dimanche 4 janvier 2015

Premiers pas dans la découverte de la photo panoramique.


Avant de se lancer dans l'achat de matériel hors de prix pour une tête panoramique, ou la construction maison d'un tel dispositif, je pense qu'avec quelques notions et un investissement modeste on peut déjà réaliser de beaux panoramiques.
Donc, ne cherchez pas ici d'étude de matériel avec renvoi d'angle pour faire des panoramiques à partir de photos prises en portrait.
Je vais essayer de faire simplement avec le minimum de matos et des photos prises en paysage.




Une bonne série de photo est la base d'un bon panoramique.

Je partirais donc de la base à ma disposition à savoir un pied photo, sa rotule et d'un appareil photo hybride.

Le gros avantage, que l'on va découvrir plus loin, de l'appareil hybride est sa compacité et, de fait, des besoins en matériel de déport de plus faible longueur.

Pour réaliser un bon panoramique il faut minimiser les sources pouvant générer des défauts d'assemblage.
Même s'il en existe certaines qui sont difficiles à gérer hors logiciel, tel que la déformation optique de l'objectif (déformation en barillet ou en coussinet) et d'autres qui le sont plus ou moins telles que des objets ou personnes en mouvement dans les zones de chevauchement, il en existe cependant que l'ont peut minimiser.
Une de celles-ci, que je n'ai pas respectée dans mon panoramique d'introduction et qui est visible, est de garder une exposition de lumière constante sur toute la série.
Une autre, que je vais détailler ici, est d'optimiser les repères d’alignement d'une photo à sa suivante.

Donc, un des secrets d'une bonne photo panoramique est le fait que le logiciel qui va assembler les photos aura les bons repères, d'une photo à sa suivante, pour réaliser un ajustement optimal.
Une bonne série de photos est donc primordiale pour ne pas induire des défauts d'assemblage.
Pour se faire il faut que les alignements soient retrouvés, d'une photo à l'autre, et ce n'est pas aussi évident que cela ne le laisse paraître.
Lorsque l'on fixe son appareil sur un pied photo, la rotation se fait généralement autour de ce point de fixation.
Or, si cette fixation permet de maintenir l'appareil immobile pour des pauses longues, elle n'est pas forcément positionnée au bon endroit pour la réalisation de panoramiques.

Attention, ceci n'est qu'un essai de vulgarisation et d'approche pratique sans aucune valeur de règle. Je suis conscient que je vais faire hurler les spécialistes de l'optique, si tant est qu'il y en ait un qui me lise, mais j'essaie juste, ici, de démocratiser une notion permettant de comprendre ce besoin qu'ont les réalisateurs de photos panoramiques d'ajuster leur appareil sur un pied. :p

Situation initiale.


Un bon schéma valant plus qu'un long discourt, je vais vous brosser rapidement le problème.

Partons d'une situation de départ où nous avons deux objets, un proche et un lointain, alignés en face de notre appareil.



Nous avons donc :
- une fixation sous le boîtier, généralement positionnée au-dessous de l'axe central et médian du capteur,
- une pupille d'entrée qui est le point, dans l'objectif, où les rayons allant de l'objet vers son image sur le capteur ne sont pas déviés,
- un objectif,
- un boîtier et son capteur,
- deux objets un proche et un lointain.
Le tout étant alignés.
Les deux objets étant alignés on ne voit, sur l'image, que celui se trouvant devant.

Qu'est-ce que la pupille d'entrée ?


La pupille d’entrée est souvent appelée, à tord du point de vue de l’optique, point nodal, car cette pupille se trouve sur le plan nodal dans les objectifs de formule optique symétrique. (?!£*µ#$?)

(?!£*µ#$?) Mais nous ne sommes pas ici dans un cours d’optique mais dans un essai de vulgarisation de cette notion. (Ouf !)

En résumé, il existe, dans nos objectifs, une pupille d’entrée (un point), variant en fonction de votre objectif et en fonction de la longueur de focale pour les zooms, qui respecte l’alignement entre un objet, la pupille et sa représentation sur le capteur.
Ce qu'il faut retenir est que l'on peut tracer une droite entre un objet et sa représentation sur le capteur qui passera forcément par la pupille d’entrée.

Au final, il suffira juste de savoir qu'elle existe mais, surtout, comment la trouver et l'utiliser !

But pour notre photo panoramique.


Donc, le but de notre démarche est que si nous pivotons à droite, ou à gauche, l'appareil pour prendre la photo suivante pour notre réalisation de panoramique, les deux objets restent alignés.
En effet c'est grâce à cela que le logiciel, qui va faire se chevaucher les photos, va réaliser le panoramique en se basant sur des repères fixes et sans générer d'aberration visuelle ou défaut d'assemblage.

Rotation sous le boîtier.


Que se passe-t-il si nous réalisons une rotation à partir de la fixation du boîtier.
Voilà le résultat sachant qu'un objet, la pupille d'entrée et son image sur le capteur sont forcément alignés, c'est à dire que l'on peut tracer une droite partant de l'objet, passant par la pupille d'entrée et qui ira directement à son image sur le capteur.



En conclusion pour ce montage, les objets n'étant plus alignés de la même manière d'une photo à sa suivante, l'assemblage par le logiciel générera forcément des défauts visuels.

