Proxi-Stéréo : atelier

Proxi-stéréo d'objets statiques :séance technique du 09/09/2015

Atelier pratique de prise de vue rapprochée (proxi-stéréo) d'objets statiques en studio

par François Lagarde

Cette séance s'inscrit dans le cadre d'un projet visant à valoriser le patrimoine physique du Stéréo-club (appareils de prise de vue, stéréoscopes…) en le photographiant en relief afin de créer un inventaire numérique et des publications (site, articles ...).
Compte tenu de la spécificité de la prise de vue rapprochée (proxi-stéréo) en studio, la première étape est un atelier (séance de mercredi) de proxi-stéréo en studio (au Lorem).
Remarque : en mono (2D) ce type de prise de vue (objet statique en studio) est très souvent utilisé pour vendre un objet.

La séance a permis de voir le matériel d'éclairage, le dispositif de prise de vue en 2 temps sur pied et réglette. La détermination de la base a donné lieu à plusieurs essais qui donnent lieu à discussion, cette détermination n'étant pas évidente. Certaines prises de vues avec très faible base ont soulevé des questions sur l'utilisation de l'alignement automatique de SPM, et permis des constat divers.

Les points abordés :

• Eclairage
  
• Photo en 2 temps sur pied et réglette,
• Détermination de la base : distance entre les 2 prises de vue, en fonction des distances des 1er et dernier plans et de la focale. Exposition et autres paramètres.
• Ajustement avec SPM

Compléments :

• Arrière-plan, parallaxe admissible...
• Et la macro ?

• Annexes : paramètres des prises de vue

Eclairage

Pourquoi

In situ, l'arrière-plan a souvent des éléments perturbateurs et une parallaxe trop importante. Pour un objet pris "en studio", on peut éliminer tout arrière-plan. De plus, l'éclairage est important pour mettre en valeur, et éliminer les ombres portées.

Contre - exemple

Contre-exemple : - éléments dans le champ perturbant (bas gauche) - déviation trop importante (bas droite) - fond trop présent avec couleur variable. - ombres bouchées dans la sculpture Sculpture de Béatrice Jamaux-Lagarde prise in situ avec un W3.

En séance
Le dispositif comprend une tente ou boîte à lumière avec des spots:

Dans la tente, il y a un fond unis (carton) les couleurs standards sont blanc, noir, vert et bleu; et pour assurer par la suite un réglage optimum des couleurs on peut prendre une première vue avec une mire spécifique :



Pratique

• Un dispositif très efficace : la boîte (ou tente ou cage) à lumière.

Pour trouver des fournisseurs, chercher sur internet avec les mots : "matériel studio photo".

Le site suivant montre comment éliminer les ombres et construire une boite à lumière :
http://www.fabricecourt.com/formation/la-photographie-sans-ombre-pour-tous-partie-0103-la-boite-a-lumiere/

• Un dispositif plus simple

Un éclairage à sources multiples peut être suffisant; avec spot(s) sur pied et/ou écran réfléchissant.
Pour éviter les arrière-plans et limiter le ombres on peut utiliser en fond de grandes feuilles de papier / carton...
Ce type d'installation est utile pour des objets plutôt gros, qui ne tiendraient pas dans une boîte facilement transportable.

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Photo en 2 temps sur pied et réglette,

Pourquoi

Il est tout à fait possible de prendre en stéréo un objet ou une scène statique avec seulement un appareil photo ordinaire sans pied ni réglette : entre les 2 vues, on déplace l'appareil photo au jugé, d'une distance approximativement égale à la distance entre les 2 yeux (ou plus pour une scène éloignée). On parle alors de cha-cha. Le logiciel SPM permet de rectifier les légères variations d'angle (vertical, horizontal, ...) entre les 2 prises de vues.
Cela pourra être mis en oeuvre lors de la sortie de prise de vue stéréoscopique prévue le 10 Octobre.

Par contre pour des objets petits pris de près, il faut souvent avoir une base (base = distance entre les 2 vues) assez faible; et le résultat est meilleur si le déplacement est strictement perpendiculaire à l'axe de visée (etbien horizontal). C'était d'ailleurs indispensable au temps des diapositives avant l'ère du numérique et des corrections par logiciel.
Un déplacement strictement perpendiculaire à l'axe de visée permet de réaliser dans SPM un ajustement par simple déplacement manuel avec la fonction Ajustement Facile.

