Focus stacking et hyper macro
Vous êtes déjà passé par mon article « réalisez un gros plan » et vous souhaitez aller encore un peu plus loin dans ce type de sujet technique ? Vous êtes sur la bonne page, vous allez explorer ici l’univers de la macro à très fort grossissement.
Les fanatiques de gros plan s’en rendent très rapidement compte, plus on essaye de réaliser une image avec un grossissement important plus la gestion de la profondeur de champ est délicate. Effectivement, pour une même valeur d’ouverture, plus le grossissement sera important et plus la profondeur de champ sera réduite. Il est alors régulièrement difficile d’obtenir un sujet net dans son entièreté dès lors qu’on expérimente avec la réalisation d’images au-delà du rapport 1:1. Pour pallier cela, une technique bien connue des macrophotographes existe : le focus stacking.
Intérêt du focus stacking et Principe :
Sur le papier le principe est très simple : le focus stacking, appelé aussi “zédification”, consiste à réaliser plusieurs images d’un même sujet en décalant la mise au point entre chaque image. On obtient alors une « pile » d’images du même sujet dont la zone de netteté, sur l’ensemble de la pile, couvre l’entièreté du sujet. Il « suffit » ensuite de traiter cette pile d’images dans un logiciel permettant de compiler toutes les plages de netteté de la pile pour ne former qu’une seule image finale à la netteté « étendue ».
Dans les faits, c’est un peu plus technique car chaque étape comporte ses difficultés, et plus le grossissement est important plus les difficultés techniques s’accentueront. La principale contrainte est que le sujet doit rester immobile au moment de la réalisation de la pile d’images. Pour des grossissements de 2X à 3X la réalisation sur des sujets vivants, mobiles et calmes peut encore être envisagée. Au-delà, cela sera beaucoup plus compliqué, voire impossible à réaliser. Pour vous donner un exemple, je réalise souvent des piles de plusieurs centaines d’images dont le temps total de réalisation des prises de vues est de l’ordre de 30-45min. C’est pour cela que la plupart des très gros plans sont réalisés sur des individus morts/naturalisés, ou sur des stades immobiles. Il y a donc un aspect éthique concernant la provenance des sujets « animaux » à considérer derrière ce type d’image.
Ethique et focus stacking :
Comme expliqué ci-dessus, la réalisation d’images d’arthropodes en focus stacking nécessite que le sujet photographié soit immobile ou mort. Le risque est donc de vouloir passer son temps à récolter tout ce qui bouge dans la nature et à euthanasier ces sujets pour pouvoir leur tirer le portrait. Un comportement plus que discutable, à proscrire.
Pour ma part, j’ai dû me lancer avec cette technique dans le cadre de mon activité professionnelle principale. Le projet était de refaire la photothèque de la société pour laquelle je travaille (Bioline Agrosciences France, entreprise commercialisant des insectes et macro-organismes utiles aux agriculteurs). Je me suis donc dans un premier temps focalisé sur des organismes issus de nos élevages industriels.
Par la suite, j’ai réalisé quelques images d’insectes trouvés pendant mon temps libre. Mais pas question d’impacter les populations d’insectes sauvages. Pour cela, je me contente simplement de photographier:
- Des individus trouvés morts (par exemple : un frelon européen trouvé mort devant mon labo au moment où je me lançais dans le focus stacking, c’est ce qu’on appelle la destinée).
- Des bestioles nuisibles qui peuvent s’incruster chez moi (j’ai récemment subi une invasion de mites alimentaires, j’ai trouvé des grains d’orges infestés par des charançons, quelques charançons rouges du palmier capturés sur mon balcon, quelques drosophiles qui colonisent ma corbeille de fruits, les moustiques…).
- Des individus qui se sont retrouvés coincés dans mon appartement et/ou qui ont subi le courroux de mon chat ou de mon chien (cousins, papillons… les propriétaires de chat savent de quoi je parle…).
- Des organismes pour lesquels la perte d’un individu ne risque d’impacter ni la population, ni l’espèce (une fourmi parmi une colonie de plusieurs milliers d’individus).
- Des insectes naturalisés, issus d’élevages. Pour avoir déjà exposé mes images lors d’un salon entomologique, où j’ai vu circuler et exposer des collectionneurs éthiquement peu fréquentables, il est nécessaire de s’assurer de la provenance de ces échantillons dans ce genre de salon ou sur internet. En somme, le problème éthique est reporté à l’origine de la souche d’élevage.
Maintenant que le point de vue éthique de la pratique est posé nous allons voir quel est le matériel de base nécessaire à la réalisation des piles d’images.
Le matériel de base pour le focus stacking :
Le mode « focus bracketing » de votre boîtier :
Les boîtiers récents disposent souvent d’un mode intéressant pour une initiation au focus stacking sans devoir forcément investir dans du matériel supplémentaire. Il s’agit du mode « focus bracketing ». Ce mode fonctionne avec le moteur de l’autofocus de votre objectif. Vous indiquez simplement de manière empirique la profondeur du sujet que vous souhaitez couvrir et la taille des pas entre chaque image. Une fois que vous déclenchez, l’appareil va réaliser une rafale en décalant la mise au point entre chaque image à l’aide du moteur de l’objectif. Cela demande un peu de prise en main pour estimer les valeurs de profondeur et de pas. C’est un mode assez simple à utiliser, qui peut être utile pour réaliser des stacks sur des sujets ne nécessitant pas des grossissements importants (comme des photos de bijoux par exemple). Cependant pour des sujets plus petits ce mode ne sera pas suffisamment précis. Et par définition, il faut que votre objectif ait un mode autofocus. Ce qui n’est pas le cas de la plupart des objectifs macro et des montages optiques permettant des grossissements importants.
