Empilement de mise au point et profondeur de champ
L'empilement de mise au point (focus stacking) est une technique puissante pour étendre la profondeur de champ apparente d'une photo. Elle est peut-être plus utile en photographie de proximité et macro, car le diaphragme maximal de l'objectif est souvent insuffisant pour rendre tout net. Elle peut même surmonter la perte de netteté inévitable due à la diffraction. Cependant, l'empilement de mise au point est une technique assez complexe à maîtriser. Continuez votre lecture pour en savoir plus sur cet outil puissant.
Photo prise en pleine lune au sommet du Clare Bridge à Cambridge, Angleterre.
Deux distances de mise au point ont été utilisées : une pour la sphère et l'autre pour l'arrière-plan.
Quand utiliser l'empilement d'images
Lorsqu'un photographe a besoin de plus de profondeur de champ, il augmente généralement le diaphragme de son objectif. Bien que ce soit une technique simple et efficace, choisir un diaphragme plus élevé a aussi ses inconvénients. Cela augmente le temps d'exposition nécessaire, et dans les cas extrêmes, cela peut aussi réduire la netteté de l'image en raison de la diffraction. De plus, on pourrait souhaiter une profondeur de champ supérieure à ce que le diaphragme maximal d'un objectif particulier peut fournir. Voici des scénarios spécifiques :
photo macro par Piotr Naskrecki
- Photographie de paysage : on peut souhaiter obtenir une vaste profondeur de champ, tout en évitant la mollesse au plan focal due à la diffraction. Cela peut permettre un tirage beaucoup plus grand et plus net que ce qui serait autrement possible.
- Photographie macro : on peut souhaiter obtenir une plus grande profondeur de champ que ce qui est autrement réalisable avec le diaphragme maximal de l'objectif (souvent f/22 ou f/32 avec les reflex).
- Photographie en basse lumière : on peut vouloir éviter un temps d'exposition prohibitivement long. Alternativement, on peut souhaiter figer le mouvement dans une partie de l'image (comme avec un sujet en mouvement), mais aussi préserver une profondeur de champ expansive dans d'autres parties de la photo (sans recourir au flash).
Quelle est la solution ? Combiner plusieurs images séparées (alias « empilement d'images »). Cela évite de nombreux inconvénients d'un diaphragme trop élevé, tout en conservant l'avantage d'une grande profondeur de champ. Dans cet article, nous nous concentrerons sur un type d'empilement d'images qui fusionne plusieurs photos prises à différentes distances de mise au point — produisant un composite unique à profondeur de champ étendue (alias « focus stacking »). Dans la deuxième partie de ce tutoriel, nous nous concentrerons plutôt sur l'empilement d'images prises à différents diaphragmes.
Vue d'ensemble
L'empilement de mise au point fonctionne en trois étapes générales :
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- Plusieurs photos sont prises en incrémentant progressivement la distance de mise au point sur le sujet. Le nombre de photos séparées va de quelques-unes (pour deux couches distinctes de sujet) à plusieurs dizaines (pour des scènes vastes). En général, il faut éviter les sujets en mouvement.
- Ces photos sont ensuite alignées pour que leur contenu se superpose pixel par pixel. Cette étape est nécessaire même en utilisant un trépied, car changer la distance de mise au point cause toujours un désalignement (plus de détails plus loin).
- Une image composite est ensuite créée basée sur les zones les plus nettes de chacune de ces photos séparées. Si le sujet est composé de seulement quelques couches distinctes (comme l'exemple de la sphère ci-dessus), cela peut être fait manuellement avec des masques de calque. Sinon, Adobe Photoshop CS4+ ou des logiciels spécialisés comme Helicon Focus, TuFuse ou CombineZM sont requis.