La réglette est un "instrument utilisé pour effectuer la prise de vues stéréoscopique en deux étapes successives, en déplaçant linéairement l'appareil"
Cette réglette se fixe normalement sur un pied ordinaire pour appareil photo et l'appareil est fixé dessus.

En séance



Pratique

Une réglette peut se trouver sur internet , mais il faut chercher. J'ai trouvé ma réglette chez Pearl (www.pearl.fr), mais il y a mieux et moins cher. Ne cherchez pas "glissière" ni "réglette" ni "rail coulissant" (pour meuble !) mais "rail macro" ou "rail micrométrique photo" ou "tête coulissante macro" On trouve aussi en cherchant "tête coulissante" et "rail coulissant" dans boutique "High-Tech" d'Amazon ...

Remarque : pour la macro-photo (très petits objets) on utilise parfois non un déplacement linéaire de l'appareil mais une rotation. Voir par exemple un article de prises de vues macro à axes convergent de Marcel Couchot : http://www.stereo-club.fr/SCFWiki/index.php/Studio_macro_en_vues_convergentes. C'est aussi le principe du dispositif de Roger Huet pour les superbes macro de minéraux cf. lettre du SCF d'octobre 2012 page 5 . Mais ceci est pour d'autres occasions ...

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Détermination de la base, focale, exposition et autres parametres.

Pourquoi

La base = distance entre les 2 prises de vue.
Pour des scènes ordinaires, on préconise d'utiliser la distance entre les 2 yeux (6,5 cm).
Mais dès que les sujets sont proches, notamment à 1 mètre ou moins, (à moins de 3 m) il faut réduire la base. une base de 6,5 cm conduit le plus souvent à des problèmes de trop grande déviation pour les points éloignés

En général, la base peut être déterminée en fonction des distances du 1er plan, du dernier plan et de la focale; cela au moyen d'un calcul mathématique ... d'un diagramme (de Quintana ) ou du logiciel '"BaseCalc" qui fonctionne notamment sur Smartphone.
On prend en compte un indicateur de déviation maximale acceptable exprimé en mm sur un film de 35 mm (ou un capteur plein format) (MAOFD : Maximum Acceptable On Film Déviation) La valeur conseillée est de 1,2 à 1,5mm soit 3,4% à 4,3% de la largeur du film de 35 mm - à comparer au paramétrage conseillé pour SPM (cf. menu : Edition /préférence / Ajustement : Utiliser la déviation (% de la largeur de l'image) suivante : 4,3).
Les autres paramètres - focale, distances du premier plan et de l'arrière plan - permettent le calcul de la base.

Cependant ce dispositif n'est pas bien adapté pour la proxi ou macro stéréo; la formule utilisée n'est valide que lorsque la distance du premier plan est bien plus grande que la longueur focale.


En séance

Les prises de vue ont été réalisées sur 6 objets (cf. annexe) avec, à chaque fois, une prise de vue de référence et 3 prises de vue avec des bases différentes puis un examen des résultats avec SPM et affichage sur l'écran LG du club.

Pour déterminer la base on a utilisé BaseCalc en considérant que cela pouvait fournir avoir une première estimation.
La boite à lumière éliminant tout arrière-plan, une expérience conduit à prendre comme distance max le double de la distance du premier plan. Les 3 valeurs utilisées pour la base ont été prises en encadrant la valeur issue de BaseCalc et arrondies.

Les résultats sont présentés en anaglyphe (Dubois) afin de pouvoir visualiser les déviations directement sans lunette.

