ASSEMBLAGE DE PHOTO PANORAMAS NUMÉRIQUES

L'assemblage de photos numériques pour les mosaïques et les panoramas permet au photographe de créer des photos avec une résolution plus élevée et/ou un angle de vue plus large que leur appareil photo numérique ou leurs objectifs ne le permettent normalement, créant des impressions finales plus détaillées et des perspectives panoramiques potentiellement plus spectaculaires et globales. Cependant, obtenir un résultat homogène est plus compliqué que de simplement aligner des photos; cela implique également de corriger la perspective et la distorsion de l'objectif, d'identifier les correspondances parfaites au pixel près entre les sujets et de mélanger correctement chaque photo à leur couture. Ce didacticiel vise à fournir un aperçu du fonctionnement de ce processus, ainsi qu'à discuter des obstacles courants que l'on peut rencontrer en cours de route, quel que soit le type de logiciel d'assemblage.

APERÇU :VUE D'ENSEMBLE

L'assemblage d'une photo peut nécessiter une séquence complexe d'étapes, qui peuvent changer en fonction du sujet ou du type de point panoramique. Cette procédure peut être simplifiée en plusieurs groupes d'étapes étroitement liées, qui peuvent ensuite être traitées chacune en étapes distinctes. Les sections ultérieures de ce didacticiel abordent chaque étape avec plus de détails, y compris la terminologie et les approches alternatives.

ÉTAPE 1 :configurer physiquement l'appareil photo, le configurer pour capturer toutes les photos à l'identique, puis prendre la séquence de photos. Le résultat final est un ensemble d'images qui englobe tout le champ de vision, où toutes sont prises pratiquement du même point de vue.

ÉTAPE 2 :la première étape pour commencer à utiliser un logiciel d'assemblage de photos ; consiste à choisir l'ordre et le positionnement précis qui aligne mutuellement toutes les photos. Cela peut se produire automatiquement ou nécessiter la sélection manuelle de paires de points de contrôle qui devraient idéalement se superposer exactement dans l'image finale. Cette étape peut également nécessiter la saisie des paramètres de l'appareil photo et de l'objectif afin que le logiciel d'assemblage puisse estimer l'angle de vue de chaque photo.

ÉTAPE 3 :définir la perspective à l'aide de références telles que l'horizon, des lignes droites ou un point de fuite. Pour les photos assemblées qui englobent un grand angle de vue, il peut également être nécessaire de prendre en compte le type de projection panoramique. Le type de projection détermine si et comment les lignes droites deviennent incurvées dans l'image assemblée finale.

ÉTAPE 4 :décaler, faire pivoter et déformer chacune des photos de sorte que la distance moyenne entre tous les ensembles de points de contrôle soit minimisée et que la perspective choisie (basée sur le point de fuite) soit toujours maintenue. Cette étape nécessite une interpolation d'image numérique à effectuer sur chaque photo, et est souvent la plus intensive en calcul de toutes les étapes.

ÉTAPE 5 :réduire ou éliminer la visibilité de toute jointure entre les photos en fusionnant progressivement une photo dans une autre. Cette étape est facultative et peut parfois être combinée avec l'étape précédente de déplacement et de distorsion de chaque image, ou peut également impliquer un placement personnalisé de la couture pour éviter de déplacer des objets (tels que des personnes).

ÉTAPE 6 :recadrer le panorama pour qu'il respecte une dimension d'image rectangulaire (ou autre) donnée. Cela peut également impliquer toutes les étapes de retouche ou de post-traitement nécessaires pour le panorama, y ​​compris les niveaux, les courbes, les raffinements de couleur et la netteté.

Le panorama obtenu est de 20 mégapixels, même si l'appareil photo utilisé pour cela faisait moins de 4 mégapixels. Cela offre un niveau de détail beaucoup plus élevé - ce qui n'est généralement possible qu'avec un équipement beaucoup plus coûteux - en utilisant une caméra de voyage compacte, portable et peu coûteuse. Les étapes ci-dessus peuvent être résumées comme suit :

Étape 1	Configuration de l'équipement et acquisition de photographies
Étape 2	Sélection de l'alignement photo souhaité et saisie des spécifications de l'appareil photo et de l'objectif
Étape 3	Sélection de la perspective et du type de projection
Étape 4	L'ordinateur décale, fait pivoter et déforme les photos pour se conformer aux exigences des étapes 2 et 3
Étape 5	Mélange manuel ou automatique des coutures
Étape 6	Recadrage, retouche et post-traitement

Notez comment les étapes 2 à 6 sont toutes réalisées sur l'ordinateur à l'aide d'un logiciel de panorama, une fois les photos prises. Le reste de ce didacticiel examine en profondeur l'étape 1, les détails des étapes 2 à 6 étant présentés dans la deuxième partie du didacticiel. Ces étapes montreront que les panoramas ne sont pas toujours simples et nécessitent de nombreuses décisions d'interprétation en cours de route.

