Comment fonctionnait la photographie avant que l'autofocus soit inventé?

Après avoir passé un peu de temps à lire des questions sur la mise au point automatique, je me suis posé une question: comment les appareils photo fonctionnaient-ils même avant que la technologie de mise au point automatique ne soit inventée?

On peut supposer que tout le monde a utilisé la mise au point manuelle. Mais voici le problème: j'ai essayé de concentrer manuellement mon reflex numérique. C'est absurdement difficile . Étant donné la minuscule image dans le viseur, je ne vois pas comment vous obtiendrez une image parfaitement nette.

Ou peut-être que les gens ne l'ont pas fait? De retour peut-être avant que les images de 24 mégapixels soient agrandies pour s’inscrire sur le côté d’un bus, la mise au point n’était pas si critique? Bien sûr, si vous imprimez un document de la taille d’une carte postale, les erreurs de mise au point seront beaucoup moins remarquables.

De plus, mon tout premier appareil photo était un appareil photo «jouet» Fisher-Price. (Film, évidemment.) Je suis presque sûr qu'il n'y avait pas de contrôle de la mise au point . (Et cela fait bien trop longtemps pour que l'autofocus existe.) Comment ça marche? Est-ce que l'objectif est juste focalisé en permanence à l'infini ou quelque chose?

Les appareils de mise au point à travers l'objectif avaient des écrans de mise au point - généralement des lentilles en verre dépoli ou à lentilles de Fresnel (à propos: Qu'est-ce qu'un écran de mise au point? ). Les caméras de visualisation (les grandes caméras à soufflet de style ancien) projetaient l'image sur l'écran de mise au point. Le photographe a directement inspecté l'image sur l'écran de mise au point (en utilisant éventuellement une loupe pour agrandir des zones de l'image), souvent sous un capot occultant. Au moment de capturer l'image, l'écran de mise au point a été remplacé par le porte-film, auquel cas le film pouvait être exposé.

^{Image sur l'écran de mise au point du Sinar F 4 × 5. Image © Guillaume Piolle, CC-BY-SA-3.0}

Les écrans de focalisation à prisme divisé étaient les plus courants sur les reflex. Le motif de prisme au centre de l'écran "plie" volontairement les rayons flous dans des directions opposées, ce qui augmente la visibilité des zones floues. La plupart des écrans à prisme divisé comportaient également un anneau ou un collier de micro-prisme (également appelé micro-raster ) entourant le cercle de prisme divisé situé au centre de l'écran. Les microprismes ont notamment aidé à la mise au point précise près de la mise au point. Cette vidéo de 5 minutes sur YouTube montre l’utilisation et l’effet du prisme divisé et de l’anneau de micro-prisme.

Vous trouverez ci-dessous un exemple de focalisation sur un prisme divisé. L'anneau de micro-prisme "pointillé" entourant le prisme divisé est également visible dans l'image non focalisée:

^{SLR fractionné prisme images de l'écran de mise au point, flou (gauche) et focalisé (droite). Images © Dave Fischer, CC-BY-SA-3.0 .}

Auparavant, il existait une communauté restreinte mais active de personnes modernisant leur appareil reflex numérique avec des écrans de focalisation divisés. Cependant, la plupart des entreprises qui ont fabriqué des prismes divisés pour les reflex numériques ont cessé de les fabriquer. Voir aussi: Existe-t-il des écrans de mise au point pour les reflex numériques modernes?

Voici une animation d'un Nikon Df équipé ultérieurement d'un écran de focalisation à prisme divisé (remarque, il ne semble pas y avoir d'anneau de micro-prisme dans ce prisme divisé):

^{Nikon Df retrofit avec prisme divisé, en action. Image © Reilly Liever , utilisée sous utilisation équitable à des fins éducatives.}

Lorsque les objets ne sont plus mal alignés, l'objectif est parfaitement concentré sur les objets.

Le corollaire de la mise au point est de pouvoir déterminer la distance au sujet. Cette même technique a également été utilisée pour la télémétrie optique (pas les appareils télémétriques ). Les télémètres de coïncidence à prisme fractionné ont été utilisés par les forces armées pour déterminer la distance à viser, afin de définir les coordonnées de l'artillerie et les charges propulsives:

^{Vue depuis un télémètre de coïncidence. Domaine public de Wikimedia Commons}

Les appareils télémétriques utilisaient un chemin optique séparé pour la mise au point, le mécanisme de mise au point de télémétrie . Cela a montré deux images superposées. Lorsque les images étaient parfaitement superposées, le sujet était net. Cet exemple de Wikipedia illustre le concept:

^{Lunette de visée du télémètre, non focalisée (à gauche) et focalisée (à droite). Image © Alexander Koslov, CC-BY-SA-3.0}

Comment fonctionnait la photographie avant que l'autofocus soit inventé?

