24 novembre 2011

Focus stacking 1

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/Focus_stacking_Tachinid_fly.jpg
Source wikimedia
La macro photographie nous montre des détails incroyables. Mais ces prises de vue souffrent d’une limitation technique : la faible profondeur de champs. En effet, les lois de l’optique font que la profondeur de champ diminue quand le grandissement augmente. Avec un objectif macro comme le Canon MP-E 65 on peut faire varier le grandissement de 1 à 5. Au grandissement maximal (5x) la profondeur de champs varie entre 0.05mm et 0.27mm. Au grandissement minimal (1x) la profondeur de champs varie de 0.4 à 2.25 mm.

On s’en sort tant bien que mal pour photographier des objets plats et parallèles au plan image (le capteur). Mais dès que l’objet a un relief supérieur à 2mm et/ou n’est pas parallèle au capteur on ne peut pas tout avoir net sur la même photo.

Heureusement, le numérique permet de résoudre des problèmes qui n'avaient pas de solution avec l’argentique. Les panoramas, les photos à haute dynamique (HDR) et  la macro en sont les exemples les plus flagrants.

Dans le cas de la macro il existe des logiciels de « Focus Stacking » qui permettent de créer une image entièrement nette à partir d’un groupe de photos dont chacune est nette sur une partie différente de l’objet.

Cette fonction fait partie de PhotoShop depuis la version 11 CS4. Un des points forts de PhotoShop est qu’il peut travailler sur les fichiers RAW directement. Il existe aussi un logiciel gratuit : CombineZP.
Mais quel que soit le logiciel les prises de vue doivent être parfaites.
  • Réglage de l’ouverture. Il est impératif d’avoir les caractéristiques de l’objectif afin de l’exploiter dans la zone où il est le plus performant. Attention on ne recadre pas entre chaque photo pour avoir le net au centre ! Certaines photos seront retenues dans le résultat final pour leur partie nette qui sera en bordure. Il faut donc que les caractéristiques sur les bords soit très acceptables.
    Par exemple, pour les objectifs macro de Canon (EF 100mm f/2.8 et MP-E 65mm f/2.8 1-5x), il faut rester entre f/4 et f/8 avec un optimum à f/5.6. 
  • Réglage de la sensibilité. Il est important de savoir à partir de quand le bruit apparait pour se tenir en dessous.
  • Le temps d'exposition est déterminé expérimentalement suivant la part que l’on veut donner à l’éclairage naturel.
  • L’appareil réglera le flash. (Quand c'est possible je declenche au second rideau)
Avec des profondeurs de champs aussi faibles il est absolument impensable de toucher à l’appareil entre deux photos. Pour éviter cela j’utilise le logiciel Canon EOS Utility (livré avec le 5D MK2) qui permet de piloter l’appareil à distance via le câble usb. Les avantages sont les suivants :
  • Réglages de tout sans toucher l’appareil.
  • Prévisualisation de l’image sur l’écran du PC.  On peut mieux juger de la mise au point.
  • Pour permettre la prévisualisation l’appareil est mis en mode live-view. Dans se mode (consommateur de batterie) le miroir est maintenu en position levée. L’avantage est qu’au déclenchement il y aura moins de vibrations puisque miroir est déjà levé.

Les prises de vue s’effectue ainsi : (Pour un usage avec le rail StackShot voir cette page)
  1. Comme on travaille en manuel ou en priorité à l’ouverture tous les réglages de l’appareil sont accessibles. Il faut vérifier qu’ils sont tous corrects.
  2. Faire une première mise au point sur la partie la plus proche du sujet.
  3. Procéder aux réglages cadrage/flash/temps d’expo.
  4. En partant de la mise au point sur la partie la plus proche de l’objet, et avec le réglage de la mise au point via le logiciel, on compte combien de ‘pas’ de mise au point il faudra faire pour couvrir tout le sujet.
  5. Revenir à la mise au point de départ.
  6. Enchainer, sans toucher à rien (sauf la souris !) : déclencher, déplacer la mise au point, déclencher, déplacer la mise au point ect… autant de fois que prévue a l’étape #4.
Variante 1 : Au lieu de changer la distance de mise au point entre chaque photo, on peut faire avancer l’appareil. Malheureusement avancer l’appareil de 1/10eme de millimètre entre chaque photo est impossible. La solution est alors le rail macro, à condition qu’il soit fixé sur un support très stable. En fixant l'appareil sur le rail il faut s'assurer que l'axe de déplacement du rail soit parallèle à l'axe optique.

Variante 2 : Au lieu de changer la distance de mise au point ou de déplacer l'appareil, on peut déplacer l’objet. Bien souvent il est moins lourd que le boitier + objectif + flash. Mais la précision requise est  toujours de l'ordre du 1/10eme de millimètre et la solution est toujours le rail, mais avec la contrainte du poids en moins. Il est impératif que le déplacement de l'objet se fasse suivant l'axe optique.

Dans l'absolu théorique le deplacement de l'appareil, ou du sujet, est préférable à la modification de la distance de mise au point. Mais les photos prises ainsi nécessitent systématiquement un réalignement puisque le cadrage change à chaque vue. Dans la pratique on utilise ces variantes uniquement quand il n'est pas possible de télécommander la mise au point de l'objectif. C'est le cas avec l'objectif MP-E 65mm. (M pour Manuel)

Si tout s’est bien passé on a un ensemble de photos (de 2 ou 3 à plus d'une dizaine) prêt à être importé dans un logiciel pour effectuer le focus-stacking.
 

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