gamme existait avant la sortie du K-1 puisque le 100 macro est un D FA. Ces objectifs sont adaptés aux formats 24×36 et APS-C.

 

 

Les cas normaux

Objectif DA en APS-C

Chez Pentax, l’association DA + APS-C est le cas de figure peut-être le plus répandu, du moins pour les pentaxistes numériques. Logique, car la gamme DA a été conçue pour des capteurs de type APS-C et que, de 2006 à 2016, seuls des boîtiers de ce type sont sortis (la tentative de proposer un boîtier FF à l’orée des années 2000 ayant été un échec).

Ces objectifs DA vont couvrir parfaitement ces capteurs APS-C. Même s’il arrive que pour certains objectifs, la couverture soit  juste, pour des raisons de coût de fabrication. Avec le risque de vignettage prononcé évoqué ci-dessus.

Coin supérieur droit avec vignetage léger visible.

Coin supérieur droit avec vignettage léger visible.

 

 

Objectif DF A ou FA et boîtier FF

Ces objectifs ayant été conçus pour des capteurs FF, cercle/optique et cercle de couverture seront parfaitement adaptés. Il n’y a rien de plus à ajouter.

 

 

Objectif DA utilisé sur un capteur plein format

Quand on met ce type d’objectif sur un capteur FF, en théorie, on va au-devant de nombreux problèmes. La plupart sont liés à la conception même des objectifs APS-C, le capteur n’étant pas entièrement couvert. Pourquoi en effet utiliser plus de verrerie que nécessaire ? Le capteur étant plus petit, le cercle de couverture est donc plus petit. Donc, de très nombreux objectifs sont conçus uniquement pour ce type de capteur. Et quand on les monte sur un FF, alors on pourra voir des choses bizarres.

Dans le meilleur des cas, on aura droit au cercle optique dans toute sa beauté, comme pour le Pentax DA* 16-50 et d’autres zooms. Le résultat est sans appel. Sur toute la course allant de 16 à 50mm, le cercle optique est visible, de manière parfaite.

Le Pentax DA*16-50 à 16mm sur un Pentax FF K-1

Le Pentax DA* 16-50 à 16mm sur un Pentax FF K-1

 

Le Pentax DA*16-50 à 50mm sur un Pentax FF K-1

Le Pentax DA* 16-50 à 50mm sur un Pentax FF K-1

 

 

Idem pour le Sigma 17-50. Avec comme principale différence, l’apparition d’un cache qui recadre étrangement l’image.

Le Sigma 17-50/2.8 et son cache, visible sur un Pentax K-1

Le Sigma 17-50/2.8 et son cache, visible sur un Pentax K-1

 

Les clichés pris montrent aussi comment une image se dégrade fortement à l’approche des bords. La colorimétrie change, les couleurs bavent et l’image devient floue. Rien de plus normal puisque les ingénieurs optiques optimisent le comportement de l’optique en se concentrant sur le cercle de couverture, pas sur la zone entre la fin de la zone de couverture et la fin du cercle optique.

Au bord des lentilles, le traitement laissent à désirer

Au bord des lentilles, le traitement laisse à désirer

 

 

Dans la pratique, les tests ont montré des situations diverses. En dehors des marques qui interdisent cette pratique, cela va des objectifs APS-C qui s’adaptent sans problème au FF, aux objectifs qui n’offrent pas une couverture optique suffisante.

Empêcher une optique d’être utilisée sur un type de boîtier alors que la monture est la même est une pratique artificielle, pour des raisons mercantiles. Dans le cas où l’objectif serait fonctionnel, cela pourrait encourager les utilisateurs à acheter un objectif qui remplirait le même usage, moins cher. Quant au deuxième cas, il s’agit de gagner en coût de fabrication, rogner sur le verre non utile étant parfois très important.

 

 

Objectif M, A, F, FA ou DFA en APS-C

En théorie, ces objectifs destinés aux pellicules 24×36 ou aux capteurs FF devraient être utilisables sur des boîtiers à capteur APS-C, puisque ces derniers sont plus petits que les capteurs FF. Dans la pratique, c’est presque toujours vrai.

Déjà, il n’existe aucune incompatibilité physique. Cercle optique et cercle de couverture étant nettement plus grands que la surface du capteur, ce dernier sera entièrement couvert, même plus que nécessaire. Mais voilà, il y a une réalité optique qui va rattraper le photographe : les coefficients multiplicateurs pour le champ visuel et pour la profondeur de champ.

C’est ainsi qu’un 24-70/2.8 se comportera comme un :

  • 36-106mm en termes de champ visuel ;
  • f/3.5 en termes d’effet de profondeur de champ (perte d’un demi-diaph) ;
  • un f/2.8 en termes de luminosité.

 

La qualité visuelle finale devrait être meilleure sur un APS-C que sur un FF. Le capteur de l’APS-C étant plus petit, le cercle de couverture sera nettement plus grand et donc, il utilisera essentiellement le centre des lentilles, là où traditionnellement, la qualité est optimale. Néanmoins, il y a des limites. Les optiques n’ayant pas une résolution infinie, elles sont limitées par la diffraction et les aberrations optiques.

Quand on recadre dans le cercle de couverture, si l’optique n’est pas suffisamment performante pour maintenir un niveau de résolution donné, le résultat peut s’avérer mauvais. À capteur de même résolution (24mpx par exemple), un pixel d’un capteur FF mesure 6 microns de côté, tandis que le pixel d’un capteur APS-C mesure 4 microns. Or plus le pixel est petit, plus il y a exigence sur le pouvoir de résolution de l’optique.

L’objectif doit donc être bon et pas un « cul-de-bouteille »…

 

 

Impact pour le photographe

Hormis pour tester des objectifs et voir ce qu’il est possible de faire (ou pas), il n’y a pas d’intérêt pour un photographe d’utiliser un DA sur un FF. Dans le pire des cas, le cercle cercle de couverture sera trop petit. Et dans le meilleur des cas, le cercle optique serait suffisant pour avoir une image, mais les bords seront mitigés (vignettage très marqué et résolution en périphérie d’image mauvaise).

Il existe néanmoins quelques cas où des objectifs APS-C sont pleinement compatibles ou très proches. C’est ainsi que Pentax a informé que les DA* 200, DA* 300 ou DA 560 étaient compatibles FF. Il existe aussi des cas ou, bien que Pentax n’a pas reconnu la compatibilité, elle existe moyennant un léger vignettage à PO (les DA 70 ou DA* 55 par exemple)…

 

crédit photos : © fyve