Rq : Quand on tourne le boîtier à droite, la représentation de l'objet passe à droite sur le capteur car l'image est inversée entre la réalité et sa représentation sur le celui-ci (principe de l'optique). Elle est par la suite retournée pour être correctement présentée à l'utilisateur.

Exemple


La rotation se fait autour de l'axe rouge.

Les deux photos qui vont servir à l'assemblage, prises depuis le même point mais par rotation de l'appareil tel que présenté ci-dessus, sont les suivantes :


Le détail de la roue et de sa position par rapport au poteau du luminaire pour chacune d'elles sont :


Après assemblage le résultat est le suivant :


Le détail du poteau et de la roue :


En conclusion : Sur l'assemblage le poteau est déformé, n'est plus symétrique, la partie haute n'est plus alignée avec la partie basse qui a perdue de l'épaisseur et la roue est devenue ovoïde.
Ce mode est donc générateur d'aberration visuelle.

Rotation sous la pupille d'entrée.


Que se passe-t-il, maintenant si nous faisons pivoter l'appareil autour de la pupille d'entrée située dans l'objectif.


On remarque alors que les objets restent alignés et, de ce fait, que le logiciel aura de bons repères pour réaliser un chevauchement des photos sans défaut visuel.

Maintenant que nous avons compris ce principe il va falloir chercher un moyen pour trouver la position de cette pupille d'entrée sur notre objectif.
Le but est de reculer l'appareil pour faire correspondre l'axe de rotation du pied photo avec la pupille d'entrée de notre objectif.

Exemple


La rotation se fait autour de l'axe rouge.
L'appareil est reculé sur le plateau de manière à essayer de garder l'alignement entre la roue et le poteau que ces objets soient à droite ou à gauche de la photo.
Mon plateau n'est pas encore assez long mais permet de se rapprocher d'une rotation autour de la pupille d'entrée.

Les deux photos qui vont servir à l'assemblage, prises depuis le même point mais par rotation de l'appareil tel que présenté ci-dessus, sont les suivantes :


Le détail de la roue et de sa position par rapport au poteau du luminaire pour chacune d'elles sont :


Ce n'est pas encore le top, il me manque du recul sur la platine pour être au dessus de la pupille d'entrée et cela va se voir au montage.
Cependant je ne suis pas loin du matériel nécessaire et, contrairement à un Réflex où je serais encore loin du bon résultat, je m'en approche de très près. Je devrai donc pouvoir trouver la platine de la bonne longueur sur du standard sans devoir trop dépenser.

Après assemblage le résultat est le suivant :


Le détail du poteau et de la roue :



En conclusion : Sur l'assemblage le poteau a retrouvé sa symétrique, et son épaisseur.
Même si un défaut d'alignement est apparu sur la partie droite de la roue, il sera corrigé par l'utilisation d'une platine permettant de reculer l'appareil jusqu'à avoir une rotation pile sur la pupille d'entrée.
Ce mode minimise donc les aberrations visuelles.

Calcul de la position de la pupille d'entrée.


Pour ce faire nous avons deux solutions :

  1. Soit nous n'avons pas de platine coulissante et, avant d'acheter la platine adéquate, il va falloir calculer, de la manière la plus simple qu'il soit, la distance entre la pupille et la fixation du boîtier.
  2. Soit nous avons une platine coulissante assez longue pour évaluer la distance de déport de l'appareil par tâtonnement.

1- Dans le premier cas il suffit :
de repérer l'axe de rotation de l'appareil,
de poser l'axe de rotation de l'appareil sur ce repère
d'aligner deux objets à droites et deux objets à gauche de la photo
de tracer les deux lignes qui passent respectivement par les deux objets de droites et de gauches
de voir que l'intersection de ces deux lignes est forcément l'emplacement de la pupille d'entrée.
La distance entre l'axe de l'appareil et cette intersection est donc la distance de déport qu'il faudra apporter à l'appareil sur son support pour que la pupille d'entrée se retrouve au dessus de l'axe de rotation. Il faudra alors chercher une platine support permettant d'y fixer l'appareil et de le reculer, sur le pied, de cette distance.

2- Dans le second cas il suffit :
d'avoir deux objets, un proche et un lointain,
ces deux objets étant alignés à gauche de la photo.
On va alors pivoter l'appareil pour amener ces deux objets sur le côté droit de la photo.
On cherchera alors la position de l'appareil, en reculant par glissement de la platine sur son support et en ajustant l'appareil, jusqu'à ce que ces deux objets soient de nouveau alignés sur ce côté de la photo.
Une fois cette position détectée on pourra la repérer sur notre platine et serrer le montage.

Le matériel ici utilisé ne m'a permis qu'un recul d'environ 5 centimètres.
D'après mes calculs :


il me faudrait, grâce à la compacité de l'hybride, un recul d'environ 7 centimètres.
Pour, un peu plus d'une trentaine d'euro, une platine du type "QS-48PF" (je n'ai pas donné la marque :p ) devrait me permettre d'atteindre le recul nécessaire. Rien à voir avec le prix d'une rotule panoramique...


Référence :
Pour ceux qui voudraient aller plus loin, il existe une très bonne référence sur le sujet sur :

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