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Vérifier le réglage d'une tête panoramique

L'orientation de l'appareil change - la pupille d'entrée doit rester au même emplacement

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Le centre de la pupille d'entrée reste au même emplacement quand l'appareil tourne autour des 2 axes de la tête. On voit en effet ci-dessus que sur une tête bien réglée les 2 axes de rotation (en jaune) se coupent toujours exactement là où se trouve le centre de la pupille d'entrée.

Prendre des photos dans des directions différentes mais toutes les prendre exactement à partir du même point

On peut trouver sur Internet beaucoup de méthodes pour déterminer le NPP d'un objectif [1] c'est à dire en français le point sans parallaxe ou pupille d'entrée de l'objectif. Le grand classique du genre est celle d'Alain Hamblenne, "La Grille" : [2] d'autres méthodes s'en sont fortement inspirées, dont celles décrites par John Houghton [3].

Tous ces réglages sont aussi décrits dans le manuel ou la page web de chaque tête panoramique.

Ma méthode (nouvelle, me semble-t'il) nécessite un second appareil photo numérique et un second trépied ...ce qui suggère une rencontre avec un autre photographe ou l'organisation d'une "journée NPP" dans un photo club! Elle est plutôt intuitive. Même si vous n'avez pas l'intention d'utiliser une tête panoramique, jeter un oeil sur les illustrations devait vous donner une bonne idée de ce à quoi il faut tendre en tenant l'appareil à la main ou en utilisant seulement un trépied ou un monopode. Le plus intéressant est qu'elle permet d'évaluer l'erreur résiduelle : on peut bien sur rêver du trépied et de la tête panoramique les plus précis, les plus exacts et les plus fidèles possibles mais l'un et l'autre seront alors forcément lourds, encombrants et chers. On peut au contraire rechercher un compromis efficace en comparant l'erreur résiduelle de différentes solutions.

Après avoir réglée une tête Nodal Ninja 3 pour un vieil appareil photo (j'ai choisi cet appareil datant de la plus haute antiquité pour cette présentation parce qu'il a un objectif dont la pupille d'entrée est très visible) j'ai fait une série de photos de la tête et de l'appareil orientés dans différentes directions (30° à gauche, 30° à droite, etc.) Sur ces photos les croix jaunes sont à un emplacement fixe (du moins aussi fixe que l'était l'appareil sur pied qui a servi à prendre ces photos). Comme cette pupille d'entrée fait sensiblement 1 mm de diamètre, sa taille peut servir de repère pour évaluer le déplacement: je trouve que la précision atteinte est excellente (voir les photos agrandies en bas de la page.)

Une autre méthode de réglage d'une tête

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Il faut toujours commencer par ces deux réglages qui sont plutôt faciles


Pour les réglages (1) et (2), si l'objectif permet une mise au point rapprochée, l'idéal est d'en profiter et d'utiliser au maximum l'écran arrière. Avec un téléobjectif c'est moins commode, il faut avoir l'oeil affûté. Le réglage (1) est à faire une fois pour toute pour chaque appareil alors que le réglage (2) est à refaire à chaque fois qu'on installe l'appareil sur la tête (placer un repérage sur la semelle de l'appareil sera donc une bonne idée.)

Les deux buts à atteindre sont que l'axe de l'objectif- en rouge sur l'illustration ci dessus - soit vertical quand le niveau à bulle de la tête (en bas à droite sur l'illustration) est bien centré et qu'en même temps cet axe rouge passe bien au millieu du disque jaune que j'ai posé sur la tête.

Une fois ces réglages (1) et (2) réalisés, quand on l'orientera vers l'horizon l'appareil ne sera ni trop à gauche ni trop à droite - réglage (1) - et l'axe de l'objectif sera horizontal en même temps que le repère pointé par le mot "Aligner" sur l'illustration sera sur zero, ce qui correspond au réglage (2).

Le troisième règlage consiste à faire en sorte que dans la même position horizontale l'appareil ne soit ni trop en avant ni trop en arrière.

Pour ce troisième règlage, le diaphragme et son petit trou en forme de losange étant très visibles il m'a suffit de mettre un Olympus E-330 sur un trépied bien rigide en face du Leicaflex installé sur la tête panoramique. J'ai mis l'Olympus en mode live view avec grossissement x 10 (l'image de l'objectif était plus grande que l'écran arrière), j'ai réglé la mise au point manuellement pour que la pupille d'entrée soit bien nette puis j'ai procédé facilement au troisième réglage de la tête : il m'a suffit de la faire tourner en regardant l'écran pour savoir comment modifier le réglage.

La méthode est transposable à d'autres appareils, je l'ai aussi utilisée avec un compact qui photographiait l'Olympus installé sur la tête panoramique:

- pour bien voir la pupille d'entrée il suffit de placer une lampe ou une fenêtre derrière l'oculaire du viseur (si possible fermer le diaphragme en utilisant la commande "test profondeur de champ")

- la visée sur l'écran arrière d'un compact ou la visée live view de l'Olympus sont très commodes mais prendre une photo avec n'importe quel appareil numérique puis l'afficher sur l'écran AR en zoomant au maximum revient exactement au même.