CONTEXTE :ERREUR DE PARALLAXE ET UTILISATION D'UNE TÊTE PANORAMIQUE

La taille et le coût des équipements panoramiques peuvent varier considérablement en fonction de l'utilisation prévue. Être capable d'identifier quand vous avez besoin d'équipement supplémentaire peut vous faire gagner du temps et de l'argent. Ici, nous identifions deux scénarios d'assemblage typiques, en fonction de l'équipement requis :

Scénario 1
Photographies à main levée ou montées sur trépied sans sujet proche au premier plan.
TÊTE PANORAMIQUE NON REQUISE

Scénario 2
Photographies montées sur trépied avec sujet de premier plan dans plusieurs cadres.
NÉCESSITE UNE TÊTE PANORAMIQUE

Les panoramas nécessitent que l'appareil photo tourne autour du centre optique de son objectif, maintenant ainsi le même point de perspective pour toutes les photographies. Si l'appareil photo ne tourne pas autour de son centre optique, il peut devenir impossible d'aligner parfaitement ses images ; ces désalignements sont appelés erreur de parallaxe . Une tête panoramique est un dispositif spécial qui assure la rotation de votre appareil photo et de votre objectif autour de leur centre optique.

Remarque :Le centre optique d'une lentille est souvent appelé son point nodal, bien que ce terme ne soit pas strictement correct. Un terme plus précis est la pupille d'entrée, mais même cela se réfère à une petite zone et non à un point individuel. L'emplacement auquel nous nous référons est donc le point au centre de la pupille d'entrée, qui peut aussi être appelé "point de non parallaxe" ou "point de perspective".

Le scénario 2 est beaucoup plus sensible à l'erreur de parallaxe en raison du sujet de premier plan. Avec le scénario 1, de petits mouvements s'écartant du centre optique de l'objectif ont un impact négligeable sur l'image finale, ce qui permet de prendre ces photos à main levée.

Pour comprendre pourquoi le sujet de premier plan est si important, cela peut être illustré en regardant ce qui se passe pour deux photos adjacentes qui se chevauchent et qui composent un panorama. Les deux piliers roses ci-dessous représentent les sujets d'arrière-plan et de premier plan. L'angle de la photo affiché à gauche (ci-dessous) est la position initiale avant la rotation de la caméra, tandis que l'angle affiché à droite est après la rotation de la caméra.

En cas de rotation incorrecte, le changement de perspective qui en résulte est dû à une erreur de parallaxe, car la caméra n'a pas été tournée autour de son centre optique. Déplacez votre souris sur les trois boutons ci-dessous pour voir l'effet de chaque scénario :

Rotation incorrecte :	Scénario #1	Scénario #2
Rotation correcte :	Scénario #2 avec tête panoramique

Remarque :une rotation incorrecte suppose que l'appareil photo tourne autour de l'avant de l'objectif ;
une rotation correcte suppose une rotation autour du centre optique

SCÉNARIO #1 :Le problème avec la deuxième image (à droite) est que chaque photo du panorama ne verra plus la même image en perspective. Bien qu'un certain degré de désalignement puisse en résulter, le problème est beaucoup moins prononcé que lorsqu'il y a des objets proches au premier plan, comme illustré pour le scénario #2.

SCÉNARIO #2 :Ici, nous voyons que le degré de désalignement est beaucoup plus important lorsque des objets de premier plan sont présents sur plus d'une photo du panorama. Il est donc absolument essentiel que la caméra tourne avec précision autour de son centre optique et nécessite généralement l'utilisation d'une tête panoramique spéciale (comme indiqué dans le scénario final).

SCÉNARIO #2, TÊTE PANORAMIQUE :Ici on voit que la perspective est maintenue car l'objectif est correctement tourné autour de son centre optique. Cela est évident car pour l'image de droite, les rayons lumineux des deux piliers coïncident toujours et la colonne arrière reste derrière la colonne avant. Les photos panoramiques d'intérieurs de bâtiments nécessitent presque toujours une tête panoramique, alors que les vues sur la ligne d'horizon ne le font généralement jamais. Les panoramas à plusieurs rangées ou sphériques peuvent également nécessiter une tête panoramique montée sur trépied qui maintient l'objectif au centre de rotation pour les rotations vers le haut et vers le bas.