De manière globale, en macro nous n’utilisons pas l’autofocus. La mise au point est réalisée en déplaçant le couple boîtier-objectif pour faire la mise au point en avançant et en reculant. Pour le focus stacking on utilise souvent un rail micrométrique pour réaliser ce déplacement de manière précise entre les prises de vues. Celui-ci peut être manuel ou automatique.
Le rail micrométrique manuel :
Le rail micrométrique consiste en un support sur lequel est fixé votre appareil et d’une vis sans fin, permettant de le déplacer de manière plus ou moins précise sur un axe. C’est la rotation du pas de vis qui va vous permettre de réaliser le mouvement avant arrière de votre boîtier pour parcourir la profondeur de votre sujet. Il existe des rails à un peu tous les tarifs imaginables (de quelques dizaines à plusieurs centaines d’euros) et de qualités correspondantes. Pour réaliser des piles d’images propres il faut donc identifier les rails permettant de réaliser des pas précis/répétitifs entre chaque image. L’utilisation de la vis doit être fluide afin d’éviter que la force nécessaire pour déplacer le rail ne décale la visée sur le sujet. Selon le grossissement que vous souhaitez réaliser ce type de rail peut suffire. Mais lorsque vous souhaitez réaliser des piles de plusieurs centaines d’images, la manipulation risque d’être un peu usante. Pour ma part, je n’utilise pas ce type de rail pour la réalisation des images en elles-mêmes mais pour le placement du sujet devant l’optique. Nous y reviendrons plus tard.
Le rail micrométrique automatique :
Plus chers (plusieurs centaines d’euros) mais tellement plus pratiques, les rails micrométriques automatiques sont des rails motorisés et pilotés à l’aide d’un petit boîtier de commande. Le principe est simple, il suffit d’indiquer le pas que nous souhaitons réaliser entre chaque image, de lui indiquer à quel endroit nous souhaitons commencer et finir la pile d’images, et d’appuyer sur « play ». Le boîtier de commande réalisera alors le déplacement du rail de manière précise entre les images, il respectera un temps de pose (modulable) entre chaque déplacement pour laisser le temps à votre appareil photo de figer la scène. Une connexion entre le boîtier de commande et votre appareil photo permettra de déclencher de manière automatique les prises de vues à chaque pas.
La plupart des fabricants propose également plusieurs accessoires intéressants qui vous permettront de faciliter le placement de l’ensemble rail + appareil photo par rapport à votre sujet ou inversement. Des systèmes de batteries sont également adaptables pour une utilisation en extérieur. Certains modèles sont plus ou moins précis et permettent de réaliser des grossissements importants selon la précision du pas entre chaque image (jusqu’à X100).
Voici quelques exemples de fabricants : MJKZZ ; Wemacro ; Cognysis
En plus de vendre du matériel, leurs sites internet fourmillent d’informations techniques sur le focus stacking et le matériel lié à cette technique. N’hésitez pas à les parcourir, vous y apprendrez beaucoup de choses.
Empilement et retouche :
Une fois que vous avez réussi à faire votre pile d’images, il faut maintenant réussir à compiler toutes les zones de netteté pour ne former qu’une seule image finale à la profondeur de champ étendue. C’est faisable dans Photoshop, mais uniquement pour des piles d’une dizaine d’images environ. Au-delà , le logiciel peine à assembler le stack final. Lorsque vous réalisez des stacks de plusieurs centaines d’images il est donc plus judicieux de passer par un logiciel dédié qui fera le job en 3 clics. Les plus connus sont Helicon focus et Zerene Stacker. Ils sont utilisables gratuitement pendant un mois avant de devoir passer à l’achat d’une licence (de quelques dizaines d’euros jusqu’à plusieurs centaines d’euros selon la version).
Une fois que vous avez bien déterminé quelles sont les images à empiler, il suffit de charger l’ensemble des fichiers dans le logiciel et de choisir le mode de fusion des images. Il en existe plusieurs qui sont plus ou moins adaptés à différents sujets. N’étant pas spécialiste, je ne les détaillerai pas ici, mais les spécificités de chacun sont facilement trouvables dans l’aide du logiciel en lui-même, sur les sites des concepteurs ou sur les forums de fanatiques du stacking. Pour ma part j’utilise Helicon focus avec la méthode d’empilement C et un lissage au minimum. J’ai été satisfait de mes empilements de gros plan d’insectes réalisés de cette manière.
Après empilement, le travail n’est pas terminé. Vous allez vous rendre rapidement compte que l’image finale nécessite pas mal de retouches. Dans les logiciels dédiés au stacking il existe un outil de retouche qui permet de corriger rapidement des erreurs d’empilement ou de ramener quelques détails disparus. L’outil correspond à l’outil tampon de Photoshop. Mais au lieu de « tamponner » à partir d’une autre zone de l’image, il se base sur une des images sélectionnées de la pile.