- pour évaluer l'amplitude du déplacement du NPP il suffit de placer dans la photo une règle graduée à la même distance que le NPP.


Comment évaluer la précision

L'idée de base est une sorte de règle de réciprocité : par exemple si vu à 2 mètres de distance le NPP de l'objecif à vérifier bouge de 1 mm alors l'erreur de parallaxe pour un objet situé à 2 mètres sera elle aussi de 1 mm (on peut l'exprimer en millimètres au niveau de cet objet ou en pixels au niveau du capteur.)

Pour évaluer le réglage d'une tête pour un objectif de 50 mm ou équivalent je propose donc de prendre des photos successives de l'appareil installé sur sa tête panoramique :

- en faisant tourner cette tête de 20° entre chaque photo

- en photographiant en même temps que l'appareil et la tête une règle graduée en millimètres placée à la même distance.

On mesurera ensuite sur les photos le nombre de millimètres dont le centre de la pupille d'entrée bouge d'une photo à la suivante. Ce nombre de millimètres correspond à l'erreur de parallaxe résiduelle quand on utilise la tête et l'objectif en question et on peut à l'aide des chiffres approximatifs ci-dessous et en fonction de la distance de l'objet net le plus proche dans un panorama se faire une idée du nombre de pixels dont se décalera cet objet (1 pixel c'est invisible, 10 pixels c'est très visible, 100 pixels c'est difficile à rattraper.)

Un objectif 50 mm monté sur un 24x36 couvre un champ angulaire horizontal de 27° en orientation portrait donc un pixel sur le capteur correspond approximativement à:

- 1 mm à la distance de 5 m

- 0.5 mm à la distance de 2.5 m

- 0.2 mm à la distance de 1 m


Pour un objectif équivalent à 300 mm en 24x36 (champ horizontal en orientation portrait 4.6°) un pixel sur le capteur qu'on décale de 4° entre chaque photo correspond (toujours approximativement) à:

- 1 cm à 300 m

- 1 mm à 30 m

- 0.1 mm à 3 m

Pour un fisheye donnant une image rectangulaire couvrant tout le capteur je propose la distance de 1.5 m (le sol le plus proche de l'appareil), un champ angulaire horizontal de 100°, un décalage entre les vues de 60° (6 photos pour 360°). D'après mes calculs ça fait 1 mm par pixel à cette distance de 1.5 m (100°/360°) x (2 pi x 1.5 m) / 2350 pix

Les valeurs proposées ci-dessus suggèrent que la précision nécessaire varie beaucoup selon le type du panorama (donc selon le type d'objectif utilisé), selon le nombre de pixels de l'image finale et selon la distance des objets nets les plus proches: si on veut réaliser une mosaïque haute-deffinition on risque d'avoir des problème avec un arbre situé à quelques dizaine de mètres qui se détache sur les lointains. La même erreur sera parfaitement invisible sur un QTVR parce que, vue par le fisheye, elle occupe beaucoup moins qu'un pixel. Pourtant il est bien connu que pour les panoramas pris à l'intérieur il faut une tête panoramique? la réponse est à mon avis qu'à l'intérieur d'une maison une erreur de 10 cm (courante si on tient l'appareil à la main sans précaution particulière) est tout à fait inacceptable mais qu'on a pas forcément besoin d'une précision de 1 mm (1 mm c'est cent fois plus petit que 10 cm et de toute façon sur un fisheye le NPP n'est pas le même pour toutes les partie de l'image (2 ou 3 mm de différence d'après ce que j'ai cru mesurer.)

Au risque de vous surprendre, je résumerai les choses de la manière suivante:

Si on la mesure en millimètres, l'erreur de parallaxe ne varie ni en fonction de l'objectif utilisé ni de la distance des objets (si elle est de 2 millimètres au niveau de l'objectif elle reste de 2 de millimètres pour un objet à quelques centimètres de l'objectif comme pour les étoiles.) Ce qui varie, et cette variation est énorme d'un cas à l'autre, c'est l'angle sous lequel on voit cette erreur:

- plus le champ angulaire de l'objectif est grand moins on voit les erreurs

- plus le capteur comporte de pixels plus on voit les erreurs

- plus les objets nets sont éloignés moins on voit les erreurs

- plus la profondeur de champ est grande plus on voit les erreurs


N'hésitez pas à vérifier les calculs et discuter de la méthode sur le forum!

Il serait intéressant de photographier pour les mesurer les déplacements du NPP pour un même couple appareil/objectif avec un trépied léger / un trépied haut de gamme, en appuyant avec l'index sur le déclencheur de l'appareil ou en déclenchant à distance, en utilisant un monopod (avec ou sans tête pano), et enfin en tenant l'appareil à la main. C'est un vaste programme mais si ça permet de choisir le matériel le plus adéquat, d'arriver à s'en passer quand il le faut ou d'identifier le maillon faible d'un ensemble, au prix du kilo de tête panoramique ça vaut le coup!

Ci-dessous des portions agrandies des même photos de la tête en action. Les lignes jaunes (les axes de la tête) sont solidaires de l'appareil qui a pris les photos alors que le point rouge à été placé au centre de l'image du diaphragme (pour voir le point rouge il faut cliquer sur l'image).


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