Pour ce stéréoscope, avec une focale de 150mm, une distance minimum de 110 cm, BaseCalc donnait 2,3 cm. Les 3 prises de vues ont été faites avec 1 cm, 2 cm et 3 cm de base. Ci-dessous des vues partielles du résultat, en anaglyphe Dubois après ajustement manuel (alignement faisant coïncider l'angle haut avant droit) :

Base 1 cm	Base 2 cm	Base 3 cm

Améthyste Pour l'améthyste on est revenu de la focale de 150 mm à une focale de 60 mm; la distance minimale D-min = 32 cm BaseCalc (avec D-max= 2*D-min) indique 1,7 cm et la règle du 1/30ème indique 1,3 cm. Le décalage sur la réglette conduit à une sortie de champ pour la dernière prise cf. ci-après "Pratique : Positionnement des prises de vues". L'ajustement est réalisé manuellement; les images, très sombres en jpeg sont éclaircies et recadrées

Base = 1 cm

Base = 2 cm

Base = 3cm

Rail Macro + flacon L=20cm La distance minimale D-min = 70 cm BaseCalc (avec D-max= 2*D-min) indique 3,5 cm et la règle du 1/30ème indique 2,8 cm.	Base = 3cm
Base = 3,5cm	Base = 4cm

Cale bois La distance minimale D-min = 48 cm BaseCalc (avec D-max= 2*D-min) indique 2,6 cm et la règle du 1/30ème indique 1,9 cm. Cette cale est utilisée pour examiner si la perception correspond bien à un parallélépipède.	Base = 1 cm
Base = 2 cm	Base = 3 cm

Discussion

L'absence d'arrière- plan rend problématique le calcul prenant en compte la déviation maximum cible pour le point le plus éloigné.
L'idée a été émise que l'objectif était de voir du relief tout en gardant une perception "normale" c'est à dire sans déformation ressentie; c'est dans ce sens qu'il a été préconisé une prise de vue d'un parallélogramme, la cale en bois.

Par ailleurs, après la séance, l'idée est émise d'utiliser la règle empirique du 1/30ème en la corrigeant de la focale. Ramenée à une focale de 50 mm (plein format), la base = (D-Min/30) * (Focale/50) ; les valeurs correspondants figurent dans le tableau annexe. La question est alors de vérifier la pertinence et de déterminer s'il faut utiliser la focale "équivalente 24/36".
Cette règle aurait l'avantage de pouvoir être exprimée simplement pour chaque focale usuelle : avec focale 150 mm, base = D-Min / 10. Avec focale de 60 mm base = D-Min / 25...

Pratique : Positionnement des prises de vues

Pour le traitement ultérieur dans SPM, il est plus simple que la première vue prise soit la vue gauche, suivie de vues droites.
On peut avoir tendance à centrer l'appareil par rapport à l'objet pour la première vue (gauche); mais cela peut conduire à une sortie de champ pour la dernière vue droite si l'objet remplit largement la fenêtre de visée ... évident mon cher Watson !
Donc avec des capteurs à très haute définition on peut se permettre de ne pas trop serrer le cadrage, ou bien de positionner la première prise de vue un peu à gauche !

Pratique : Quintana - Base Calc

Pour le diagramme de Quintana voir le site du SCF, menu : Comment faire > Traitement > Matériel et Méthodes de prise de vue
ou directement générer un diagramme de Quintana

Le logiciel "BaseCalc" a été développé par Pierre Meindre.
On le trouve sur Google Play : https://play.google.com/store/apps/details?id=fr.stereoscopie.BaseCalc
Et aussi sur le site de Pierre Meindre : http://www.stereoscopie.fr/tech/BaseCalc.php
Sur ce site on trouve aussi la version PocketPC (l’ancêtre du WindowsPhone) ; cette version à l'avantage de fonctionner aussi sur un PC Windows standard.
Enfin il y a une troisième version en JavaScript qui fonctionne dans tout navigateur (IE, Safari, Firefox, Chrome, ...) qui supporte le JavaScript : http://www.stereoscopie.fr/tech/BaseCalc2.php

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Ajustement avec SPM

Cas d'ajustement auto problématique Avec de très faibles disparités, notamment à cause de l'absence d'arrière-plan et d'une base réduite, les algorithmes d'ajustement automatique de SPM peuvent être perturbés et déboucher sur des résultats aberrant. C'est le cas pour la base de 1cm sur le stéréoscope. L'ajustement automatique recule le côté gauche par rapport au côté droit; la disparité des images G et D pour le bouton gauche correspond à une position en arrière du coin arrière droit; ce qui correspondrait à ce même objet vu en biais, mais l'aspect rectangulmaire de la face avant correspond à une vision frontale cequi est en contradiction avec les indications de profondeur.

