Un petit article sur les distorsions dans le monde de la photographie. Sujet un peu technique mais qui reprend quelques bases élémentaires nécessaires à son approfondissement.
Tout d’abord il est bon de rappeler que la distorsion optique est présente sur tous les clichés et ce quelque soit l’objectif utilisé. En effet la distorsion est une aberration géométrique inhérente à la fabrication des objectifs. Une lentille (tout comme notre pupille) est bombée et il apparait de ce fait des distorsions quand les conditions menant à l’approximation de Gauss ne sont plus respectées. Cette distorsion entraine une courbure des lignes droites du sujet photographié. Le base des distorsions étant qu’un objectif photographique ne respecte pas les proportions du sujet photographié entre la partie centrale et les parties périphériques de l’image.
Caractérisation
Il faut savoir que deux types de distorsions peuvent apparaitre et ces dernières sont très visibles en photographiant des grilles comme dans la suite…
La distorsion en barillet
L’objectif produit une image plus grande de la partie centrale du sujet.
En conséquence, les lignes droites du sujet sont incurvées vers l’extérieur.
Un objectif grand angle produit typiquement une distorsion à barillet.
La distorsion en croissant
L’objectif produit une image plus petite de la partie centrale du sujet.
En conséquence, les lignes droites du sujet sont incurvées vers l’intérieur.
Un téléobjectif produit (généralement de manière modérée) une distorsion en croissant.
L’exemple par l’image
Les exemples qui suivent ont été sélectionnés de manière à bien faire ressortir la distorsion en barillet en croissant. Un objectif produit rarement des distorsions aussi importantes (j’ai d’ailleurs utilisé un logiciel pour accentuer la distorsion)…
La distorsion en barillet
La distorsion en croissant
Calculer une distorsion
En premier lieu, précisons que la distorsion d’un objectif se mesure toujours en pourcentage. Conventionnellement une distorsion en barillet est déterminée avec un pourcentage positif contrairement à une distorsion en croissant qui est déterminée avec un pourcentage négatif.
La photo a une hauteur 914mm et une largeur de 1372mm. On note une déformation en croissant au niveau du bâtiment jaunâtre qui n’est donc pas parallèle (contrairement à la réalité) au bord droit du cliché. On tire une droite parallèlement au bord. Cette dernière doit passer par le point de distorsion le plus proche de ce bord.
Grâce à une sélection elliptique, on marque la distorsion (représentée par une courbure). Dans le cas présent : le mur du bâtiment. On mesure l’écart entre ces deux lignes à l’endroit où il est le plus important. Dans le cas présent : 12 millimètres.
Le calcul de la distorsion horizontale nécessite l’écart et la hauteur. Celui de la distorsion verticale nécessite l’écart et la largeur. Dans le cas présent : écart (12mm) et hauteur (914mm). Ce simpliste calcul nous indique que nous sommes en présence d’une distorsion horizontale de -1,31%.
Seuils de distorsions et tolérances
Chacun fixe ses propres tolérances au niveau des pourcentages de distorsions, néanmoins celles retenues par le magazine Chasseur d’Images sont souvent adoptées par le plus grand nombre. Les voici…
De 0 à 0,3% : Négligeable
De 0,3 % ou 0,4 % : Peu sensible,
De 0,5 % ou 0,6 % : Sensible,
De 0,7 % à 0,9 % : Très sensible,
De 1 % ou plus : Gênante.
Limiter les distorsions
Dans cette partie je vais évoquer quelques “astuces” pour limiter au maximum les distorsions. Ces dernières sont généralement le (mauvais) fruit d’un objectif mal adapté ou de mauvais réglages au moment de la prise. La récupération des distorsions sera abordée dans la prochaine partie.
Le choix de l’objectif
De manière générale (que ce soit pour limiter les distorsions ou tout simplement pour obtenir le meilleur cliché) il est préférable d’utiliser un objectif à focale fixe. Cela est déjà une excellente chose et votre budget vous dictera probablement la gamme. Optez également pour l’ouverture la plus large possible (environ f/1,2 pour un 50mm par exemple). Un objectif à focale variable est beaucoup plus polyvalent néanmoins sa construction requiert un grand nombre de lentilles ce qui le rend aussi plus lourd et plus exposé aux distorsions.
Idéalement un objectif construit de manière parfaitement symétrique au niveau de la forme des lentilles, de leur dispositions et leur indices de réfraction ne produirait aucune distorsion.
Dernier point : les plus importantes distorsions apparaissent en utilisant des objectifs grand angle à focale fixes. Les objectifs de type fisheye en sont le parfait exemple.
Le réglage de l’ouverture
De part la forme bombée d’une lentille, les distorsions sont beaucoup plus présentes sur les bords de cette dernière alors qu’elles sont quasi-inexistantes au centre. Dans le seul but de limiter les distorsions, il est donc judicieux d’utiliser l’ouverture la plus étroite disponible. Hélas cela reste purement théorique puisque une faible ouverture sous-entend aussi un faible volume de lumière absorbé par le capteur et donc un temps de pose plus long (qui demande un stabilisateur ou un trépied) et/ou une valeur ISO assez élevée qui risque de faire apparaitre du bruit (et donc une moins bonne netteté). L’art de la photographie…
Récupérer des distorsions
Plusieurs logiciels de traitement d’images permettent d’introduire une distorsion dans une image. J’utilise principalement le plugin “Lens Correction” intégré dans Adobe Photoshop. Pour l’instant les possibilités offertes me suffisent et les résultats sont à la hauteur de mes attentes. Dans la pratique il s’agit de corriger la distorsion obtenue à la prise de vue en produisant une distorsion opposée. Dans tous les cas cette correction entraine un léger recadrage de la photo dans la mesure où elle consiste à repousser vers les bords de l’image des éléments de la photo qui s’en écartaient légèrement. Elle a aussi l’inconvénient de majorer le phénomène de marche d’escaliers, ce qui revient, en pratique, à diminuer la résolution de la photographie (d’où l’utilité d’utiliser des hautes résolutions lors de la prise de vue).
L’autre logiciel incontournable est bien sûr le grand DxO Optics Pro qui permet notamment, après chargement du “profil” de l’objectif utilisé, de corriger automatiquement la distorsion.
Démonstration en vidéo
Remarques
Mon faible niveau de connaissance dans l’argentique ne m’a pas poussé à développer plus le sujet des distorsions sur ce type d’appareils. Il peut tout de même être utile de préciser que la récupération des distorsions était déjà possible grâce à d’autres méthodes employées en laboratoire. Dans le même ordre d’idée, ma faible expérience dans les objectifs à décentrement et bascule m’a obligé à ne pas m’étaler sur le sujet. Qui plus est, ces derniers s’adressent vraiment à des photographes très expérimentés.
Suggestions/Améliorations ?
J’ai rédigé cet article en me basant sur ma connaissance des produits et mon expérience de photographe amateur et j’espère donc que ce dernier pourra rendre service au plus grand nombre. Néanmoins je suis loin de prétendre qu’il ne contient aucune erreur ou qu’aucune amélioration ne peut être apportée. De ce fait, si vous voyez des choses à rectifier, compléter ou ajouter et bien… n’hésitez pas à me le faire savoir 
Et nous terminons tout en finesse…
Jeu de briques
Snake
Pacman
Bubble