Autre retouche importante : l’élimination des poussières ! Plus vous réalisez une image à un grossissement important plus la moindre poussière est visible sur l’image. C’est d’autant plus vrai lorsque cette même poussière est superposée plusieurs centaines de fois. Il se forme alors des traînées de points sur l’image finale, qu’il faut éliminer à l’aide de votre logiciel de retouche préféré.
Autre retouche importante : Les artefacts liés à l’empilement et à la technique. Vous vous apercevrez que régulièrement les bords de votre sujet risquent de présenter des sortes de halos diffus. C’est d’autant plus visible sur les poils. C’est tout simplement lié à la superposition des images et aux volumes de votre sujet. Le logiciel superpose les plans de netteté mais fait une sorte de moyenne sur ce qui est autour. Donc sur les arrière-plans il va renvoyer des textures liées à ce qu’il a détecté sur tout l’ensemble de la pile, comprenant donc également la silhouette floue de votre sujet sur une partie des images de la pile. C’est encore plus le cas lorsque vous photographiez un sujet posé sur un support. Par exemple, si vous posez un insecte sur une feuille et que vous réalisez une pile d’images pour avoir à la fois l’insecte et la feuille nets. Lorsque vous arriverez aux images pour lesquelles la mise au point sera faite sur la feuille, votre insecte sera flou sur la feuille. Sur l’image finale issue de l’empilement vous aurez alors un insecte net, entouré d’une zone un peu vaporeuse sur la feuille support. Il faudra donc jouer avec l’outil retouche du logiciel de stacking ou avec Photoshop pour éliminer ces artefacts. Le même phénomène peut également se produire sur les zones de brillance. Selon la mise au point ce reflet ponctuel peut former un halo plus ou moins large qui formera sur l’image issue de l’empilement le reflet entouré d’un halo plus ou moins diffus
Vous l’aurez compris, il y a un gros travail de post-traitement sur la production d’une image en focus stacking. C’est une chose qui a été assez perturbante pour moi qui étais habitué à ne pas passer plus de 5 minutes sur le traitement de mes proxi-photographies. Pour les stacks les plus complexes, il faudra compter plusieurs heures, voire plusieurs jours pour un résultat « propre ».
Outre ces aspects techniques sur la zédification et le post-traitement il y a également un aspect matériel non négligeable concernant les optiques à utiliser pour la réalisation de ces images de détails et très gros-plans. Selon le grossissement souhaité, les difficultés ne seront pas les mêmes.
Grossissements de 1X à 5X :
Pour ces valeurs classiques, des optiques macro habituelles pourront être simplement utilisées. Un classique 100 mm macro avec quelques complément optiques pour augmenter ses capacités de grossissement (bagues allonge, soufflet, bonnettes macros…) suffira. J’ai par exemple déjà expérimenté le couple 100 mm macro (et son grossissement maximum de 1X) et jeu de 3 bagues allonge (totalisant 68 mm de longueur), qui m’avait permis d’atteindre un grossissement de l’ordre de 2X. D’autres optiques permettent par construction d’atteindre directement cette gamme de grossissement comme le célèbre canon MP-E 65 et certaines optiques Laowa.
Vous avez également la possibilité de réaliser des images à ces rapports de grossissement avec des montages optiques utilisant des objectifs d’agrandisseurs (jusqu’à des rapports de 4X) ou des optiques de microscope. A ces rapports de grossissement, je n’ai jamais utilisé ce type de matériels. Je n’ai, pour le moment, utilisé des optiques de microscope qu’à partir de 10X (voir plus bas) et je n’ai tout simplement jamais utilisé d’optiques d’agrandisseurs.
Grossissements au-delà de 5X :
Compléments optiques :
Si vous disposez déjà d’une optique permettant d’aller jusqu’à 5X, vous pouvez, comme avec un 100 mm macro, rajouter des compléments optiques permettant d’augmenter le grossissement. Vous pouvez ajouter une bonnette macro à condition que votre optique dispose d’un filetage permettant cette adaptation, ce qui n’est malheureusement pas le cas du Laowa 25 mm F2.8 Ultra Macro 2.5-5x, par exemple. Les bonnettes Raynox sont des bonnettes réputées de bonne qualité. En utilisant la bonnette Raynox MSN-505 (qui a une valeur de dioptrie de 32) couplée à mon MP-E 65 j’ai approché des grossissements de l’ordre de 10X. Ce montage m’a permis de réaliser un premier pas dans cette gamme de grossissement bien que la qualité optique du résultat ne soit pas optimale sur l’ensemble de l’image. J’ai également testé le rajout d’un multiplicateur de focale (1,4X) sur le trajet optique. Mais le résultat ne m’a pas convaincu, cela manquait cruellement de piqué. Il est à noter également que, comme avec des bagues allonges, l’ajout de bonnette induit un raccourcissement de la distance de mise au point. Avec la bonnette MSN-505 sur le MP-E65, cette distance n’est plus que de quelques millimètres entre le sujet et la lentille frontale. On se retrouve donc rapidement à « taper » dans le sujet. De plus, le placement de l’éclairage devient délicat pour éviter de projeter l’ombre de l’optique sur le sujet.
