Optique à bascule et à décentrement, toujours utile avec un logiciel d’assemblage ?

Les optiques à bascule et à décentrement demeurant l’apanage des photographes amateurs-experts fortunés et des professionnels, il me semble intéressant de savoir s’il est possible de faire la même chose en numérique. Les outils apportés dans le domaine de la photographie panoramique et des visites virtuelles peuvent, dans une certaine mesure, se substituer à ces optiques.

Qu’en est-il en détail ?

Les optiques « tilt-shift » sont relativement onéreuses. Plusieurs raisons à cela :

  • une fabrication en petite série
  • la  partie mécanique plus développée qu’une optique traditionnelle, car même s’il n’y a pas d’autofocus, les mouvements doivent se faire avec une très grande finesse
  • la conception et la fabrication optique assez pointues permettant d’avoir un cercle de couverture plus important que le capteur. Pour arriver à une qualité égale à une optique traditionnelle, il faut utiliser plus de lentilles et plus de traitement sur les verres

Le renouvellement récent des optiques Nikon, suivi, environ deux ans après de Canon, avec pas moins de 3 optiques (un TS-E 24mm II f/3.5, un TS-E 45mm f2.8 et un TS-E 90mm f/2.8) montrent qu’un marché existe, même avec le numérique.

Usage

Alors, à quoi servent ces optiques ?

Le décentrement sert surtout pour de l’architecture. Lorsque l’on veut garder les parallèles pour un bâtiment, mais qu’on ne peut pas être à mi-hauteur de celui ci (et c’est la plupart du temps le cas), le seul moyen c’est de décentrer. Plus d’infos sur le site d’Arnaud Frich ou sur Wikipedia.

La bascule a un autre usage. Celui de contrôler la profondeur de champs, selon la célèbre règle de Scheimpflug. L’idée est de basculer le plan de netteté, qui est par défaut dans un plan parallèle au film ou au capteur, de sorte à augmenter la profondeur de champ. C’est très utilisé en studio pour de la nature morte. Je ne vais pas m’étaler là dessus, cette notion est couverte dans plusieurs articles : le site de galerie-photo par exemple.

Il y a aussi l’effet inverse, l’anti-Scheimpflug, également appelé (à tord à mon avis) « Tilt-Shift », consistant à diminuer la profondeur de champ. L’effet macro obtenu fait penser à des maquettes. Le groupe flickr tiltshift donne un bon aperçu du type d’images.

Voilà pour un usage rapide des optiques de bascule et de décentrement. Nous allons maintenant voir, pour chacun des deux cas, s’il est possible de faire la même chose en numérique avec un ordinateur.

Décentrement

Le décentrement se fait sans problème avec un logiciel de panoramas ! Il suffit de donner des points de contrôle verticaux ou horizontaux pour redresser les perspectives, et n’importe quel logiciel de panoramas fait ça correctement !

Voici un exemple, avec cette image en contre-plongé :

Dans PTGui, je rajoute des points de contrôle vertical afin de le logiciel sache précisément comment redresser l’image :

Voici le rendu une fois l’image traitée :

Et la même image, mais sans aucun bord noir :

Il n’y a pas cependant que des avantages a faire un décentrement numérique : comme on peut le voir sur les images ci-dessus, pour redresser les parallèles, le logiciel a dû déformer l’image sous forme trapézoïdale. En recadrant, une partie non négligeable de l’image est perdue. Et plus le décentrement est important, plus le recadrage sera important. On peut donc obtenir, à partir d’une photo à 24mm une image à 50mm après décentrement numérique et recadrage. Cela est problématique, surtout que lorsqu’on fait des images d’architecture, on a souvent besoin d’un angle de champ important !

Ce serait sans compter sur la fonction première d’un logiciel d’assemblage : assembler ( si si ! ;-) ). Il suffit de faire 4 images pour retrouver l’angle de champ initial de l’optique, voir plus.

Les avantages sont les suivants :

  • Augmentation de la définition de l’image.
  • Les parallèles sont plus précises en numérique : les points se font au pixel prêt. De plus il est possible de corriger la déformation optique, qui même si sur cette gamme d’optique n’est pas nettement visible, existe quand même.
  • On se passe de l’achat d’une optique onéreuse !

Les inconvénients :

  • dès lors qu’on passe à l’assemblage, il faut se munir d’une rotule panoramique et utiliser un trépied. Le trépied est guère un problème car d’une manière générale, on en a besoin lorsqu’on fait des photos avec une optique à bascule et décentrement.
  • Le temps d’assemblage peut être long, moins en temps machine qu’en temps humain.
  • La présence de personnages peut poser problème dès lorsqu’ils sont sur des zones de chevauchement entre deux images.

Bascule

Voyons pour les deux effets de Scheimpflug et Anti-scheimpflug

Scheimpflug

Pour résumer, l’idée du Scheimpflug est d’avoir une netteté plus grande en jouant sur la profondeur de champs.

