Choisir un objectif pour la photographie d’objets

Pour la photographie d’un objet, l’objectif décide autant que l’appareil qui se trouve derrière lui. Il fixe à quelle distance l’appareil doit se placer, de combien les parties de l’objet les plus proches de l’objectif sont agrandies, à quel point les bords restent droits et quelle part de l’objet est nette. Ce guide passe en revue les choix dans l’ordre où ils comptent pour une image destinée à être mesurée et comparée.

Objectif macro ou objectif normal ?

Un objectif macro est conçu pour travailler de près : il fait la mise au point assez près pour montrer un petit objet à grandeur nature ou à demi-grandeur nature sur le capteur, et il est corrigé pour un sujet plan à cette distance. La fiche technique d’un objectif l’indique par son grandissement maximal — 1:1, ou 1,0×, signifie que 10 mm de l’objet couvrent 10 mm du capteur. La plupart des objectifs qui ne sont pas des objectifs macro n’atteignent qu’une fraction de cela à leur mise au point minimale.

1. 1:2 · DEMI-GRANDEUR NATURE — cadre 72 × 48 mm, objectif à 3 f ; p. ex. Fujifilm GF120
2. 1:1 · GRANDEUR NATURE — cadre 36 × 24 mm, objectif à 2 f ; p. ex. Sony FE 90 mm macro
3. 2:1 · DEUX FOIS LA GRANDEUR NATURE — cadre 18 × 12 mm, objectif à 1,5 f ; p. ex. Laowa 90 mm 2×
4. 5:1 · CINQ FOIS LA GRANDEUR NATURE — cadre 7,2 × 4,8 mm, objectif à 1,2 f ; p. ex. Laowa 25 mm ultra macro

Pour les monnaies, perles, broches, silex et petits tessons, un objectif macro permet à l’objet de remplir le cadre. Pour des objets plusieurs fois plus grands que le capteur — un vase, une épée — n’importe quel bon objectif à focale fixe à distance modérée convient, et c’est alors le nombre de pixels de l’appareil qui devient la limite : voir Choisir un appareil photo.

Focale et distance de travail

À grandissement égal, un objectif de plus longue focale se tient plus en retrait. Dans un modèle d’objectif simple, l’objet se trouve à la focale multipliée par (1 + 1/m) de l’objectif :

Focale	À demi-grandeur nature (0,5×)	À grandeur nature (1×)
50 mm	50 × 3 = 150 mm	50 × 2 = 100 mm
100 mm	100 × 3 = 300 mm	100 × 2 = 200 mm

Ces chiffres se mesurent depuis l’intérieur de l’objectif, non depuis sa face avant, et de nombreux objectifs macro modernes raccourcissent leur focale en faisant la mise au point de près ; l’espace libre devant la lentille est donc plus petit encore. Vérifiez-le sur l’objectif lui-même.

Cet espace compte pour deux raisons. La lumière doit atteindre l’objet depuis le haut à gauche à 45° sans que l’appareil ou l’objectif ne lui fasse de l’ombre. La seconde raison est la perspective.

Pour un objectif donné sur un appareil donné, Pixels sur l’objet indique le grandissement, la distance à l’objet et les pixels que l’objectif y place, pour 109 objectifs sur 51 appareils, calculés d’après les chiffres publiés par les fabricants.

Pixels sur l’objetVoyez à quelle distance minimale chaque objectif s’approche, à quelle distance de l’objet il se tient et combien de pixels il y place.→

Perspective : pourquoi un objectif plus long garde le plan de l’objet fidèle

Un appareil voit plus grand ce qui est plus proche. Une partie de l’objet qui se dresse à h millimètres au-dessus de la surface sur laquelle il repose, vue de D millimètres, est agrandie de h ÷ (D − h) par rapport à la surface. Pour le sommet de la Vénus PHOTARCH, haute de 47,7 mm :

• à 250 mm de distance : 47,7 ÷ 202,3 = 23,6 % trop grand ;
• à 1 000 mm de distance : 47,7 ÷ 952,3 = 5,0 % trop grand.

1. APPAREIL À 250 MM — sommet 23,6 % trop grand
2. APPAREIL À 1 000 MM — sommet 5,0 % trop grand

La perspective ne dépend que de la distance, non de l’objectif. Une focale plus longue permet à l’appareil de se tenir plus loin tout en remplissant le cadre. Vu de près, un objectif grand-angle montre aussi les parois intérieures d’un bol ou les côtés d’une perle dans ce qui devrait être une vue droit vers le bas. L’effet sur une échelle est détaillé dans L’échelle en photographie d’objets.

Distorsion

Un objectif peut courber les lignes droites vers l’extérieur dans les coins (distorsion en barillet) ou vers l’intérieur (distorsion en coussinet). Dans les deux cas, un millimètre près du bord du cadre ne représente pas le même nombre de pixels qu’un millimètre au centre, ce qui compte dès que l’image est mesurée. Les tolérances de l’ISO 19264-1 admettent au plus 1,5 % de distorsion géométrique à son niveau le plus strict : un point à 30 mm du centre du champ peut alors se trouver jusqu’à 30 × 0,015 = 0,45 mm de là où il devrait être.