Un montage un poil plus technique permet cependant d’accéder à des grossissements beaucoup plus importants, une meilleure qualité optique et une distance de travail « confortable » (de l’ordre du centimètre) : les optiques de microscope.
Objectifs de microscope :
Les caractéristiques d’une optique de microscope :
Vous connaissez tous les acronymes et spécifications des optiques classiques des reflex et des hybrides ? Dommage, cela ne vous servira absolument pas dans le vaste monde des optiques de microscope. Dites-vous qu’il existe autant de type d’optiques que de domaines d’utilisation de la microscopie (médicale, métallographie, industrielle…), de type d’échantillons observables, de type d’éclairage utilisable… Chaque optique possède ses spécificités optiques à respecter et elles ne sont pas toutes adaptées à notre sujet. D’une marque à l’autre, la longueur de tube (c’est-à-dire, la distance à laquelle se forme l’image, la taille du pas de vis du culot de l’optique… sont aussi variables. Il est donc plus que recommandé de bien se renseigner sur ces optiques avant de se lancer. Heureusement, il existe une multitude de sites et forums sur le net permettant d’essayer d’y voir plus clair. Je vous conseil également la lecture du livre « La macrophotographie — au-delà du rapport 1:1 » pour vous aider à comprendre ce vaste monde.
Pour ma part, ce qui m’a paru le plus « simple » à utiliser furent les optiques dites « à l’infini », « M », « plan » et « APO ».
Les objectifs « M », pour Métallographie, sont à la base utilisés pour observer des échantillons métalliques pour en comprendre la structure. Ils servent donc à observer la surface d’échantillons opaques via un éclairage par le dessus (comme nos sujets en macrophotographie, c’est de l’épiscopie) et non pas par transparence (comme pour l’observation médicale, où là c’est de la diascopie).
Souvent, ces optiques disposent également d’une distance de travail (WD, pour Working Distance) importante (de l’ordre du centimètre). C’est un paramètre à bien considérer car beaucoup d’optiques ne disposent que d’une distance de travail de quelques millimètres. J’ai déjà essayé d’utiliser les objectifs de microscope de mon travail dont la WD n’était que de 1,2 ou 0,6 mm et entre la difficulté de mise au point et le placement de la lumière sur le sujet, j’ai très vite abandonné. Il vaut donc mieux privilégier les optiques avec de longues distances de travail.
Les objectifs « Plan » et « APO » sont des objectifs construits de manière à corriger les aberrations géométriques et chromatiques. « Plan » signifie qu’ils corrigent la courbure de champ sur 100% de la surface de l’image. « APO », pour ApoChromatique, signifie qu’ils corrigent les aberrations pour 3 couleurs (contrairement à Chromatique où les corrections sont sur 2 couleurs).
Les objectifs « à l’infini » sont des objectifs qui forment à leur sortie des rayons optiques parallèles (dirigés vers l’infini). Il suffit alors de placer une lentille sur le trajet entre ce type d’objectif de microscope et votre appareil photo pour que les rayons forment une image sur le capteur. C’est ce qu’on appelle une lentille de tube. Une simple bonnette comme la Raynox DCR-150 permet de réaliser ce montage. Il faut noter que la dioptrie de la bonnette utilisée (la valeur de grossissement de la bonnette) impacte la valeur de grossissement de votre montage final. Une bonnette possédant une plus grande dioptrie engendrera un grossissement moindre sur le montage final. Il existe quelques formules mathématiques facilement trouvables sur internet pour calculer tout ça. Pour ma part, de manière empirique, j’ai identifié que mon Mitutoyo 20X couplé avec la Raynox DCR-150 (dioptrie de 4,8) engendre un grossissement de 20X et que le couple Mitutoyo 20X et Raynox DCR-250 (dioptrie de 8) engendre un grossissement équivalent à 10X.
D’autres types d’optiques de microscope sont bien entendus compatibles avec le genre d’images dont nous discutons ici. J’ai ici seulement détaillé ce que j’ai moi-même identifié comme paramètres importants à prendre en compte pour les images que je souhaitais réaliser. Il existe sur le net de nombreux forums où vous trouverez plus de renseignements et plus de références sur lesquelles vous baser.
L’adaptation sur le boîtier :
Comme je le disais ci-dessus, pour adapter une optique de microscope « à l’infini » sur un appareil photo, « il suffit » d’insérer une lentille sur le trajet optique entre l’objectif et le capteur : Il faut former une lentille de tube. Oui, mais comment ?
Physiquement, simplement avec des bagues adaptatrices dans tous les sens et un système vous permettant de jouer sur la distance bonnette-capteur (vous comprendrez plus bas pourquoi). Sur le site de MJKZZ, ou Wemacro, vous pouvez trouver un système vendu tout prêt. Il vous suffira de choisir la monture de votre boîtier, la monture de votre optique de microscope et d’inclure ou non une bonnette dans le kit.
Si vous êtes plus patient et économe vous pouvez réaliser vous-même un montage maison en vous calquant sur le kit proposé par MJKZZ. Pour ma part, je me suis basé sur le même montage que Javier Rupérez. J’ai utilisé un vieux soufflet Canon des années 70 (trouvé sur Ebay pour quelques dizaines d’euros) et quelques bagues d’adaptation entre les différents filetages et montures (trouvées facilement sur amazon et chez MJKZZ). J’ai également essayé les petits soufflets bas de gamme que vous pouvez trouver sur les sites de vente en ligne, à quelques dizaines d’euros, ils ne sont pas assez solides et, surtout, pas assez larges (un vignettage important se forme sur l’image).