Plutôt bien pour ceux qui veulent apprendre à le faire avec les outils que nous avions à l'époque. La même chose est vraie maintenant. La seule différence est que nous devons maintenant apprendre à demander à un système AF de se concentrer sur la partie de la trame que nous souhaitons mettre en évidence.

On peut supposer que tout le monde a utilisé la mise au point manuelle. Mais voici le problème: j'ai essayé de concentrer manuellement mon reflex numérique. C'est absurdement difficile. Étant donné la minuscule image dans le viseur, je ne vois pas comment vous obtiendrez une image parfaitement nette.

En raison de l'omniprésence de la mise au point automatique dans la plupart des appareils photo modernes, les aides à la mise au point qui étaient autrefois incluses dans ce que le photographe a vu à travers le viseur ne sont généralement plus présentes. Les prismes divisés et / ou les micro-écrans à collet de prismes étaient courants dans les reflex avant l'arrivée de l'AF. Certains appareils photo avaient l'un ou l'autre. Beaucoup de caméras avaient les deux. D'autres types d'appareils photo incorporaient souvent un type d'aide à la mise au point de type télémètre à parallaxe.

Les viseurs étaient généralement plus grands et plus lumineux, même sur les appareils photo grand public. Désormais, seuls les meilleurs modèles pro ont tendance à disposer de grands viseurs plus clairs qui étaient plus courants à l'époque de la pré-AF.

Les objectifs ont également été conçus pour permettre des ajustements plus fins de la mise au point. Les bagues de mise au point sur les objectifs devaient être pivotées beaucoup plus loin pour obtenir le même changement de position de mise au point qui résulte maintenant d'un très petit mouvement avec les objectifs actuels.

Ou peut-être que les gens ne l'ont pas fait? De retour peut-être avant que les images de 24 mégapixels soient agrandies pour s’inscrire sur le côté d’un bus, la mise au point n’était pas si critique? Bien sûr, si vous imprimez un document de la taille d’une carte postale, les erreurs de mise au point seront beaucoup moins remarquables.

Il y a une certaine vérité à cela pour les photographies occasionnelles, qui est ce que la grande majorité des photographies sont. Mais il y avait (et il y a toujours) aussi des photographes de grand et moyen formats qui se sont donné beaucoup de mal pour produire des images à mise au point manuelle, adaptées à l'affichage en très grand format.

Certaines des limites de la mise au point la plus nette ont été imposées par le support d’enregistrement. Une partie du problème avec le film en rouleau est qu’il n’aime pas rester à plat devant la caméra. Ce problème est similaire au problème que vous rencontrerez si vous tentez un jour de centrer parfaitement un projecteur sur un écran portable flexible battant au vent. Quelques appareils photo avancés utilisaient un aspirateur pour tirer le film plus plat contre la plaque arrière.

La focalisation avec un film couleur était également limitée par la profondeur variable des trois couches de couleur dans le film. Si vous étiez parfaitement concentré pour une couleur, les deux autres couches étaient légèrement floues.

Les capteurs numériques, en revanche, sont si proches du plat qu’il faut maintenant recouvrir la surface arrière des lentilles pour éviter que les réflexions indésirables ne rebondissent sur les couches de la pile de capteurs. Les limites théoriques du meilleur focus sont maintenant beaucoup plus petites. Même avec les objectifs plus récents et beaucoup plus tranchants disponibles aujourd'hui, le facteur limitant dans les systèmes à haute résolution devient rapidement le pouvoir de résolution de l'objectif plutôt que le pouvoir de résolution et la planéité du support d'enregistrement.

De plus, mon tout premier appareil photo était un appareil photo «jouet» Fisher-Price. (Film, évidemment.) Je suis presque sûr qu'il n'y avait pas de contrôle de la mise au point. (Et ceci est il y a bien trop longtemps pour que l'autofocus existe.) Comment ça marche? Est-ce que l'objectif est juste focalisé en permanence à l'infini ou quelque chose?

