Objectifs à décentrement/bascule (Tilt-Shift) : contrôle de la perspective
Les objectifs tilt-shift permettent aux photographes de transcender les restrictions normales de profondeur de champ et de perspective. Beaucoup de tours d'optique qu'ils autorisent ne pourraient pas être reproduits numériquement — les rendant indispensables pour certains paysages, architecture et photo de produit. Cette première partie traite de la fonction de décentrement (shift), pour le contrôle de perspective et les panoramas sur reflex numériques. La seconde partie se concentre sur l'utilisation de la bascule (tilt) pour contrôler la profondeur de champ.
Vue d'ensemble : mouvements tilt-shift
Les mouvements de décentrement (shift) permettent au photographe de décaler la position du cercle d'image de l'objectif par rapport au capteur. Cela signifie que le centre de perspective de l'objectif ne correspond plus au centre de perspective de l'image, produisant un effet similaire à n'utiliser qu'un recadrage latéral d'un objectif grand-angle correspondant plus large.
Les mouvements de bascule (tilt) permettent au photographe d'incliner le plan de netteté maximale pour qu'il ne soit plus perpendiculaire à l'axe de l'objectif. Cela produit une profondeur de champ en forme de coin dont la largeur augmente avec la distance. L'effet de bascule n'augmente donc pas nécessairement la profondeur de champ — il permet juste au photographe de personnaliser son emplacement pour mieux convenir au sujet.
Concept : cercle d'image de l'objectif
L'image capturée par votre capteur est en fait un recadrage rectangulaire central de l'image circulaire capturée par votre objectif (le « cercle d'image »). Avec la plupart des objectifs, ce cercle est conçu pour s'étendre juste au-delà de ce dont le capteur a besoin. Les objectifs à décentrement, par contraste, projettent un cercle d'image bien plus grand qu'ordinaire — permettant au photographe de « décentrer » ce cercle pour capturer sélectivement une portion rectangulaire donnée.
Objectif ordinaire
| Appliquer décentrement : | Gauche | Droite |
Objectif capable de mouvements de décentrement
Comparaison montrée pour 11 mm de décentrement sur reflex 35 mm ; les cercles d'image réels seraient plus grands par rapport au capteur pour les appareils à facteur de recadrage (voir tutoriel sur les tailles de capteurs).
Le décentrement a deux usages principaux : permettre aux photographes de changer la perspective ou d'étendre l'angle de vue (en utilisant plusieurs images). Les techniques pour chacun sont discutées dans les sections suivantes. L'exemple ci-dessus serait plus utile pour créer un panorama car l'objectif téléobjectif moyen crée une perspective plate.
La capacité de décentrement apporte un avantage supplémentaire : même sans décentrement, ces objectifs ont généralement une meilleure qualité d'image aux bords du cadre — similaire à l'utilisation d'objectifs plein format 35 mm sur appareils à facteur de recadrage. Cela signifie moins de mollesse et de vignettage, avec potentiellement moins de distorsion prononcée.
D'un autre côté, un objectif capable de décentrement doit être bien plus grand et lourd qu'un objectif classique comparable, à focale et ouverture max égales. Les décentrements extrêmes exposeront aussi des zones du cercle d'image à qualité optique inférieure, mais cela peut ne pas être pire que ce qui est toujours visible avec un objectif ordinaire. De plus, un tilt-shift 24 mm est optiquement similaire à un 16 mm ordinaire du fait d'un cercle d'image de taille similaire. Ce 24 mm tilt-shift sera donc probablement surpassé en qualité optique par un 24 mm ordinaire, car les grands-angles ont généralement une qualité optique inférieure.
Mouvements de décentrement pour contrôle de perspective
Le décentrement est typiquement utilisé pour le contrôle de perspective afin de redresser les lignes verticales convergentes en photo d'architecture. Quand l'appareil est visé directement sur l'horizon (point de fuite ci-dessous), les lignes verticales parallèles en vrai restent parallèles à l'impression :
Les verticales convergentes apparaissent chaque fois que l'objectif (centre du cercle d'image) est visé loin de l'horizon. L'astuce avec un objectif décentré est qu'il peut capturer une image située principalement au-dessus ou en-dessous de l'horizon — même si le centre du cercle d'image reste sur ou près de l'horizon. Cet effet change la perspective.
| Objectif ordinaire | Objectif décentré pour contrôle de perspective |
L'objectif décentré donne à l'architecture bien plus de proéminence et la fait paraître plus imposante — comme en vrai. Cet effet est très utile quand on ne peut pas s'éloigner suffisamment d'un bâtiment pour lui donner cette perspective (cas typique : photographier des bâtiments depuis le côté d'une rue étroite).
Notez que dans l'exemple ci-dessus, le point de fuite n'a pas été placé directement sur l'horizon, donc les verticales ne sont pas parfaitement parallèles (bien que bien plus qu'avec l'objectif ordinaire). Souvent, un léger convergence est souhaitable, car des verticales parfaitement parallèles peuvent parfois paraître surjoué et irréaliste.
Un effet de perspective similaire pourrait être obtenu avec un objectif ordinaire et des techniques numériques. Une façon serait d'utiliser un grand-angle plus large et de ne tirer qu'un recadrage de cette image, mais cela sacrifie une partie substantielle des mégapixels.
Une seconde façon serait d'étirer l'image de l'objectif ordinaire ci-dessus avec le contrôle de perspective de Photoshop (pour lui donner la forme d'un trapèze inversé).
La seconde méthode conserve plus de résolution, mais produirait une image dont la résolution horizontale diminue progressivement vers le haut. Dans les deux cas, l'objectif décentré donne généralement la meilleure qualité.