Optiquement, pour réaliser un montage permettant de former l’image sur le capteur, il faut procéder de la façon suivante. Dans un premier temps, adaptez votre lentille de tube sur votre boîtier sans l’optique de microscope. Il faut qu’il y ait juste la bonnette au bout de votre tube/soufflet à distance réglable. Visez un point à l’infini (l’horizon, bâtiments lointains, la lune…) et faites varier la longueur de votre tube/soufflet pour faire la netteté sur ce point à l’infini. Une fois que la netteté est effectuée, serrez les pas de vis vous permettant de figer l’ensemble à cette distance. Vous pouvez maintenant ajouter votre optique de microscope sur votre lentille de tube. Vous remarquerez sans doute que l’image formée juste avec votre lentille de tube seule semble manquer de piqué et est un peu blafarde. C’est normal ne vous inquiétez pas, ce sera réglé en ajoutant l’optique par-dessus.
Ce montage vous permettra de monter plusieurs optiques avec un même système en changeant simplement le pas de vis nécessaire à l’optique. Cependant, il existe une possibilité encore plus économique si vous souhaitez tester ce type d’optique à moindre coût. Avec des optiques « à l’infini » on peut simplement utiliser un objectif d’appareil photo numérique classique comme lentille de tube en faisant la mise au point à l’infini. Il faut simplement que la longueur focale de l’objectif utilisé soit égale à la longueur de tube nécessaire au fonctionnement de l’optique de microscope. Cette longueur varie selon les fabricants : 200 mm pour les optique Nikon et Mitutoyo, 180 mm pour les optiques Olympus… Vous pouvez utiliser un zoom pour atteindre la longueur nécessaire. J’ai par exemple utilisé un canon 100-500 mm pour tester la faisabilité des optique Olympus de mon travail. Ce montage optique sera certainement de moindre qualité que les systèmes décrits plus haut mais il a le sérieux avantage de ne vous coûter que l’achat d’une bague d’adaptation au filetage de l’objectif que vous posséderiez déjà. Bien entendu, avec un zoom la qualité finale sera encore moins bonne qu’avec une focale fixe.
Où se fournir en optiques de microscope ?
Vous savez à quoi faire attention lors de votre recherche d’optique et comment réaliser le montage ; maintenant il n’y a plus qu’à en trouver une. Mais où ? Rapidement vous vous rendrez compte que l’achat de ces optiques neuves est inenvisageable étant donné leurs prix. Sur les sites spécialisés un Mitutoyo 20X neuf se trouve aux alentours de 2 300 €. Et le 50X n’est « qu’à 5 500 € »… Chez MJKZZ vous trouverez également ces optiques neuves dans la même gamme de prix. Mais le site propose également des optiques Nikon et des optiques génériques bien moins chères mais avec un grossissement maximum de 10X. En général, les gens se tournent donc vers le marché de l’occasion, Ebay restant la référence. Il arrive que de temps en temps des optiques apparaissent sur Le Bon Coin mais c’est beaucoup plus rare. Cependant vous pouvez en ce moment, y trouver l’optique qui m’a servi à refaire la photothèque des acariens de mon travail.
Depuis peu, une nouvelle solution s’offre à vous si vous souhaitez réaliser des images en très gros plans :
Le Laowa Aurogon FF 10-50x NA0.5 Supermicro APO
Le Laowa Aurogon FF 10-50x NA0.5 Supermicro APO :
C’est une nouvelle optique très originale proposée par Laowa. Il n’y a pas d’équivalent chez les autres fabricants d’objectifs d’appareil photo « classiques ». Laowa propose de pouvoir réaliser des grossissements de 10X à 50X et offre donc une alternative à ceux qui auraient souhaité se lancer dans l’aventure des forts grossissements avec des optiques de microscope. Le kit consiste en une base optique adaptable sur quatre tubes différents. La longueur des tubes détermine le grossissement du montage final (10X, 20X, 35X ou 50X).
Je ne l’ai pas testé mais ce système me semble avoir plusieurs avantages. C’est une optique conçue pour un appareil photo numérique, elle ne nécessite donc pas de bricolage puisqu’elle s’adapte comme un objectif classique. Elle offre une distance de travail confortable de 2 cm. Pour l’achat du kit (autour de 1 800 €) vous avez la possibilité d’obtenir 4 grossissements différents, alors qu’avec un système d’adaptation avec des optiques de microscope vous devriez acheter 4 optiques pour les mêmes capacités (sachant qu’un Mitutuyo 50X seul doit se trouver facilement d’occasion autour de cette gamme de prix).
N’ayant aucune idée de la qualité optique permise par ce système, j’étais quelque peu sceptique lors de sa présentation quant à la longueur des tubes (notamment à 50X). Cela me laissait penser que l’ensemble doit être très sensible aux vibrations. Depuis sa sortie, cette optique semble engendrer de bons retours. Bref, je n’ai aucune idée sur les possibilités et la qualité de cette optique, ne l’ayant jamais eu en main, sachez simplement que cela existe si le bricolage avec des optiques de microscope vous effraie.