ÉTAPE 1 : CAPTURER LES PHOTOS
La décision la plus importante avec l'empilement de mise au point est de choisir combien de photos prendre. Cela est influencé par les facteurs suivants :
| Nombre requis de photos empilées | |
|---|---|
| Lorsque le nombre de couches du sujet augmente . . . | Augmente |
| Lorsque le diaphragme (f-stop) augmente . . . | Diminue |
| Lorsque le grossissement du sujet augmente . . . | Augmente |
| Lorsque la taille d'impression/image augmente . . . | Augmente |
En d'autres termes, tous les mêmes principes qui s'appliquent à la profondeur de champ s'appliquent ici aussi. Si votre sujet s'étend sur une grande distance et que vous prévoyez un grand tirage, vous aurez besoin d'un diaphragme élevé pour obtenir une profondeur de champ suffisante. La seule différence est que vous avez maintenant un réglage de plus sous votre contrôle : le nombre d'images empilées. Par exemple, vous pouvez maintenant vous contenter d'un diaphragme plus bas si vous empilez plus d'images (ou vice versa).
On pourrait estimer le nombre de photos par une formule, mais il est probablement préférable de développer une intuition pour savoir combien vous en aurez besoin. Si vous aviez presque assez de profondeur de champ sans focus stacking, commencez par empiler juste 2-3 images avec des distances de mise au point espacées uniformément sur votre sujet, puis voyez le résultat. L'essentiel est d'expérimenter beaucoup au début. Dans l'exemple ci-dessous, on peut voir que trois photos seront suffisantes tant que l'image n'est pas affichée plus grande que ce qui est montré ici :
Note : Les photos ci-dessus ont été pré-alignées pour faciliter la comparaison de la profondeur de champ.
Avant alignement, l'image de gauche était légèrement plus grande que celles du milieu et de droite
(voir l'étape 2 pour plus de détails sur ce sujet).
Espacement optimal des distances de mise au point. L'essentiel est de s'assurer que la profondeur de champ de chaque photo suivante chevauche la profondeur de champ de la photo précédente. Ainsi, aucune mollesse ne sera présente dans le composite final. Des distances de mise au point plus rapprochées produisent souvent une netteté plus cohérente et naturelle, mais cela prend plus de temps à capturer et nécessite plus d'espace de stockage, alors essayez d'éviter d'en faire trop.
Soyez particulièrement prudent pour éviter la profondeur de champ en vague qui peut résulter de distances de mise au point trop espacées (comme montré dans l'exemple à gauche). Comme vous pouvez le voir, si l'exemple ci-dessus utilisait un diaphragme plus bas, plus d'images devraient être empilées. Essayez aussi d'utiliser la fonction « live view » de l'écran LCD arrière de l'appareil pour un espacement plus cohérent des distances de mise au point. Pour des empilements avancés, vous pourriez vouloir connecter votre appareil à un ordinateur portable (si supporté) pour voir un aperçu agrandi et contrôler la distance de mise au point avec précision.
Si votre sujet s'étend sur toute la distance de votre appareil à l'arrière-plan lointain, vous devrez vous assurer que vous avez choisi une plage de distances de mise au point qui rend tout cela net. Dans ce cas, la technique de focus stacking doit vraiment être une approche « tout ou rien », sinon les sujets peuvent être rendus avec une profondeur de champ non naturelle et abrupte. Le seul moment où vous pouvez vous contenter de quelques distances de mise au point est lorsque votre sujet est composé de couches distinctes (comme l'exemple de la sphère au début).
Diaphragme optimal. L'utilisation de valeurs de diaphragme plus élevées permet des distances de mise au point plus espacées, mais cela peut aussi diminuer la netteté de l'image finale. C'est généralement une bonne idée de choisir le diaphragme le plus élevé possible sans induire de mollesse visible due à la diffraction. En cas de doute, des valeurs de f/11-f/16 fonctionnent souvent très bien avec les reflex.
ÉTAPE 2 : ALIGNER LES PHOTOS
Contrairement à l'extension de la profondeur de champ en variant le diaphragme, varier la distance de mise au point cause un désalignement de chaque photo individuelle. C'est parce que la focale effective d'un objectif change légèrement quand on modifie la distance de mise au point (voir tutoriel sur les objectifs macro et les bagues d'extension). En conséquence, l'angle de vue change aussi — donnant aux images l'apparence de zoomer ou dézoomer quand on fait le point près ou loin, respectivement :
| Distance de mise au point plus proche (angle de vue plus étroit) |
Distance de mise au point plus lointaine (angle de vue plus large) |
Un logiciel spécial doit donc réaligner (alias « register ») les images séparées. Les logiciels nécessaires peuvent inclure TuFuse, Helicon Focus, CombineZM ou une combinaison des fonctions Auto-Merge et Auto-Align d'Adobe Photoshop. Heureusement, tous produisent des résultats très similaires lors de l'alignement des images. Dans Photoshop, vous pouvez utiliser soit « Fichier > Automatiser > Photomerge... » soit « Édition > Alignement auto des calques... » comme montré :
... OU ...
