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Shim
Mise à jour le 11 août 2017

La correction des distorsions optiques

Il y a deux raisons pour lesquelles vos photos peuvent ne pas s'assembler correctement : le mauvais réglage de la pupille d'entrée ou du point nodal et peut-être encore plus les distorsions optiques de votre objectif ou zoom. Cela est du à la forme d'une des lentilles de la formule optique : la lentille asphérique. Voilà comment le savoir et comment éventuellement le corriger...

Comparaison entre deux photos avec et sans distorsions optiquesDe très nombreux objectifs déforment les images légèrement et cela se voit particulièrement sur les photos d'architecture comme sur la photo ci-contre. Pendant très longtemps, les logiciels d'assemblage ne savaient pas les détecter et les corriger automatiquement et nos panoramas possédaient de très nombreux artefacts d'assemblage dans les zones de recouvrement. Progressivement, les logiciels panoramiques se sont optimisés et ont intégré ces corrections jusqu'à être capables, parfois, de les corriger entièrement. C'est presque complètement le cas aujourd'hui, en 2017, d'Autopano ou de PTGui... mais donc pas tout le temps. En effet, il reste encore en 2017 des objectifs qui s'assemblent moins parfaitement que d'autres et ce n'est donc pas du à un mauvais réglage du point nodal mais bien à leurs distorsions "sournoises".

Note importante ! Un défaut d'assemblage du à un mauvais réglage du point nodal ressemblent furieusement à un même défaut d'assemblage mais du cette fois à un objectif fortement distordu. Le juge de paix ? Faites un assemblage en vous ayant assuré d'avoir parfaitement réglé le point nodal. Si vous observez des artefacts d'assemblage sur votre panorama final c'est que votre objectif est trop distordu. Je vous conseille d'en choisir un autre. Carrément !

 

Les points clefs si vous débutez...

Voici les points clefs à retenir sur les distorsions optiques. La suite de cette page s'adresse à ceux qui veulent en savoir davantage.

Les distorsions optiques d'un objectif peuvent être aussi gênantes qu'un mauvais réglage de point nodal : elles se matérialisent de la même façon comme sur l'image ci-contre.

Un problème d'assemblage à cause d'un problème de distorsions ressemble donc comme deux gouttes d'eau à un problème de réglage de pupille d'entrée ou point nodal. Certains éléments horizontaux ne se raccordent pas parfaitement.

Les logiciels Autopano Giga 4.4 et PTGui 10.0 sont aujourd'hui vraiment très bons pour s'affranchir au maximum des problèmes de distorsions (sans que cela soit encore parfait tout le temps donc lisez bien ma sélection sur la page dédiée aux choix des objectifs).

Points clefs suivants : L'assemblage panoramique suivre

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Pourquoi choisir une version récente de votre logiciel d'assemblage préféré ?


Trois évolutions marquantes d'Autopano : 2.6, 3.5 et 4.4!

Nikkor 10,5 mm DXDepuis la version d'Autopano Giga 2.6 et peut-être encore plus avec les plus récentes version 3.5 et aujourd'hui 4.4, une des nouveautés qui est pour moi une nouveauté majeure est l'introduction dans les algorithmes d'assemblage d'une correction des distorsions complexes d'objectifs comme les courtes focales en sont souvent affublées. IL EST ENFIN POSSIBLE D'ASSEMBLER LES COURTES FOCALES DANS LEUR TRES GRANDE MAJORITE PARFAITEMENT OU PRESQUE.

Certains objectifs qui ne s'assemblaient pas du tout comme les 14 mm s'assemblent maintenant plus que correctement. Il reste quelques retouches Photoshop mais c'est sans communes mesures avec les précédentes versions et les autres logiciels d'assemblage. Certains autres objectifs, zooms, courtes focales qui s'assemblaient juste correctement s'assemblent maintenant parfaitement. Presque un miracle avec certains objectifs ! Il reste donc important de "bien" choisir son objectif pour créer des visites virtuelles. Voir ma sélection d'objectif


Mon conseil important ! lorsqu'un panorama est mal assemblé donc que les lignes horizontales ou verticales ne sont pas parfaitement raccords, il est impossible de savoir, a priori, si cela est du à un problème de distorsions complexes que le logiciel d'assemblage ne sait pas corriger ou un problème de parallaxe donc un mauvais placement de l'appareil photo à la pupille d'entrée ou au point nodal. On ne peut le savoir que si on a parfaitement réglé sa tête panoramique à la pupille d'entrée de son objectif.