Maintenant que vous savez à peu près tout sur les aspects matériels, il ne manque plus qu’à réussir à cadrer le sujet.
Placement du sujet :
Imaginez maintenant que vous ayez pour mission de réaliser des images d’acariens et que la plus grosse des espèces que vous avez à photographier ne mesure que 0,8 mm de long. Voilà la difficulté que j’ai dû affronter en me lançant dans le focus stacking à fort grossissement pour mon travail. Comment réussir à placer un tel sujet de manière « naturelle » pour pouvoir faire une bonne image et surtout comment réussir à le placer pile poil devant l’objectif ?
Pour réussir à faire prendre la pose à vos sujets naturalisés, il suffit d’utiliser ce qu’on appelle une loupe binoculaire, ou un stéréomicroscope, pour les visualiser confortablement. Pour les manipuler il faudra ensuite que vous utilisiez des pinces fines, pinceaux, aiguilles… Bref, des outils suffisamment fins avec lesquels vous serez beaucoup plus précis qu’avec vos gros doigts. Pour des « gros » sujets la loupe présente également un gros intérêt pour le nettoyage. Rien de plus rageant que de se rendre compte, après réalisation de la pile d’images, qu’une poussière se trouve sur l’œil de votre sujet. Alors qu’un simple coup de pinceau bien placé vous aurait permis de l’éliminer.
Les loupes binoculaires peuvent se trouver à des prix de quelques centaines à quelques milliers d’euros. Vous en trouverez facilement sur les sites de vente de matériel de laboratoire (VWR, Dutscher, Roth,…). Ces revendeurs étant à destinations des professionnels il vous faudra disposer d’un numéro SIRET pour pouvoir passer commande. Vous pouvez cependant vous orienter vers le marché de l’occasion ou vers des modèles et revendeurs plus « grand public » comme Bresser ou Naturoptic. Pour ma part, j’ai identifié qu’un modèle permettant grossissement optique de 40X serait suffisant pour mes sujets.
Votre sujet est maintenant propre et avec une pose « naturelle », comment réussir à le maintenir pile poil devant l’optique ? Pour tenir votre sujet en lui-même vous pouvez le poser à plat sur une surface ou alors le maintenir avec une petite pince crocodile comme proposé par MJKZZ ou Wemacro. La difficulté va être, selon le grossissement que vous réalisez, de placer finement le sujet afin de le cadrer au mieux.
Pour ma part, pour placer mon sujet sur les axes X et Y je me suis fait un petit montage avec deux rails manuels IRIX, une rotule et une équerre. Cela me permet de former un plateau que je peux déplacer très finement de haut en bas et de gauche à droite. L’équerre disposant d’une vis ¼ “me sert également à ajouter une petite rotule sur laquelle est fixée une pince crocodile qui tiendra le sujet. Je peux également utiliser une aiguille pour fixer mon sujet et utiliser un petit morceau de scotch pour la coller sur la pince crocodile. Si la pince crocodile ou l’aiguille n’est pas adaptée à mon sujet, j’utilise alors l’équerre seule pour poser une boîte ou tout autre support adéquat à mon sujet.
Votre modèle est maintenant bien placé devant l’objectif mais premier constat, tout cela bouge beaucoup à la moindre vibration, et celles-ci seront délétères pour la réalisation de notre pile d’images: flou de bougé, décalages de mise au point, zones d’artefacts etc. Comment alors les réduire ?
La gestion des vibrations :
Le lieu, le contexte :
Comme expliqué plus haut, il ne faut pas que votre sujet bouge au cours de la réalisation de la pile d’images. Les vibrations sont donc absolument à proscrire. Le focus stacking, surtout en hyper-macro est une activité à réaliser dans un calme absolu et un silence de cathédrale. Pour vous donner un ordre d’idée, j’ai réalisé mes premiers essais à 20X au travail. Je me suis rapidement rendu compte que je captais les vibrations du bâtiment. Bien que mes collègues ne se déplaçaient pas dans le laboratoire, il suffisait que quelqu’un marche dans un couloir du bâtiment pour que j’observe des vibrations à l’écran. Il m’était alors impossible de réaliser mes images et j’ai dû me tourner vers l’option « télétravail ». Autre lieu, autre source de vibrations : mon chien, mon chat, les enfants des voisins du dessus qui courent, le voisin d’à côté qui claque sa porte en partant… Si vous vivez dans une maison individuelle, à vous d’identifier la pièce la plus adaptée : une pièce au rez-de-chaussée, votre garage… En appartement, c’est un peu plus dur. Je joue plutôt sur le créneau horaire du soir où les voisins, mes animaux de compagnie, ma compagne… sont immobiles ou dorment simplement.
Le boîtier :
Bien que vous ayez pris toutes les précautions possibles, vous vous rendrez compte qu’il y a des sources de vibrations auxquelles vous ne pourrez pas échapper, comme par exemple le matériel en lui-même (déclenchement de l’appareil photo, déplacement du rail…). Pour cela les boîtiers hybrides ont le sérieux avantage de ne plus générer de vibrations liées au déplacement du miroir (plus de miroir, plus de problèmes) ou de l’obturateur. En effet, un mode très intéressant sur les boîtiers hybrides permet de réduire d’autant plus les vibrations : l’obturation numérique. Ayant déjà l’avantage d’être totalement silencieux pour la photo animalière et de permettre, théoriquement, une durabilité plus importante des boîtiers, ce mode est une bénédiction pour l’hyper-macro : zéro vibration lors de la prise de vues.
