L' ouverture numérique (ou nombre f) mesure la capacité d'un système optique, tel qu'un objectif d'appareil photo, à capter la lumière. Elle est définie comme le rapport entre la distance focale du système et le diamètre de la pupille d'entrée (« ouverture utile »). Également appelée rapport focal , ouverture relative ou diaphragme , l' ouverture numérique est essentielle pour déterminer la profondeur de champ , la diffraction et l'exposition d'une photographie. Sans dimension , elle est généralement exprimée par la lettre f minuscule suivie d' un crochet.f /N , où N est le nombre f.
L' ouverture relative (ou nombre f) est l' inverse de l' ouverture relative , définie comme le diamètre de l'ouverture divisé par la distance focale. Plus l'ouverture relative est faible, plus l'ouverture relative est grande et plus la lumière pénètre dans le système ; inversement, plus l'ouverture relative est élevée, plus l'ouverture relative est petite et moins la lumière pénètre dans le système. L'ouverture relative est liée à l' ouverture numérique (ON) du système, qui mesure l'angle d'incidence de la lumière. L'ouverture numérique tient compte de l' indice de réfraction du milieu dans lequel le système fonctionne, contrairement à l'ouverture relative.
L'ouverture numérique (ou nombre f) est utilisée pour indiquer la capacité d'un objectif à capter la lumière, c'est-à-dire l' éclairement qu'il fournit au film ou au capteur pour une luminance donnée du sujet . Bien que cet usage soit courant, il s'agit d'une approximation qui néglige les effets de la distance de mise au point et de la transmission de la lumière par l'objectif. Lorsque ces effets ne peuvent être négligés, on utilise l' ouverture numérique réelle ( ou valeur T) à la place de l'ouverture numérique.
où distance focale et d'une lentille était dans un système de lentilles. Le diamètre d'ouverture serait égal à diaphragme réglable , qui modifie la taille de l' ouverture du diaphragme et donc le diamètre de la pupille d'entrée. Cela permet à l'utilisateur de faire varier l'ouverture relative (nombre f) selon ses besoins. Le diamètre de la pupille d'entrée n'est pas nécessairement égal au diamètre de l'ouverture du diaphragme, en raison de l'effet de grossissement des lentilles situées devant le diaphragme.
En négligeant les différences d'efficacité de transmission de la lumière, un objectif avec un nombre f plus élevé projette des images plus sombres. La luminosité de l'image projetée ( éclairement ) par rapport à la luminosité de la scène dans le champ de vision de l'objectif ( luminance ) diminue avec le carré du nombre f.exposition photographique , le temps d'exposition doit être réduit d'un facteur quatre.
UN
En photographie, le diaphragme est une unité de mesure de l'exposition, chaque diaphragme ajouté correspondant à un facteur deux et chaque diaphragme soustrait à un facteur deux. Cette unité de diaphragme est également appelée valeur d'exposition (EV ). Sur un appareil photo, l'ouverture du diaphragme se règle traditionnellement par paliers discrets, appelés valeurs f . Chaque diaphragme est marqué par son nombre f correspondant et représente une division par deux de l'intensité lumineuse par rapport au diaphragme précédent. Cela correspond à une diminution du diamètre de la pupille et du diaphragme d'un facteur 1/ séquence approximativement géométrique de nombres correspondant à la séquence des puissances de la racine carrée de 2 : De la même manière qu'un diaphragme correspond à un doublement de l'intensité lumineuse, les vitesses d'obturation sont agencées de sorte que chaque réglage diffère d'un facteur deux environ de son voisin en termes de durée d'exposition. Ouvrir le diaphragme d'un cran permet à deux fois plus de lumière d'atteindre la pellicule dans un laps de temps donné. Par conséquent, pour obtenir la même exposition à cette plus grande ouverture qu'à l'ouverture précédente, l'obturateur doit rester ouvert deux fois moins longtemps (soit une vitesse d'obturation deux fois plus rapide). La pellicule réagira de la même manière à ces quantités égales de lumière, grâce au principe de réciprocité . Ce principe est moins vrai pour les expositions extrêmement longues ou courtes, où la réciprocité n'est plus valable . L'ouverture, la vitesse d'obturation et la sensibilité de la pellicule sont liées : pour une luminosité constante, doubler l'ouverture (un diaphragme), diviser par deux la vitesse d'obturation (doubler le temps d'ouverture) ou utiliser une pellicule deux fois plus sensible a le même effet sur l'image exposée. En pratique, une précision extrême n'est pas nécessaire (les vitesses d'obturation mécaniques étaient notoirement imprécises en raison des variations d'usure et de lubrification, sans incidence sur l'exposition). Le fait que les surfaces d'ouverture et les vitesses d'obturation ne varient pas d'un facteur exactement deux n'est pas significatif.