Ajustement automatique, base 1 cm

Comme les prises de vue sont faite par un déplacement strictement perpendiculaire à l'axe de visée, du fait de l'utilisation du pied et de la réglette, on peut utiliser un ajustement manuel simple dans SPM; ce qui a été réalisé pour la première des 3 vues de ce stéréoscope dans la partie précédente.

Cependant ce problème de l''ajustement automatique reste très exceptionnel. Et quand cela se produit, on peut être alerté par les valeurs des corrections ; dans le cas présent, Taille : G +0,7% D -0,8% ; Perspective V : G -0,7 dg D +1,1 dg ; Perspective H : G -0,7 dg D +1,1 dg. On voit aussi tout de suite des bords rouges et bleus notables dans l'affichage anaglyphe.
Cela n'aurait rien d'anormal pour un prise de vue cha-cha, mais pose problème avec pied et réglette.
Les autres ajustements automatiques laissent la plupart des correctiosn à zéro et des bords très fins dans l'affichage anaglyphe.

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Arrière-plan, parallaxe admissible...

Dans le cas de prise de vue en studio, l'absence d'arrière-plan rend tolérable une grande base; ainsi, on peut estimer dans l'exemple du stéréoscope que la base de 3 cm amène un relief intéressant. A l'inverse il est très vraisemblalbel qu'avec un arrière plan tant soit peu éloigné, il faille avoir une base beaucoup plus réduite. la question est alors : est-ce qu'avec une base de 1cm, on garde encore l'impression de relief dans cet exemple.

Le problème de la trop grande parallaxe de l'arrière-plan se pose souvent en format portrait pour nombre de proxi-photo hors studio (fleurs, insectes...). La limitation de la déviation maximum à 4,3% (ou autre valeur proche) de la largeur de l'image est alors mise en question. On trouve des éléments de discussion à ce sujet sur le forum de discussion images-stéréo.

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Et la macro ?

Dans le glossaire (du Wiki) la macrostéréoscopie est définie comme "Image stéréoscopique obtenue avec une base courte, permettant de représenter en relief des petits objets."

Cependant à l'époque du 24x36 argentique, on réservait le mot "macro" à des sujets de taille inférieure à la taille du capteur, soit un maximum de 24 mm x 36 mm.

Mais, en stéréo, pour un premier plan à 1 mètre, il faut souvent opter pour une base courte. Cela conduit à distinguer la "proxi-stéréo" qui concerne des petits objets de quelques centimètres à quelques décimètres, de la "macro" qui nécessite des réglages plus précis.

Sur le site SCF (wiki) on trouvera des articles de Marcel Couchot sur un "banc macro-stéréo", avec d'abord un objectif descendant au rapport 1:1 sur canon 50D à capteur APS (article de 2011) : Banc macro stéréo CANON 50D + EF-S 60mm

Ce banc est assez simple : Trépied, Chariot de décalage Novoflex, Canon 50D et EF-S 60mm Macro, Spots 12 LED, l'objet est sur une table basse. Voir la photo en côte-à-côte sur la page de l'article: (Il y a un lien vers une image anaglyphe.) Cela est complété par un article sur un essai de flash annulaire : Studio macro stéréo flash annulaire MR-14EX

Il a ensuite réalisé un banc macro photo stéréo à axes de visée convergents avec un objectif autorisant des rapports de grandissement allant de 1:1 à 5:1. Article : Studio macro stéréo en vues convergentes (juillet 2011).

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Annexe : paramètres des prises de vue

Prise de vue Jean Pierre Santiano, Nikon plein-format D750 avec Macro NIKON 60mm F2.8, Macro SIGMA 150mm F2.8, objectifs permettant le rapport 1 sans additif à F2.8, la distance minimale est de 38 cm pour le SIGMA & 20 cm pour le NIKON.

Règle du 1/30ème ramenée à une focale de 50 mm (plein format) : base = (D-Min/30) * (Focale/50) ;
Soit avec focale 150 mm, base = D-Min / 10. Avec focale de 60 mm base = D-Min / 25.

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