Le support :
Malgré tout, il est judicieux de réaliser vos images en ayant préalablement posé votre matériel sur un support permettant d’absorber la moindre vibration. J’ai entendu parler d’un système utilisé dans certains laboratoires de recherche et consistant à poser le montage macro sur une planche posée elle-même sur une chambre à air de vélo. J’ai testé ce système et je n’ai pas été convaincu, j’ai plus eu l’impression que par « rebondissement » les vibrations étaient accentuées. Peut-être y a-t-il un ajustement optimal de la pression de la chambre à air à réaliser. Mais bon, cette idée est peu pratique et peu répétable. Dans les laboratoires de recherche, les balances de précision sont posées sur des tables anti-vibrations consistant en une plaque de marbre posée sur des tampons et des joints en caoutchouc absorbant les vibrations. En plus d’être très chers, ces systèmes impossibles à déplacer seul, sont trop encombrants pour une utilisation en appartement, même avec une pièce dédiée.
Pour ma part, avec l’aide de Pierre Escoubas, je me suis fabriqué une table anti-vibrations maison, démontable et déplaçable « facilement ». Elle consiste en une tablette en chêne massif de 60 x 120 cm (environ 10 kg) coupée en deux et collée pour en faire une tablette de 60×60 cm et d’un peu moins de 4cm c’épaisseur. Des trous ont été réalisés à la perceuse dans cette planche pour permettre d’y visser solidement le matériel (le rail micrométrique automatique et le banc de placement micrométrique). Cette planche de 10 kg est posée sur deux plaques anti-vibrations en caoutchouc (normalement utilisées pour caler les machines à laver). L’ensemble est posé sur la table de ma salle à manger, une table extrêmement lourde. Celle-ci est décalée du mur pour éviter que d’éventuelles vibrations du mur ne puissent être transmises à la table.
La gestion de la lumière :
Les flashs :
Si vous êtes déjà un macroteux convaincu, vous êtes déjà conscient que la macrophotographie est une activité gourmande en lumière. C’est d’autant plus vrai pour l’hyper-macro. Naturellement, le macroteux s’orientera vers une solution d’éclairage classique dans son domaine de prédilection : le flash (cobra, annulaire, de studio…). Pour ma part, j’ai essayé de travailler avec les flashs que j’utilise classiquement en proxi. Ils ne m’ont pas paru adaptés, pour plusieurs raisons. Tout d’abord si vous utilisez, comme moi, le mode « obturation numérique » sur un hybride Canon (à vérifier sur les autres marques) vous ne pourrez tout simplement pas déclencher le flash. Le boîtier doit être en obturation mécanique pour déclencher le flash sur mon R6 mark II. De plus, étant donné que je réalise des séries de plusieurs centaines d’images, les batteries ou piles fondent à vue d’œil. Il m’est également arrivé fréquemment qu’un flash ne se déclenche pas sur une, voire plusieurs images au cours de la pile. Il peut également y avoir des variations d’intensité des éclairs au cours de la pile. Je privilégie donc, pour ma part, l’utilisation d’un éclairage continu. Ce n’est, bien sûr, pas le cas de tous les autres macrophotographes. Certains préfèrent utiliser plusieurs flashs (sans doute plus haut de gamme que les miens) à très faible puissance. L’éclair très bref du flash leur permet ainsi de figer le mouvement et l’effet délétère de potentielles vibrations. Pour ma part, j’ai cependant préféré opter pour l’éclairage continu pour son moindre coût, dans un souci de simplicité d’utilisation et pour le confort de visée offert par cet éclairage
Lumière continue :
De ce que j’ai pu en voir, chacun utilise sa propre solution en fonction de son expérience. Pour ma part j’ai testé différentes solutions. J’ai commencé par des petits panneaux LEDs sur batteries qui ne m’ont pas convaincu. La puissance n’était pas suffisante et, de plus, elle diminuait au fur et à mesure que la batterie perdait en charge. Rien de plus rageant que de finaliser une pile et de ne se rendre compte qu’une fois les images chargées sur l’ordinateur, que l’éclairage n’est pas homogène sur l’ensemble de la pile. J’ai testé également l’utilisation de mes lampes d’exposition qui sont simplement des petites lampes à pince de bureau alimentées sur secteur. L’éclairage était alors bien le même tout au long de la pile mais trop ponctuel, nécessitant d’utiliser pas mal de moyens de diffusion. De plus, bien que ces lampes soient munies d’ampoules à LEDs, elles chauffent suffisamment pour induire des mouvements des sujets. Oui, même mort, les variations de température liées à l’éclairage qui réchauffe vos sujets peuvent induire des mouvements des pattes, des antennes,…
La solution que j’ai finalement choisie a été l’utilisation de spots LEDs de chantier de 2000 lumens à brancher sur secteur. Je les place sur le côté et sur le dessus de l’optique en les surélevant à l’aide de livres (ça rajoute, au passage, un peu de poids sur ma table anti-vibrations). Ils offrent directement un éclairage assez diffus et une surface assez importante (par rapport à la taille du sujet). J’utilise quelques feuilles de plastique translucide pour modeler un petit peu plus cet éclairage. En utilisant 3 spots, ce système me permet de réaliser des temps d’exposition de l’ordre de la seconde à x20. Cela semble assez lent mais à regarder un peu partout, c’est une vitesse d’obturation classique pour la réalisation de ce genre d’image en lumière continue.