Les caméras "à focale fixe" utilisent des ouvertures relativement étroites combinées à des focales relativement courtes. Cela donne une grande profondeur de champ . La mise au point est réglée sur la distance hyperfocale du système, de sorte que tout ce qui est situé entre la moitié de cette distance et l'infini semble être net. Des caméras avec ce type de design peuvent encore être trouvées. Parmi eux, on trouve (mais loin de tout) des webcams, des caméras pour téléphones cellulaires, des caméras pour les sentiers et d'autres caméras de surveillance (bien qu'ils ne représentent pas autant d'appareils photo que ceux d'il y a quelques années).

Certains appareils photo n'avaient aucun moyen de voir à travers l'objectif avant de prendre la photo. Un viseur superficiel était fixé sur le côté de l'appareil photo ou, si vous disposiez d'un modèle de luxe, sur l'étalon avant qui tenait l'objectif. Aucun accommodement n'a été fait avec de tels viseurs pour des lentilles de différentes longueurs focales. Le photographe devait simplement savoir quelle était la largeur de l'angle de vue de l'objectif utilisé. La mise au point a été effectuée en estimant ou en mesurant la distance du sujet et en alignant une marque sur l'objectif à une échelle correspondant à cette distance. L'ouverture et la vitesse d'obturation ont également été définies manuellement, sans mesure intégrée à l'appareil photo. Certaines de ces caméras utilisaient des pellicules en rouleau avec entre 6 et 12 prises par rouleau. D'autres utilisaient des feuilles de film qu'il fallait changer après chaque exposition.

Il existe différents sujets ici.

1) Un appareil photo jouet et quelques nouveaux appareils, par exemple des appareils de surveillance, certains appareils photo du téléphone n’ont pas besoin de faire la mise au point, car sa plage de mise au point est très étendue. Normalement, cela est dû à deux éléments combinés. Un objectif grand angle et une petite ouverture. Il n’est donc pas nécessaire de se concentrer sur la plage définie.

Essayez d’avoir une portée très proche sur un appareil photo jouet et vous ne pouvez pas.

2) La taille d’une image sur un bus n’est pas de 24 Mpx. Cela peut être plus ou moins. C’est un sujet différent, mais avant la photographie «numérique», vous disposiez d’une pellicule commerciale qui pouvait utiliser un film grand format qui capturait des images de résolution assez élevée. Pour cela, il ne s’agissait pas de diapositives de 35 mm, mais de 6 × 6 cm, 4 × 5 ″, etc. https://www.google.com/search?q=film+photography+formats

Inclus maintenant, vous pouvez "extraire" beaucoup d'informations d'un film 35 mm sur scan.

Numériser une grande diapositive couleur avec un scanner à tambour contient beaucoup plus d’informations que 24 Mpx. https://www.google.com/search?q=drum+scanner

3) Les caméras avaient un écran de mise au point. En photographie commerciale, vous utilisiez un verre magnyfing.

4) Et ils avaient une autre caractéristique, la bague de mise au point prolongée pour un virage plus anguleux. Cela signifie que, sur les objectifs modernes à mise au point manuelle, un petit tour sur l'objectif déplace beaucoup la distance de mise au point. Sur les anciens objectifs, vous devez déplacer beaucoup plus la bague, ce qui vous permet de mieux cibler la mise au point.

5) Les gens étaient expérimentés dans ce domaine, trouvant et sentant la focalisation se déplaçant à gauche et à droite, sentant le centre du "ballet" de focalisation.

6) Vous pouvez toujours utiliser la mise au point manuelle ces jours-ci sur un appareil photo reflex numérique, par exemple lorsque vous enregistrez une vidéo. Comme je l'ai dit au point 4, si votre virage angulaire physique de la bague de mise au point est plus grand, vous avez plus de contrôle. Donc, en vidéo, les gens utilisent des montages qui s’adaptent à la bague de mise au point. https://www.google.com/search?q=focus+rig+dslr .

Les réponses actuelles explorent les caméras à mise au point manuelle et à focale fixe à travers l'objectif et les expliquent bien, mais elles manquent une autre approche: l' estimation de la distance .

Par exemple, mon vieux Kodak Retinette de 1960 n’est pas un reflex et il n’ya pas de mise au point à travers l’objectif. Cependant, ce n'est pas un objectif fixe non plus.

Au lieu de cela, vous estimez à quelle distance se trouve le sujet et utilisez les repères de distance sur la bague de mise au point pour les faire correspondre. (L'image ci-dessus l'a mesurée en mètres, ma caméra réelle le mesure en pieds.)

Pour compléter les réponses sur les aides à la mise au point dans les appareils reflex destinés à être focalisés manuellement, laissez-moi vous donner un lien vers la distance hyperfocale utilisée dans les appareils photo à focale fixe .