Si certains logiciels peuvent très bien corriger une distorsion classique voir simple d'un point de vue mathématique, en barillet le plus souvent et même si elle est assez prononcée, de nombreuses optiques sont malheureusement affublées de distorsions dites "en moustache" ou encore "chapeau de gendarme" qui sont très complexes à corriger et mettent à genoux bien des logiciels d'assemblage. Et tout est compliqué car cela s'ajoute à la forme naturellement déformée des photos prises avec un fisheye, plein format ou circulaire. En effet, dans ces conditions, on peut dire qu'un objectif fisheye possède deux caractéristiques :

  • Photo prise au fish-eye circulaireD'une part une déformation de l'image en œil de poisson - fisheye - qui représente la déformation la plus visible, que l'objectif soit un fisheye plein format ou circulaire comme l'image ci-contre.
    La déformation fisheye n'a pas besoin d'être corrigée pour être assemblée avec la plupart des bons logiciels d'assemblage aujourd'hui. Notez au passage que Camera Raw de Photoshop sait cependant transformer ces images en images orthoscopiques.
  • D'autre part, bien "cachée" derrière l'aspect œil de poisson et donc plus sournoise, une distorsion résiduelle, toujours en barillet, coussinet ou moustache, donc invisible à l’œil nu peut, elle, être un vrai casse-tête pour les logiciels d'assemblage si c'est une distorsion en moustache. Exactement comme avec des objectifs classiques.

 


Remarques importantes

Nikkor 10,5 mm DXQue votre visite virtuelle soit assemblée à partir de photos prises avec un fisheye ou pas, si votre logiciel d'assemblage n'arrive pas à les assembler correctement ET que vous avez vérifié la pupille d'entrée de votre objectif, il est certain que votre objectif possède de fortes distorsions en moustaches - vraisemblablement à cause de lentilles asphériques -.
Dans certains cas, c'est à tel point qu'il est préférable de changer d'objectif pour prendre les photos de la visite virtuelle. Vous passeriez trop de temps en retouches dans Photoshop... ou de changer de logiciel d'assemblage.

Certains couples appareil photo / objectifs fisheye ont maintenant fait leur preuve et s'assemble très bien directement, sans pratiquement aucune retouche dans Photoshop après l'assemblage définitif. C'est notamment les cas du couple Nikon D5300, D7100/7200 + Nikkor 8-15 mm fisheye ou, chez Canon du couple 5D Mark III / IV + 8-15 mm fisheye. Le fisheye Samyang 8mm F2,8 est également plutôt une belle surprise de ce point de vue pour boîtier Sony Alpha6300.

Vieille croyance... Les objectifs fisheye, contrairement à ce que l'on peut croire, s'assemblent très bien et tout le temps mieux que les focales très courtes comme les 14 mm. A bon entendeur ! Il ne faut donc jamais corriger la déformation fisheye de ces objectifs dans Camera Raw ou autres logiciels de dématricage afin qu'il corrige l'aspect fish eye, ce qui au passage vous ferait perdre de l'angle de champ.


Donc voici quelques pistes mais avant, voyons plus précisément ce qu'est une distorsion optique...

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Les distorsions optiques ?

Certaines optiques, surtout grand angle, déforment les bords de l'image en "coussinet", en "barillet" ou encore en "moustache". Ainsi les bords des images sont soit courbés vers l'extérieur en barillet (1), soit vers l'intérieur en coussinet (2), ou encore un peu des deux en moustache (3) comme le montrent les figures ci-dessous.


Distorsions optiques en barillet, coussinet et moustache


Sur deux images consécutives, le défaut optique sera donc opposé. Il est impossible pour un logiciel d'assemblage de réunir ces deux photos sans correction préalable de cette déformation car seuls deux points -aux jonctions- se superposent. Toutes la zone de raccord devrait en théorie être complètement floue or le plus souvent il n'en est rien.

 

Déformations optiques opposées

 

Dans le meilleur des cas, certains logiciels d'assemblage en tiennent compte et c'est pour cela qu'ils possèdent une banque de données sur tous les appareils photo numériques du marché - avec bien entendu une mise à jour régulière pour tenir compte des nouveaux venus ! -. Avant d'assembler les images, le logiciel vous demande donc avec quel appareil les images ont été prises, à moins qu'il ne le fasse automatiquement en lisant les données Exif des fichiers.
Dans le cas de nombreux objectifs, les déformations sont vraiment très importantes et il est indispensable d'en tenir compte lors du processus d'assemblage. Avec ces objectifs, quand les photos s'assemblent mal et contrairement à ce que l'on peut penser, il ne s'agira pas forcément un problème de parallaxe donc de pupille d'entrée ou de point nodal mais bien de distorsions optiques. Dans la plupart des autres cas, il faut absolument corriger ces déformations avant d'ouvrir les photos dans le logiciel d'assemblage... quand c'est possible ! Rares sont les cas où, même un peu distordues, les images s'assemblent correctement car leur déformation est "saine" donc simple.