Pare-soleil :
Selon votre optique de microscope, il se peut qu’elle soit plus ou moins sensible à la lumière parasite, et cela peut impacter significativement le piqué de votre image. Il faut éviter que votre éclairage et vos diffuseurs/réflecteurs n’éclairent directement la lentille de votre optique. La fabrication d’un petit pare-soleil maison avec un bout de scotch et du canson noir opaque peut rapidement remédier à ce problème. Attention cependant à ce que l’ombre de votre pare-soleil ne soit pas projetée sur votre sujet.
Un outil bien utile pour la mise au point :
Votre sujet est bien stabilisé, bien placé, bien éclairé mais difficile de faire la mise au point à travers l’œilleton ou sur l’écran de l’appareil ? Utilisez simplement un écran externe. Cet outil bien connu des vidéastes, un peu moins des macroteux, vous sera d’une grande aide. Il existe des modèles de toutes tailles et toutes qualités, mais dont le prix reste assez modeste. Certains modèles disposent même d’un mode « focus peaking ». Bien que ce mode soit déjà présent sur certains boîtiers, dans mon cas ce mode interne au boîtier ne semble pas suffisamment performant dans ces conditions de prises de vues à très fort grossissement. Mais la grande taille de cet écran supplémentaire (au moins 5 à 6 pouces) vous permettra une mise au point très précise, surtout en utilisant la fonction “zoom” de votre boîtier. Il est même préférable de le déporter sur le plan de travail plutôt que de le placer sur la griffe porte-flash du boîtier, afin d’éviter des vibrations liées à son poids
Mes coaches sur ce sujet :
Je vous ai compilé ici un peu plus d’un an d’expérience sur ce sujet. Comme expliqué, je m’étais lancé sur cette thématique à la suite d’une demande dans le cadre de mon travail, et je ne pensais pas que ce sujet serait aussi prenant et intéressant. J’ai beaucoup investi temporellement, nerveusement et financièrement sur la prise en main de cette technique. Il me reste encore beaucoup à apprendre mais après un an d’expérimentation, je suis enfin content des résultats que j’obtiens. Ce n’est que le début , je n’ai plus qu’à peaufiner la technique et à m’améliorer, à mon rythme entre le travail et mes sorties « proxi » plus habituelles.
Pour arriver à cela j’ai eu l’aide précieuse de Pierre Escoubas qui a été mon principal coach au long de cette aventure. C’est également avec lui, dans son garage que nous avons bricolé pendant quelques heures ma planche anti-vibrations ! Je vous invite à aller voir son travail et sa chaîne YouTube regorgeant d’informations matérielles liées au monde de la macro, de l’entomologie et de ses expéditions.
En cours de route j’ai également reçu l’aide précieuse de Frédéric Labaune, le principal auteur du livre « La macrophotographie — au-delà du rapport 1:1 ». Ce livre a été ma bible tout au long de mes essais et de mes identifications de matériels. Si cette thématique vous intéresse, son livre est un « must have » pour mettre un pied dans ce monde.
J’ai également eu le soutien de Sébastien Malo qui m’a aidé à identifier et améliorer quelques petits soucis techniques liés aux forts rapports de grossissement. Sa galerie est truffée d’images toutes plus impressionnantes les unes que les autres ; je vous invite fortement à aller y faire un tour.
Je remercie également Javier Rupérez qui a pris le temps de me répondre lors de l’identification de mes besoins matériels pour constituer ma lentille de tube. Son site internet regorge également d’images impressionnantes et d’exemples concrets du matériel qu’il utilise. Les images de son studio sont folles.
Bonjour Thibault !
Avec plaisir.
J’ai jamais entendu parlé de focus stacking en utilisant une vidéo, tu aurais des ressources qui expliqueraient le principe ?
Bonne journée à toi
Je n’ai pas ça sous la main. C’est Pierre Escoubas qui m’en a parlé.
Bonjour Thibault,
Merci beaucoup pour ce superbe article ultra complet !
Je commence pour ma part le stacking avec le bracketing de focus, c’est bien utile pour les prises de vues en extérieurs (sans monter dans des rapports de grossissement supérieur à 2:1)
Sinon, j’ai aussi expérimenté la rafale en s’éloignant du sujet, c’est pas la technique la plus simple mais avec de l’entraînement, j’arrive à avoir des résultats passable et affinity photo me sort un empilement sans trop de corrections à faire.
Bonne journée,
Lohan
Bonjour et merci Lohan.
Oui c’est vrai que je n’ai pas parlé de la possibilité de faire du focus stacking avec des prises de vues en rafale ou en vidéo.
Ne l’ayant pas expérimenté je ne me voyais pas en parler.
Bonne journée.