Note technique : on demande souvent si le contrôle de perspective numérique atteint une qualité similaire à l'objectif décentré. Bien que les techniques numériques ci-dessus sacrifient clairement de la résolution, la question est de savoir si c'est nécessairement pire que le ramollissement causé par l'utilisation du bord du cercle d'image pour un tilt-shift optiquement médiocre. Dans mon expérience, l'objectif décentré est visiblement meilleur avec les Canon 45 mm et 90 mm tilt-shift. Le Canon 24 mm tilt-shift est plus limite ; si les aberrations chromatiques sont correctement supprimées, je trouve encore l'objectif décentré un peu meilleur.
Mouvements de décentrement pour panoramas sans couture
On peut créer des panoramas numériques en utilisant une séquence de photos décentrées. Cette technique a l'avantage de ne pas déplacer le centre optique de l'objectif, ce qui évite d'avoir à utiliser une tête panoramique pour prévenir l'erreur de parallaxe avec les sujets de premier plan. Un autre bénéfice potentiel : la photo composite finale conserve la perspective rectiligne de l'objectif original.
Les objectifs Canon et Nikon peuvent décentrer jusqu'à 11 mm et 11,5 mm respectivement, ce qui décrit de combien l'objectif peut physiquement bouger par rapport au capteur (dans chaque direction). Comme chaque objectif peut pivoter sur son axe, ce décentrement peut être appliqué dans deux directions :
Panorama par décentrement horizontal en orientation paysage :
Plein format 35 mm : Augmentation surface : 60% | Ratio d'aspect : 2,42:1
Capteur 1,6× crop : Augmentation surface : 100% | Ratio d'aspect : 3:1
Grand-angle par décentrement horizontal en orientation portrait :
Plein format 35 mm : Augmentation surface : 90% | Ratio d'aspect : 1,28:1
Capteur 1,6× crop : Augmentation surface : 150% | Ratio d'aspect : 1,66:1
note : tous diagrammes à l'échelle pour 11 mm décentrement ; augmentations arrondies au 5% près
Remarquez comme les capteurs recadrés ont plus à gagner du décentrement que les plein format. Pour les panoramas, on obtient des ratios d'aspect dramatiquement larges de 2:1 et 3:1 pour plein format et capteurs recadrés respectivement, avec substantiellement plus de résolution. Beaucoup d'autres combinaisons d'orientation, direction de décentrement et taille de capteur peuvent être explorées avec le calculateur de la section suivante.
Le décentrement peut aussi s'utiliser dans d'autres directions qu'haut-bas ou gauche-droite. L'exemple ci-dessous illustre toutes les combinaisons de décentrement par incréments de 30° pour un capteur plein format 35 mm en orientation paysage :
Passez la souris pour voir les contours de cadre pour chaque combinaison de décentrement.
Mégapixels de l'image ci-dessus augmentés de 3× par rapport à une photo unique ; si 1,6× CF ce serait 5×.
Une fois capturées, l'assemblage est plus simple car chaque photo n'a pas à être corrigée pour perspective et distorsion d'objectif, et le vignettage ne sera pas inégal entre images. Photoshop ou un autre logiciel de retouche basique pourrait donc être utilisé pour superposer les images et aligner manuellement. Assurez-vous d'utiliser une exposition manuelle ou fixe car le vignettage peut faire exposer les photos décentrées plus que la photo non décentrée — même avec une petite ouverture. Cela se produit car la mesure TTL (through-the-lens) de l'appareil est basée sur des mesures à pleine ouverture (plus petit nombre f), pas sur l'ouverture utilisée pour l'exposition.
Alternativement, on pourrait utiliser un logiciel d'assemblage photo sur une série de photos décentrées pour créer un panorama à contrôle de perspective. Un tel panorama nécessiterait que l'objectif soit décentré soit vers le haut soit vers le bas, et reste dans cette position pour chaque angle d'appareil composant le panorama.
Calculateur Tilt-Shift
Le calculateur ci-dessous calcule l'angle de vue englobé par les mouvements de décentrement en directions haut-bas ou gauche-droite, avec d'autres valeurs pertinentes. Il est plus destiné à donner un meilleur sens des chiffres du décentrement qu'à être utilisé sur le terrain. Ainsi, quand votre objectif a des repères pour 5 et 10 mm de décentrement, vous devriez mieux visualiser l'impact sur l'image finale. Le diagramme dans le calculateur (à droite) s'ajuste dynamiquement pour illustrer vos valeurs.
La sortie « focale si photo unique » vise à donner une idée de la focale requise, avec une photo non décentrée, pour englober tout l'angle de vue décentré. On voit ainsi que le cercle d'image d'un tilt-shift 45 mm couvre en fait un angle de vue comparable à un 28 mm grand-angle ordinaire.
Objectifs Tilt-Shift Nikon & Canon disponibles
Canon a quatre et Nikon trois modèles tilt-shift grand public :
| Objectifs Tilt-Shift Canon | Objectifs Tilt-Shift Nikon |
|---|---|
| Canon 17 mm TS-E f/4L | |
| Canon 24 mm TS-E f/3.5L II | PC-E Nikkor 24 mm F3.5D ED |
| Canon 45 mm TS-E f/2.8 | PC-E Nikkor 45 mm F2.8D ED |
| Canon 90 mm TS-E f/2.8 | PC-E Nikkor 85 mm F2.8D ED |
Les calculs et diagrammes ci-dessus ont été conçus pour représenter la gamme de mouvements tilt et shift pertinents pour ces objectifs sur formats 35 mm et recadrés.
Note : ce tutoriel ne traite que de la fonction shift ; pour la partie 2 voir :
Objectifs Tilt-Shift : Utiliser la bascule pour contrôler la profondeur de champ
Alternativement, pour une vue d'ensemble des objectifs ordinaires :
Comprendre les objectifs d'appareil : Focale et Ouverture