Les objectifs à focale fixe et les objectifs macro déforment généralement moins que les zooms. Gardez l’objet au centre du cadre, et si le développeur raw propose un profil pour l’objectif, utilisez le même réglage pour chaque image.

Ouverture, diffraction et profondeur de champ

Fermer le diaphragme approfondit la zone nette, mais passé un certain point, la petite ouverture elle-même étale la lumière — c’est la diffraction — et adoucit tout. De près, l’objectif se comporte comme s’il était fermé davantage que son réglage : l’ouverture effective est le nombre d’ouverture × (1 + m). À grandeur nature, f/8 agit comme f/16.

À f/16, le flou dû à la diffraction est d’environ 2,44 × 0,00055 mm × 16 ≈ 0,021 mm de diamètre, 0,00055 mm étant la longueur d’onde de la lumière verte — plus de trois pixels sur un capteur à pixels de 0,006 mm. La profondeur de champ de près vaut environ 2 × nombre d’ouverture × c × (1 + m) ÷ m², où c est le flou accepté comme net. En prenant c égal à deux de ces pixels (0,012 mm), à f/8 :

• à grandeur nature : 2 × 8 × 0,012 × 2 ÷ 1 ≈ 0,4 mm ;
• au quart de grandeur nature : 2 × 8 × 0,012 × 1,25 ÷ 0,0625 ≈ 3,8 mm.

Sur la plupart des appareils, f/8 à f/11 est le point où le gain de profondeur commence à coûter de la netteté. Faites la mise au point à la main, et vérifiez le résultat sur le contour de l’objet, qui est ce que l’on mesure, ainsi que sur son point le plus haut. Lorsque la profondeur de l’objet dépasse ce que f/11 peut tenir, la réponse n’est pas une ouverture plus petite mais plusieurs vues — voir Empilement de mises au point plus bas.

Empilement de mises au point

Un empilement de mises au point est une série de photographies du même objet prises du même endroit, chacune mise au point un peu plus profond que la précédente, fondues en une seule image où tout l’objet est net. C’est le moyen de dépasser la limite ci-dessus : un petit objet profond, à fort grandissement, peut exiger plus de profondeur qu’aucune ouverture n’en donne sans que la diffraction n’adoucisse le détail.

1. APPAREIL · FIXE — au même endroit pour chaque vue
2. UN RÉGLAGE DE MISE AU POINT — une fine tranche nette : 3,8 mm de ses 47,7
3. TRANCHES ÉCHELONNÉES — dans la profondeur : 15 de 3,8 mm, se chevauchant
4. LA LAMPE NE BOUGE JAMAIS — 10:30, à 45° de hauteur

1. CHAQUE PAS PLUS PETIT — qu’une tranche : les tranches se chevauchent
2. UN PAS TROP GRAND — une bande qu’aucune vue ne tient nette

Un empilement est-il acceptable ? Les normes répondent différemment, et une seule répond directement :

1. VUES RAW — conservées à côté de l’image
2. EMPILEMENT — Photoshop, Helicon Focus ou Zerene Stacker
3. TIFF, OU PSD — avec les vues en calques
4. PHOTARCH — master d’un PSD écrit en TIFF

La règle de Metamorfoze convient à ce pour quoi elle a été écrite. Ses masters tiennent lieu d’originaux plans qui se détériorent et sont retirés une fois numérisés ; le master doit donc être une preuve de première génération : une seule prise de vue, intacte. Pour les objets tridimensionnels, le domaine fonctionne déjà autrement. Un modèle 3D réalisé par photogrammétrie est lui aussi un composite — construit à partir de dizaines de photographies qui se chevauchent, dont aucune n’est une image de l’objet entier — et de tels modèles sont acceptés comme documentation de l’objet. Un empilement de mises au point est un composite plus petit du même genre : chaque vue qu’il contient est une vraie photographie d’une tranche de l’objet mise au point.

Ce qui rend l’un ou l’autre digne de confiance est la même chose, et c’est ce que FADGI demande d’une image assemblée : conservez les vues, et dites que l’image est un composite. Dans PHOTARCH, l’empilement — le TIFF, ou le PSD à calques — est l’image finie et n’est jamais modifié une fois importé ; gardez à côté de lui les vues raw dont il est tiré, comme un modèle photogrammétrique garde ses photographies, et indiquez dans l’enregistrement qu’il s’agit d’un empilement de mises au point.

L’app PHOTARCH mesure la part de l’objet qui est nette, comme proportion de l’objet — au moins 80 % pour une étude et 95 % pour une reproduction, tous deux provisoires — et laisse de côté, en le signalant, les zones à la texture trop pauvre pour être jugées. Au statif, le voyant Sharp indique si le milieu du cadre est net avant que le déclencheur soit pressé. La mise au point et l’ouverture restent à régler par le photographe.