Note

Objectif Olympus 11-22 mmComme exemple, je vais prendre un cas que j'ai bien connu avec les optiques des Olympus E1, E5, 500 ou 330 et Autopano Pro 1.42. C'est alors que j'ai pris conscience du problème et que j'ai trouvé des solutions. Prenons les deux optiques grand angle que j'ai possédées soit le 14-54mm et le 11-22 mm à 14 mm (donc équivalent 28 mm).

Avec le zoom 14-54 mm à 14mm, les déformations en moustache étaient telles qu'Autopano Pro était incapable de les corriger seul. L'assemblage était très médiocre.
Avec le zoom 11-22 mm à 14 mm, les déformations en barillet étaient bien présentes mais simples (sans moustache) et Autopano Pro les corrigeait très bien et réalisait un très bon assemblage.


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La correction des distorsions optiques | Mise en pratique

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La correction des distorsions optiques

Pendant plusieurs années j'ai essayé tous les outils qui permettent de corriger les distorsions optiques avant l'assemblage. Je n'ai jamais été satisfait : DXO, PTLens,... et à la sortie de Photoshop CS5 j'ai eu une bonne surprise : Lens Correction. Cependant, s'il s'agit d'une bonne surprise lorsque l'on prend ses photos avec un objectif classique, il en va tout autrement avec un objectif fisheye. Voilà pourquoi...

Lens correction à partir de Camera Raw 6.1...

Onglet Lens COrrection de Camera Raw de CS5Depuis la version CS5 de Photoshop et 3 de Lightroom, Camera Raw ou le module de développement intègrent un nouvel outil de correction des principaux défauts des objectifs : le vignetage, le chromatisme et surtout les distorsions (appelées Déformation). Tout cela est intégré dans le flux de travail en Raw ce qui est du pain béni ! Le sixième onglet "Corrections de l'objectif" (1) est donc maintenant doublé; le précédent onglet de correction manuelle et ce nouvel onglet "Profil" (2) contenant les profils enregistrés dans une base de données. Cette base ne contient pas tous les objectifs du marché mais en ajoute régulièrement lors de mise à jour... Pour savoir si votre objectif est dans leur base de données il suffit de cliquer sur le bouton "Activer les corrections de profil de l'objectif" (3). Si l'objectif est dans la base de données, les infos apparaissaient automatiquement dans le Profil d'objectif (4). Et s'il s'agit d'un objectif fisheye, on voit tout de suite l'image se déformer et devenir non plus une image fisheye mais orthoscopique ! Le curseur déformation (5) est alors à100.

Mon conseil ! Pour créer des visites virtuelles, on a besoin de toute la matière première de la photo pour ne pas avoir besoin de faire deux rangées de photos et il ne faut surtout pas corriger la déformation fisheye de la photo. MEME si cet outil corrigeait les déformations ET les distorsions résiduelles, comme on ne peut pas sélectionner l'une ou l'autre, je désactive la correction de la déformation en plaçant le curseur déformation (5) à 0. D'ou l'importance d'avoir un objectif fisheye qui s'assemble très bien car on peut tout de même bénéficier de la correction automatique du vignetage, indispensable et du chromatisme, tout aussi indispensable.

Astuce ! Camera Raw peut également développer des fichiers JPEG; on peut donc appliquer cette correction de distorsions, de vignetage et de chromatisme à toutes nos photos !


Remarques amusantes !

Objectif Olympus 11-22 mmJ'ai longtemps travaillé avec cet objectif Canon 17-40mm. Il avait plusieurs avantages et un gros défaut. Cet objectif a été un des premiers objectifs Canon a bénéficier du nouveau traitement antireflet de la dernière lentille (vers le capteur), si important en numérique car les capteurs numériques sont beaucoup plus réfléchissants que les films argentiques et donc sensibles au flare. Deuxièmement, il me permettait de travailler avec deux focales que j'affectionne : le 17 mm et surtout lorsque je cherche à réaliser des panoramas par assemblage, le 35mm. Or cet objectif a un gros défaut : il possède des lentilles asphériques qui déforment les images en moustaches ! Longtemps, j'ai essayé toutes sortes de logiciels comme DXO ou PTLens pour corriger les distorsions AVANT l'assemblage mais cela ne servait à rien. Avec Lens Correction + les dernières versions d'Autopano ou PTGui ça marche ! Depuis, j'ai changé d'objectif mais lorsque je cherche à assembler d'anciennes photos, je n'ai plus les problèmes que j'avais autrefois.