Avec précaution, l'erreur de parallaxe peut être rendue indétectable dans les panoramas à main levée qui n'ont pas de sujet au premier plan. L'astuce consiste à tenir l'appareil photo directement au-dessus de l'un de vos pieds, puis à faire pivoter votre corps autour de la plante de ce pied tout en gardant l'appareil photo à la même hauteur et à la même distance de votre corps.

ÉTAPE 1 :CONFIGURATION DE LA CAMÉRA NUMÉRIQUE ET ACQUISITION DU PANORAMA

Prendre un panorama numérique implique de faire tourner systématiquement votre appareil photo par incréments pour englober le champ de vision souhaité. La taille de chaque incrément de rotation et le nombre total d'images dépendent de l'angle de vue de chaque photo, qui est déterminé par la distance focale de l'objectif de l'appareil photo utilisé et de la quantité de chevauchement entre les photos. L'image ci-dessous est composée de deux rangées de quatre photographies; la caméra a d'abord balayé de gauche à droite sur la rangée supérieure, puis vers le bas jusqu'à la deuxième rangée, et de nouveau sur la moitié inférieure de l'image de droite à gauche.

Outre la minimisation de l'erreur de parallaxe, la clé pour créer un panorama homogène est de s'assurer que chacune des photos panoramiques est prise avec des paramètres identiques . Tout changement d'exposition, de mise au point, d'éclairage ou de balance des blancs entre les prises de vue crée un décalage surprenant. Si vous utilisez un appareil photo reflex numérique, il est fortement recommandé de prendre toutes les photos en mode d'exposition manuelle en utilisant le format de fichier RAW. De cette façon, la balance des blancs peut être personnalisée de manière identique pour toutes les prises de vue, même après que les images ont été prises.

Si vous utilisez un appareil photo numérique compact, bon nombre d'entre eux incluent un mode de préréglage panoramique, qui affiche l'image précédente à l'écran avec la composition actuelle. Cela peut être très utile avec les panoramas à main levée car cela aide à s'assurer que chaque photo est de niveau et se chevauche suffisamment avec la photo précédente. De plus, les modes panoramiques prédéfinis utilisent des paramètres d'exposition manuels, où ils verrouillent la balance des blancs et l'exposition en fonction de la première photo (ou au moins en fonction de la première fois que le déclencheur est enfoncé à mi-course).

Les panoramas peuvent englober un très grand angle de vue, jusqu'à des vues panoramiques à 360 degrés, et peuvent donc englober une plage d'éclairage drastique sur tous les angles de photo. Cela peut poser des problèmes lors du choix des paramètres d'exposition, car exposer directement dans ou loin du soleil peut rendre le reste du panorama trop sombre ou trop clair.

Souvent, l'exposition la plus intermédiaire est obtenue en pointant l'appareil photo dans une direction perpendiculaire à son ombre , en utilisant un paramètre d'exposition automatique (comme s'il s'agissait d'une seule photo), puis en utilisant manuellement ce paramètre pour toutes les photos. Selon l'intention artistique, cependant, on peut souhaiter exposer en fonction des régions les plus lumineuses afin de préserver les détails des hautes lumières. Pour un appareil photo numérique compact, l'exposition peut être verrouillée en utilisant le mode de préréglage panoramique, en maintenant le déclencheur enfoncé à mi-course à l'angle intermédiaire, puis en prenant les photos dans n'importe quel ordre particulier (tout en s'assurant que le déclencheur reste enfoncé à mi-course avant de prendre la première photo).

Panorama à une seule rangée Panorama à plusieurs rangées ou mosaïque cousue

Assurez-vous que chaque photo a un chevauchement d'environ 10 à 30 % avec toutes les autres photos adjacentes . Le pourcentage de chevauchement n'a certainement pas besoin d'être exact; un chevauchement trop élevé peut signifier que vous devez prendre beaucoup plus de photos pour un angle de vue donné, mais un chevauchement trop faible peut fournir une région trop courte sur laquelle fusionner ou rediriger le placement des coutures.

Notez que si votre panorama contient des régions qui bougent, comme de l'eau ou des personnes, il est préférable d'essayer d'isoler le mouvement dans un seul angle de caméra . De cette façon, vous ne rencontrez pas de problèmes où quelqu'un apparaît deux fois dans le panorama, ou un mauvais alignement de la photo se produit parce qu'un objet en mouvement se trouve sur la jointure entre deux images assemblées. Dans l'image de gauche, les gardes suisses colorés défilaient côte à côte, mais le tiers inférieur de l'image était contenu dans une seule photo.