Si vous utilisez Photomerge, vous pouvez effectuer les étapes 2 et 3 en même temps si vous cochez aussi la case « Fusionner les images ». Si les photos ont été prises sur un trépied (comme elles le devraient), il est préférable d'utiliser l'option « Collage » (montrée à droite). Si vous utilisez un autre logiciel, cela équivaut à s'assurer que le logiciel ne repositionne et ne redimensionne que les images lors de l'alignement.
Si vous utilisez « Fusion auto des calques », vous devrez d'abord vous assurer que toutes vos photos sont déjà collées les unes sur les autres en tant que calques dans Photoshop.
ÉTAPE 3 : FUSION ET MÉLANGE DES PHOTOS
La fusion des images nécessite de déterminer quelle photo empilée contient la représentation la plus nette de chaque région de l'image. Dans l'exemple ci-dessous, un logiciel a été utilisé pour sélectionner et fusionner uniquement les parties les plus nettes de chacune des trois distances de mise au point :
Focus :
| Proche | Moyenne | Lointaine |
Portion la plus nette →
Composite final
Malheureusement, la qualité de la fusion/mélange peut varier considérablement selon le logiciel d'empilement d'images utilisé. Avec un sujet simple ayant des couches bien définies (comme l'exemple ci-dessus), les résultats seront probablement similaires. Cependant, chaque fois que les couches sont irrégulières et fortement entrelacées, les résultats peuvent varier dramatiquement. Vous pouvez toujours modifier manuellement quelle photo contribue où, mais cela peut être très chronophage. Il est donc recommandé d'expérimenter d'abord avec les versions d'essai de n'importe quel logiciel que vous envisagez.
Dans Photoshop, si vous avez déjà utilisé Photomerge pour aligner les images à l'étape 2 ci-dessus, ces photos ont peut-être déjà été fusionnées si la case « fusionner les images » était cochée. Sinon, vous pouvez les fusionner comme suit :
(1) Sélectionner les photos en calques
(2) Aller dans « Édition > Fusion auto des calques... »via le menu principal,
puis cocher « Empiler les images. »
Calques résultants
Vous vous retrouverez avec des masques de calque pour chaque photo empilée (image à l'extrême droite ci-dessus), donc tout ce que vous avez à faire est d'aplatir l'image (sélectionner tous les calques et aller dans « Calque > Aplatir l'image ») et vous obtiendrez une photo nette à profondeur de champ étendue. Par sécurité, assurez-vous d'inspecter de près le résultat final et d'éditer les masques de calque si nécessaire.
FOCUS STACKING : LIMITES ET ALTERNATIVES
Le focus stacking est une technique incroyablement puissante, mais elle a définitivement des inconvénients :
- Elle peut être très chronophage.
- Elle nécessite généralement que le sujet soit immobile.
- Elle peut nécessiter un dispositif de mise au point de précision (comme un rail de mise au point) quand un grand nombre de photos doivent être empilées (comme en macro extrême).
- Elle nécessite un logiciel spécialisé pour aligner et fusionner/mélanger les photos.
Deux excellentes alternatives incluent :
- Étendre la profondeur de champ en empilant des images prises à différents diaphragmes
C'est plus simple que le focus stacking car chaque image n'a pas besoin d'être alignée, bien qu'elle ne puisse pas étendre la profondeur de champ autant. - Utiliser les mouvements de décentrement avec un objectif tilt-shift pour repositionner la profondeur de champ.
Cela peut capturer des sujets en mouvement, mais est limité aux situations où le sujet se trouve le long d'une région en forme de coin.