Nouveau ! Enfin, et paradoxalement, au moment ou enfin existe des solutions de corrections de distorsions qui fonctionnent, mon logiciel d'assemblage préféré, Autopano Giga utilise depuis la version 3.5, une correction automatique des distorsions complexes qui fonctionne presque miraculeusement SANS corrections des distorsions préalable avec de nombreux objectifs... mais je n'ai pas dit tous !


Sur l'efficacité des logiciels de corrections de distorsions !

Il est impossible de savoir à l'avance si Lens Correction, PTLens ou un autre logiciel de correction de distorsions sera ou non efficace pour corriger les distorsions de votre optique avant l'assemblage dans votre logiciel d'assemblage. Si, à l’œil nu, on a l'impression - pourtant réelle - que le logiciel redresse correctement toutes les lignes droites d'une seule photo, on s'aperçoit que l'efficacité de cette correction, une fois l'image assemblée, reste souvent nulle ou presque. Cette remarque est d'autant plus valable que vous avez photographié un sujet géométrique ou un intérieur.
En effet, le plus souvent, le correction effectuée n'a pour "objectif" que d'aligner les objets sur une même ligne ou de redresser les lignes légèrement courbes. mais l'homothétie des distances sur cette ligne droite maintenant corrigée n'est pas respectée. La qualité de l'assemblage est médiocre car trop compliqué à retoucher dans Photoshop donc inutilisable.
Mon avis ! Il existe donc des cas où la correction des distorsions avant assemblage est redoutable - voire indispensable - et fonctionne parfaitement et des cas ou rien n'y fait. Il ne reste plus alors, pour faire un assemblage en haute définition et de qualité, qu'à changer d'optique... à moins de tenter d'utiliser Autopano Giga / Pro 4.4 ou PTGui 10.0 qui possèdent de nouveaux algorithmes d'assemblage qui corrigent souvent les fortes distorsions, même en chapeau de gendarme ou moustache. Mais souvent n'est pas tout le temps. Pour résumer, les artefacts d'assemblage dus à des problèmes de distorsions sont encore nombreux avec certains objectifs mais avec d'autres, cela relève presque du miracle quand on assemble des images depuis 2003 ! C'est une évolution majeure, croyez-moi !


Quelques exemples...

Voici quelques exemples de couples APN / Objectifs / Logiciels de corrections et ce que j'ai pu constater AVANT l'arrivée d'Autopano Giga 2.6 (si vous utilisez cette dernière version, tous les couples s'assemblent maintenant et souvent parfaitement) :

Nikon D7200 ou D500 / 16-85mm DX Nikkor à 16 mm / DXO : corrections possibles mais aucun intérêt. Assemblage aussi médiocre.
Nikon D7200 ou D300 / 10,5 mm DX Nikkor fisheye ou le tout nouveau Nikkor 8-15 mm fish eye : assemblage presque parfait sans correction de distorsion. Un des couples idéaux !
Canon 80D / 10 mm Sigma FE : assemblage moyen sans correction.
Canon 5D Mark III ou IV / 15 mm Canon fisheye : assemblage très bon voire presque parfait sans correction de distorsion. Autre couple idéal mais d'occasion !
Canon 5D Mark III ou IV / 8-15 mm Canon FE : assemblage presque parfait sans correction de distorsion. Autre couple idéal mais cher !
Nikon D7100 / D7200 / 17-55mm F2,8 DX à 17 mm : assemblage moyen sans correction.
Objectif Samyang 8 mm fisheye (Pour Sony ou Fuji) : assemblage particulièrement bon. C'est vraiment étonnant pour un objectif à moins de 300 € dont le piqué est maintenant au niveau des meilleurs. (Attention, il existe plusieurs versions de 8 mm fisheye Samyang donc je parle bien de ceux pour le Sony Alpha 6000 / 6300 / 6500 ou le Fuji XT).

Objectifs Canon 8-15 mm Fish eye et Nikkor 10,5 mm DX

On est bien d'accord que ces remarques sont valables surtout avec les anciennes versions d'Autopano Giga (2.5 et avant) et la plupart des autres logiciels d'Assemblage, souvent gratuits car avec APG 4.4 ou PTGui, les problèmes d'assemblage sont de plus en plus rares.


Page suivante, nous allons voir quels sont les principes de base de l'assemblage sphérique ainsi qu'une liste de quelques logiciels d'assemblage :



Page suivante 12/16 : l'assemblage final suivre


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