Empilement d'images : combiner plusieurs ouvertures (f-stops)
L'empilement d'images (image stacking) est une technique puissante pour améliorer la qualité d'une photographie. Ce tutoriel aborde une méthode consistant à empiler des images prises à différentes ouvertures (f-stops) afin de surmonter le flou dû à la diffraction et/ou d'améliorer la netteté dans les coins, tout en conservant une très grande profondeur de champ. On parle d'« empilement par f-stop » (f-stop stacking). Cette technique est particulièrement utile en photographie de paysage et reste l'une des plus simples à mettre en œuvre.
Exemple : profondeur de champ étendue
En résumé, voici le principe : plusieurs photos sont prises à différentes ouvertures, puis une image finale est composée en ne conservant que les zones les plus nettes de chaque cliché. Le résultat est une photographie avec une profondeur de champ étendue qui paraît naturelle, car la netteté diminue toujours progressivement à mesure qu'on s'éloigne du point de mise au point, mais de façon moins prononcée :
| Choisir : | f/11 | f/22 | Profondeur de champ étendue |
Fairy Falls, parc d'État de Columbia River Gorge, Oregon, USA.
Les galets au premier plan sont à seulement 15-30 cm de l'objectif.
Images prises avec un Canon EOS 5D Mark II (21,1 Mpx) et un objectif 17-40 mm f/4L à 17 mm.
Dans l'exemple ci-dessus, notez que le centre paraît plus net à f/11, tandis que les galets au premier plan sont bien plus nets à f/22. À une certaine distance, les objets apparaissent aussi nets sur les deux photos. C'est là qu'il faut placer la transition (fusion) entre les images. Dans cet exemple, la transition se situe approximativement à mi-hauteur entre le bas de l'image et la base de la cascade :
Pour fusionner les images dans Photoshop, procédez comme suit :
- Collez une photo par-dessus l'autre (comme illustré ci-dessus, en haut à droite).
- Créez un masque de fusion pour la photo du dessus (bouton cerclé en rouge).
- Sélectionnez le masque nouvellement créé (clic gauche sur le masque en maintenant la touche ALT).
- Peignez en noir les zones moins nettes que la couche du dessous.
La même procédure fonctionne avec n'importe quel logiciel de retouche gérant les calques. Faites suivre le masque les contours naturels de l'image pour que la transition reste invisible. Dans l'exemple, la transition suit l'eau lisse juste au-dessus d'une rangée de galets.
L'exemple de la cascade bénéficiait d'une transition progressive du premier plan vers l'arrière-plan ; d'autres scènes peuvent présenter des objets entrelacés (branches d'arbres, etc.), rendant le placement de la transition bien plus délicat. Si votre intention artistique le permet, essayez d'éviter les superpositions complexes de plans si vous prévoyez d'utiliser cette technique.
Sélection automatique des zones les plus nettes
Vous pouvez aussi utiliser des logiciels spécialisés pour sélectionner automatiquement les zones les plus nettes de chaque photo (TuFuse, Helicon Focus, etc.). Dans Photoshop, placez chaque exposition sur un calque distinct, puis choisissez Édition > Fusion automatique des calques… dans le menu principal :
Si vos photos n'ont pas été prises sur trépied stable, commencez par Aligner automatiquement les calques…. Une fois la fusion terminée, vous obtiendrez deux masques de fusion :
Toutefois, l'eau courante de cet exemple trompe Photoshop. L'exposition plus longue à f/22 rend l'eau plus lisse, ce que Photoshop interprète à tort comme un défaut de netteté. Heureusement, les deux expositions sont assez longues pour que l'eau ait un aspect similaire (sinon l'image composite présenterait une eau inégale). D'autres sujets peuvent poser problème, il est donc toujours recommandé de vérifier le résultat et de retoucher le masque si nécessaire. Les sujets simples ou statiques donnent souvent d'excellents résultats sans intervention.
On obtient souvent une profondeur de champ plus réaliste en fusionnant plus de deux ouvertures différentes. C'est là que la fusion automatique de Photoshop est la plus utile. Dans l'exemple de la cascade, l'ajout d'une ouverture intermédiaire (f/16) a amélioré le résultat.
Améliorer la netteté dans les coins
Dans le tutoriel sur la qualité des objectifs, nous avons vu que le centre d'une image a toujours le potentiel d'être le plus net (lorsque la mise au point est correcte), mais que la netteté chute drastiquement vers les coins :
Cette mollesse dans les coins n'a rien à voir avec la profondeur de champ ; dans l'exemple ci-dessus, les deux photos montrent des objets à distance similaire. Elle est due uniquement à la conception de l'objectif. Pour un objectif donné, la seule façon de réduire cette mollesse en bordure est d'utiliser une ouverture plus fermée (f-stop plus élevé). Cependant, à très hauts f-stops, ce gain en netteté des coins se paie par une perte de netteté au centre :
Survolez l'une ou l'autre image pour revenir à f/11 et comparer directement.
On voit que le coin extrême est bien plus net à f/22, même si le centre devient plus mou. Les résultats varient selon le couple boîtier/objectif. Testez différents réglages. La différence sera plus marquée avec les ultra-grand-angles et les capteurs plein format (non « crop »).
Pour combiner les images, utilisez les techniques d'empilement manuel ou automatique décrites dans les deux sections précédentes.
Profondeur de champ extrême tout en figeant le mouvement
Autre application de la technique d'ouverture variable : la photographie en basse lumière, lorsqu'on veut figer un sujet en mouvement tout en conservant la netteté sur toute la profondeur. À Cambridge, j'ai souvent essayé de photographier des cygnes glissant sur la rivière la nuit, sans flash.
Dans l'exemple ci-contre, la mise au point était faite sur la rive opposée. Au passage des cygnes, l'appareil sur trépied a d'abord pris une photo à la plus grande ouverture (f/2,8 ici), donnant un temps de pose de 0,5 s, suffisant pour figer le lent déplacement des cygnes. Puis l'ouverture a été fermée à f/16 pour une pose de 16 s de la même scène. Les deux images ont été fusionnées par masques, comme décrit plus haut.
Cependant, aux basses ouvertures, la luminosité chute vers les bords du cadre (vignettage), ce qui crée des problèmes pour l'empilement par f-stop. L'image combinée peut présenter des variations brusques de luminosité. Deux solutions : (i) utiliser une transition très progressive entre les photos, ou mieux, (ii) corriger le vignettage avant la fusion (via Camera RAW d'Adobe Photoshop, par exemple).
Limites et alternatives
L'empilement par f-stop est un excellent outil, mais il a un inconvénient majeur : il ne peut pas étendre la profondeur de champ au-delà de la plus petite ouverture de votre objectif. Il sert surtout à empêcher la diffraction de dégrader la zone de mise au point. Deux excellentes alternatives :
- Empilement par mise au point (focus stacking). Plus complexe car les photos ne sont jamais parfaitement alignées, mais offre une profondeur de champ virtuellement illimitée.
- Utilisation des mouvements de décentrement (tilt) avec un objectif tilt-shift pour repositionner le plan de netteté. Permet de photographier des sujets en mouvement, mais limité aux scènes où le sujet se situe dans une zone en forme de coin.