L’usage des calques sur Photoshop pour augmenter la netteté pour des prises de vue studio / nature morte est courant, surtout avec une chambre numérique. En assemblant manuellement deux ou trois shoots sur une mise au point légèrement décalée, on récupère avec des masques d’opacités et pas mal de patience une netteté « uniforme ».

Il existe cependant des techniques permettant d’augmenter la netteté d’une image à partir de différentes mises au point, et qui proviennent d’algorithme … accrochez vous … de la photo panoramique ! Étonnant, non ?

Enfuse, logiciel permettant de faire du blending entre des images de différentes expositions, fait ça très bien. Tufuse, développé par Max Lyons (également auteur de PTAssembler), basé sur le même algorithme est également un bon candidat.

Pour que les images soient superposées au pixel près, il est recommandé de faire au préalable un alignement des images. Et cela se fait avec un logiciel d’assemblage, en générant des points de contrôle, puis en faisant un warp avec optimisant sur (et uniquement sur) l’angle de champ ( tout le monde suit ? ;-) )

Helicon Focus est un autre logiciel, payant contrairement aux deux premiers, permettant de faire la même chose, peut-être de façon plus ergonomique. ( Pour ceux qui n’ont pas suivi mon dernier paragraphe :-) )

Les avantages et les inconvénients de cette technique sont similaires au décentrement par traitement numérique : le temps passé pour générer une image peut être est prohibitif. Pour une grosse production, cette technique n’est pas très « rentable ». En revanche, cela peut dépanner ponctuellement.

Ces logiciels permettent, au final, d’avoir une profondeur de champs plus grande qu’on peut le faire avec une optique à bascule : une macro-photographie où tout est net est réalisable.

Anti-scheimpflug

Concernant l’effet anti-Scheimpflug, il peut être obtenu sur Photoshop ou autre logiciel de retouche. Beaucoup de tutoriaux existent sur internet pour reproduire cet effet. En voici un sur la boite à pixels.

Cependant, le flou sera quand même bien différent. Un flou optique est un flou qui se réalise dans l’espace (en 3D donc) alors que le flou numérique est un flou s’appliquant sur un plan (un espace 2D). Le flou différera d’autant plus que les objets seront en volume. Au delà de cet aspect dimensionnel, le flou optique est par nature différent d’un flou gaussien. Le premier résulte d’un ensemble de facteur (aberration, diffraction, profondeur de champ …) qui change selon chaque réglage (diaphragme notamment), chaque optique, chaque boitier… Ainsi chaque flou optique est singulier (il faut avoir l’œil, mais on reconnait assez bien les flous obtenues par des vielles optiques), alors que le flou gaussien n’est qu’une formule mathématique qui s’applique de façon uniforme à l’image.

Voilà donc pour ce petit tour d’horizon des différentes techniques permettant d’avoir les effets des optiques à bascules et à décentrement de façon numérique :-)

7 commentaires

  1. Philippe : site

    Merci beaucoup pour cette article très intéressant.
    Il existe un également un logiciel spécifique pour augmenter la profondeur de champ d’une image à partir de plusieurs photos dont la mise au point a été décalée progressivement, mais j’en ai oublié le nom. Peu importe, car je crois qu’il fait la même chose que photoshop mais à l’avantage d’être beaucoup moins onéreux..
    Concernant Enfuse, je l’utilise en plugin pour Lightroom (disponible sur http://www.photographers-toolbox.com/products/lrenfuse.php). c’est vrai qu’il donne un bon rendu assez naturel.
    Sais tu s’il est possible de redresser les perspectives comme tu l’as fait avec PTGui avec Autopano Giga ?
    A +

    11 mars 2010 à 9:10
  2. Nicolas Burtey : site

    La même chose est tout a fait faisable avec AutoPano Giga. PTGui n’était qu’un exemple, en fait tout logiciel de panorama se respectant peut redresser des perspectives !

    11 mars 2010 à 10:08
  3. Philippe : site

    Merci pour l’info, je vais essayer.
    Bonne journée

    11 mars 2010 à 10:22
  4. Vincent Ogloblinsky : site

    Article très intéressant.
    Je rajouterai que certains boitiers comme le 5D mark2 permettent de faire du focus stacking sans trop de difficulter. Soit avec un logiciel de contrôle externe, soit en utilisant un firmware modifié proposant cette option.

    12 mars 2010 à 10:14
  5. AlexandreJ : site

    OUi, c’est faisable et plus simple d’ailleurs sous Autopano Pro / Giga :
    Voir cette vidéo pour l’explication :
    http://www.autopano.net/wiki-fr/action/view/Redresser_un_panorama

    12 mars 2010 à 17:45
  6. Alexandre : site

    Waou quel article :)
    Bon même si j’aurai bien aimé avoir des exemples pour la Bascule :)
    Bonne journée,

    19 mars 2010 à 9:56
  7. Germain Thyssen : site

    Tu peux aussi combiner décentrement et assemblage, ce qui te permet de réaliser un panoramique sans rotation sur un point nodal .
    Un objectif comme le Zenitar 8 prévu pour le moyen format , plus sa bague de décentrement est peut-être une piste ?

    14 novembre 2010 à 6:07