La photo de mes parents (qui m’a été transmise plus tard) ressemblait à ceci: c’était donc un Instamatic X-15 vers 1970.

La première photo est un modèle haut de gamme doté d'un posemètre intégré (je suppose donc que l'exposition n'était pas fixe, mais basée sur la lumière) et d'un commutateur pour la mise au point rapprochée ou à une distance de 6 pieds et plus.

Notez que l’apature est physiquement très petite. Il s’agit de f / 11 et le négatif est de 28 mm2. La profondeur de champ est donc un peu meilleure que celle obtenue avec un "plein cadre" et moins bonne que celle obtenue avec un "capteur de culture" aujourd’hui si vous le réglez sur f / 11.

Avec la meilleure netteté que vous pouvez attendre du système et l'hypothèse selon laquelle vous recherchiez des impressions de 4 pouces carrés tenues à une distance de lecture, tout ce qui dépasse les 6 pieds était «net». Mais l'objectif n'est pas aussi net que ce que vous attendez aujourd'hui avec les mêmes valeurs, car la qualité attendue de l'impression n'était pas aussi bonne pour de nombreuses raisons. Le film d'impression couleur 1970 n'est pas Ektar !

Le fait est que la plage de distance considérée comme «au centre» est un jugement basé sur la taille physique des cercles de confusion que vous pouvez tolérer. Avec un film à gros grain (et du papier d'impression), vous ne pouvez pas dépasser une certaine netteté; la résolution ne suffit tout simplement pas.

La caméra la plus simple que vous puissiez avoir, quelque chose que vous pouvez facilement construire chez vous, n’est qu’une boîte en carton avec un trou d’épingle. Vous obtiendrez une image précise sur le film (même si elle est inversée). Cela fonctionne également avec des yeux humains - si vous êtes myope et que vous n’avez pas vos lunettes, vous pouvez obtenir une image parfaitement nette simplement en plaçant votre poing devant vos yeux pour laisser passer seulement un "cercle" de lumière. .

Cela devrait être parfaitement logique: être flou signifie simplement que vous obtenez beaucoup plus de lumière que vous ne le souhaitez , aux mauvais endroits . Ceci est essentiellement dû au fait que dans un scénario typique, la lumière est dispersée et diffusée partout, de sorte que la même image est effectivement projetée sous de nombreux angles différents qui se rejoignent "de manière erronée". Un reflex numérique résout ce problème en utilisant une lentille pour "recombiner" les rayons lumineux dispersés - les rendant à nouveau parallèles. Cependant, cela ne fonctionne que sur une plage de distances. Dans notre caméra «boîte à chaussures avec un trou d’épingle», le problème est résolu en éliminant toute «autre» lumière qui nevenir directement de l'objet. Cela ne dépend pas de la distance à l'objet (bien qu'il existe des limites avec la distance par rapport au rayon du trou d'épingle, mais il existe également d'autres limites), mais il reçoit moins de lumière dans l'ensemble, vous avez donc besoin d'une exposition plus longue. En outre, vous avez généralement une limite assez stricte sur la distance minimale - ils ont une excellente mise au point, par exemple de 3 mètres à l'infini, mais vous ne pourrez pas photographier des papillons :)

Comme indiqué précédemment, les reflex numériques sont beaucoup plus complexes que cela. Ils ont été conçus pour pouvoir ajuster de nombreux réglages différents en fonction de vos envies et de la situation dans laquelle vous vous trouvez (dans un monde idéal: P). Cependant, bien qu'il faille un certain entraînement pour bien se concentrer manuellement, ce n'est pas absurdement difficile . Si vous rencontrez régulièrement des problèmes de mise au point manuelle, essayez de calibrer le viseur (il devrait y avoir un "engrenage" quelque part à proximité avec un +/-) - vos yeux pourraient être le problème.

Nous avons fait énormément de mauvaises photos. En prenant des photos, j'ai pensé qu'entre une mauvaise exposition et une mauvaise mise au point, 60% des photos imprimables étaient identiques au parcours. L'exposition automatique réduit les rejets de moitié. AF est arrivé juste à temps pour réparer ma vision vieillissante décroissante. Maintenant, je suppose que si je ne fais pas quelque chose de stupide, alors les refus de mise au point / exposition ne seront que de quelques pour cent, et la plupart de ceux-ci seront des éclairages étranges - rétroéclairage, paysages de neige, photos de nuit ... Ou des situations où la mise au point automatique est confuse par un objet entre moi et mon sujet. (La brindille est nette, l'oiseau ne l'est pas.)