Une autre considération est de savoir s'il faut assembler un panorama à une seule rangée en orientation paysage ou portrait. L'utilisation de l'orientation portrait peut atteindre près de 2,25 fois plus de mégapixels (pour le même sujet) pour les appareils photo dotés d'un capteur numérique au format d'image 3:2 (pour le même chevauchement de 20 %). L'inconvénient est que l'orientation portrait nécessite une distance focale plus longue, et donc une ouverture plus petite pour obtenir la même profondeur de champ (puisque le grossissement a augmenté).

D'autres considérations lors de la prise de photos incluent la résolution totale et la profondeur de champ. On peut augmenter considérablement le nombre de mégapixels dans leur photo assemblée en les comprenant de plus en plus d'images. Cependant, l'inconvénient est que pour obtenir la même profondeur de champ, il faut utiliser des réglages d'ouverture d'objectif progressivement plus petits (nombres f plus grands) à mesure que le nombre d'images assemblées augmente (pour le même angle de vue). Cela peut rendre presque impossible l'obtention de certaines résolutions avec certains sujets, en raison du temps d'exposition requis ou parce que la petite ouverture induit un flou photo important en raison de la diffraction.

Le calculateur suivant montre comment le nombre de mégapixels et les paramètres de l'objectif de l'appareil photo changent lorsque vous essayez de créer une mosaïque de photos assemblées à partir d'une scène qui aurait autrement pu être capturée sur une seule photo . Cela pourrait également être utilisé pour évaluer rapidement la distance focale nécessaire pour englober une scène donnée.

Remarque :la calculatrice suppose que les photos sont toutes prises dans la même orientation, qu'elles soient toutes en orientation paysage ou portrait, et que les photos sont de faible grossissement.
Les exigences de profondeur de champ sont calculées en supposant que la photo unique et la mosaïque seront imprimés à la même taille. En réalité, les mosaïques sont souvent conçues pour être imprimées encore plus grandes, auquel cas la mosaïque aura besoin d'un f-stop encore plus élevé que celui indiqué ci-dessus.

Ici, nous voyons que même de petites mosaïques de photos peuvent rapidement nécessiter des ouvertures d'objectif et des temps d'exposition peu pratiques afin de maintenir la même profondeur de champ. Espérons que cela indique clairement que les panoramas numériques et les mosaïques de photos assemblées sont plus difficiles à maîtriser techniquement que les photographies uniques. Notez également que le chevauchement d'images peut réduire considérablement la résolution finale (par rapport à la somme des mégapixels de toutes les photos individuelles), ce qui implique que l'assemblage de photos n'est certainement pas un moyen efficace de stocker des données d'image sur une carte mémoire. Le calculateur ci-dessous estime le nombre total de mégapixels d'une mosaïque de photos assemblées en pourcentage de toutes ses photos individuelles.

*Remarque :"l'efficacité photo" est définie comme les mégapixels obtenus dans la photo finale assemblée, divisés par le nombre total de mégapixels utilisés pour toutes les images d'entrée.

L'utilisation d'un filtre polarisant doit être évitée pour les panoramas à très grand angle , car de fortes variations de luminosité du ciel peuvent apparaître. Rappelez-vous que les filtres polarisants assombrissent le ciel le plus lorsqu'ils sont orientés à un angle de 90 degrés par rapport à la direction du soleil, et le moins lorsqu'ils sont orientés directement vers ou à l'opposé de la trajectoire de la lumière du soleil. Cela signifie que tout panorama qui s'étend sur 180 degrés du ciel peut voir des régions où le polariseur s'assombrit complètement et pas du tout. Un fort gradient de ciel non naturel peut être observé sur la photo d'une arche à droite. De plus, les filtres polarisants peuvent rendre les bords de chaque photo beaucoup plus difficiles à assembler sans montrer de coutures visibles.

De plus, évitez de tenter des panoramas de scènes avec une lumière changeant rapidement , comme lorsque les nuages ​​se déplacent dans le ciel et illuminent sélectivement un paysage. De telles scènes peuvent toujours être cousues, mais essayez d'éviter d'avoir des taches mobiles de lumière (ou d'obscurité) sur les coutures.

Enfin, essayez de vous assurer que chacune de vos photographies tourne dans le ciel dans une direction systématique, semblable à une grille. Avec de grands panoramas, il peut devenir très facile de dériver vers le haut ou vers le bas, nécessitant qu'une quantité inacceptable du panorama final soit rognée (comme indiqué ci-dessous).

Le résultat ci-dessus peut être évité en plaçant soigneusement l'horizon à une position prédéfinie dans chaque photographie (comme à mi-chemin de la photo, ou un tiers, etc.).

Pour en savoir plus sur ce sujet, veuillez continuer :
Partie 2 :Utiliser le logiciel d'assemblage de photos