Les photographes expriment parfois d'autres rapports d'exposition en termes de « diaphragmes ». Sans tenir compte des valeurs d'ouverture (nombre f), les diaphragmes forment une échelle logarithmique d'intensité d'exposition. Ainsi, on peut considérer qu'un demi-diaphragme correspond à une différence d'exposition d'un demi-diaphragme.
Arrêts fractionnaires
La plupart des appareils photo du XXe siècle étaient équipés d'un diaphragme à iris à ouverture variable en continu , chaque valeur entière étant marquée. L'ouverture à crans s'est généralisée dans les années 1960 ; l'échelle d'ouverture comportait généralement un cran à chaque valeur entière et demi-valeur.
Sur les appareils photo modernes, notamment lorsque l'ouverture est réglée sur le boîtier, le nombre f est souvent divisé en intervalles plus fins que d'un diaphragme. Les intervalles d'un tiers de diaphragme ( 1/3 EV ) sont les plus courants, car ils correspondent au système ISO des sensibilités de film . Certains appareils utilisent des intervalles d' un demi-diaphragme. Généralement, les valeurs d'ouverture entières sont marquées, et les positions intermédiaires sont crantées mais non marquées. Par exemple, une ouverture d'un tiers de diaphragme inférieure à…
Pour calculer le nombre de pas nécessaires pour un arrêt complet (1 EV), on peut utiliser
Les étapes d'une série de demi-arrêt ( 1/2 EV ) seraient :
Les étapes d'une série de troisième arrêt ( 1/3 EV ) seraient
Comme pour les anciennes normes de sensibilité ISO (DIN et ASA), la sensibilité ISO est définie par incréments d'un tiers de diaphragme, et les vitesses d'obturation des appareils photo numériques sont généralement exprimées sur la même échelle, en secondes inverses. Une partie de la plage ISO est la séquence
tandis que les vitesses d’obturation en secondes réciproques présentent quelques différences conventionnelles dans leurs nombres ( 1 ⁄ 15 , 1 ⁄ 30 et 1 ⁄ 60 seconde au lieu de 1 ⁄ 16 , 1 ⁄ 32 et 1 ⁄ 64 ).entière de Valeur d'ouverture AV incluse :
Nombres f conventionnels et calculés, série des points :
| AV | −2 | −1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | 0,5 | 0,7 | 1.0 | 1.4 | 2 | 2.8 | 4 | 5.6 | 8 | 11 | 16 | 22 | 32 | 45 | 64 | 90 | 128 | 180 | 256 |
| calculé | 0,5 | 0,707... | 1.0 | 1.414... | 2.0 | 2,828... | 4.0 | 5,657... | 8.0 | 11.31... | 16.0 | 22,62... | 32.0 | 45,25... | 64.0 | 90,51... | 128.0 | 181,02... | 256.0 |
Échelle typique d'ouverture numérique d'un demi-diaphragme
| AV | −1 | − 1 ⁄ 2 |
|---|---|---|
| AV | −1 | − 2 ⁄ 3 |
| AV | 0 | |
| AV | 5 | exposition |



