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Focus Stacking un survol rapide


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Le Focus Stacking

« Empilement de Focus » en Français, c’est une technique photographique et post traitement qui consiste à empiler une série de photo d’un même sujet, ayant une mise au point différente les unes des autres, afin d’obtenir une photo avec une profondeur de champs qui n’est pas réalisable autrement.

Principalement utilisé en Macro, cela va permettre d’avoir des photos avec une profondeur de champs suffisamment longue pour nous permettre de reconnaître le sujet et d’avoir une image agréable a l’œil que ne permettrait pas une seule photo. Cela va permettre surtout en macro, d’avoir alors des photos à fort grossissement qui sont exploitable et qui vont révéler à nos yeux une multitude de détails sur le sujet.

Pour présenter plus concrètement a quoi sert le Focus Stacking :

Voici une photo a grossissement x2.5 et ouverture F5.6

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On note que la zone nette est très courte et que par conséquent on arrive difficilement à comprendre à l’image que c’est un Scarabée (trouvé sec sur un chemin)

Maintenant, voici le même scarabée avec toujours un grossissement x2.5 et ouverture F5.6 mais avec un empilement de 50 photos 

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On voit de suite la différence et l’intérêt du focus stacking !

 

LE MATERIEL :

Pour cela il faudra :

Un objectif macro avec un rapport minimum de 1 :1 (c’est dire que 1mm sur le sujet fera 1mm sur le capteur)

Un logiciel pour l’empilement des photos (Helicon focus , Photoshop, CombineZP …)

Le dernier point « matériel » n’est pas indispensable, mais va grandement faciliter le travail, donc au choix :

Soit Un support qui permet de faire avancer la mise au point de façon précise (autrement dit un rail micrométrique par exemple) manuel ou commandé électriquement avec un moteur pas à pas.

Soit on déplace la mise au point manuellement via la bague sur l’objectif (mais cela demandera beaucoup de précision)

Soit on utilise un petit soft magnifique que l’on trouve pour Canon, Magic Lantern (je reviendrais plus tard dessus)

LA PRISE DE VUE (DES VUES) :

On met en place le matos et on ajuste la mise au point à l’endroit voulu.

A ce stade personnellement je fais toujours quelques clichés test, pour gérer la lumière, et vérifier sur l’écran que la mise au point est bien là où je le souhaite comme point de départ.

C’est dommage d’être dans les choux et de lancer une série de 30 ou 60 photos pour les jeter à la poubelle ensuite !

Après la première prise, il faut simplement déplacer la mise au point en arrière de la photo qui vient d’être prise en faisant attention à ne pas laisser une zone non nette entre les deux prises.

Sur une objectif macro standard c’est faisable même à la main, en veillant bien dans le viseur à ce que l’on fait, car même à F2.8 et rapport grossissement x1 le canon 100 Macro (par exemple) laisse une profondeur de champ relativement longue (je dirais 2mm voire plus)

Pour un objectif comme le MPe-65 Canon ou le Laowa 25mm (que j’utilise) à grossissement x2.5 et ouverture F5.6 la profondeur de champs est de 0,18mm ! Si j’ouvre à F2.8 elle passe à 0.08mm donc autant vous dire que de décaler la mise au point sur de telle valeur … autant traire une mouche avec des gants de boxe … !

On enchaine alors ce décalage de mise au point autant de fois qu’on le souhaite pour arrive à la profondeur de champs que l’on souhaitera avoir au résultat final.

Sur la gousse d’ail, les 50 photos me donne une profondeur de champs de 9mm. Pas de quoi recouvrir toute la longueur du Scarabée, mais cela donne une idée. Pour une mouche par exemple cela aurait commencé à donner une mouche nette du début de l’œil à environ la moitié de son corps.

Certains extrémistes qui bossent en labo au microscope font visiblement fréquemment des Focus Stacking sur des organismes et il empile plus de 1000 à 2000 photos pour avoir quelque chose d’exploitable !!! Là c’est un autre monde ils travaillent avec des grossissements x200 et plus !

LE MONTAGE DU FOCUS STACKING :

Il y a donc un vaste choix dans les logiciels, gratuits et libres. Je vous présente le procédé brièvement sur Helicon Focus que j’utilise depuis peu.

J’ai testé pendant un temps CombineZP (gratuit) mais il faut au préalable passer les photos en Jpeg, hors je suis toujours en RAW et cela me faisait faire une étape de plus.

Photoshop, j’ai testé également, on peut travailler directement depuis lightroom et envoyer les photos dans PS. Le procédé est assez simple, mais je n’ai jamais eu de beaux résultats avec PS et mon PC peinait un peu pendant l’assemblage.

J’utilise donc Helicon Focus (payant) qui m’a largement facilité le travail. Il accepte les RAW, il tourne facilement sur mon PC, il a été conçu a la base pour le monde de la recherche biologique (en partie pour eux en tout cas) et donc il est très efficace sur la sortie des résultats. Et il y a la possibilité de selectionner les photos dans LR et de lancer Helicon Focus depuis LR.

Je n’utilise pour ma part que les fonctions simples de ce soft qui propose une tripotée de réglages, retouches, montage de panoramique et même une modélisation 3D à partir de photos (le résultat est assez bluffant) … Ou ouvre donc le dossier ou l’on a mis la série de clichés, sélection de la série complète et on valide.

Dans le cas de l’exemple, les fichiers sont en RAW, ils pourraient être aussi en jpg, en tiff, en png etc …

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La série de photos est listée à droite et une seule photo s’affiche à l’écran, par défaut c’est la première de la liste. Ce qui n’est pas une mauvaise chose, car si on a raté la mise au point lors de la prise de vue, et que l’on souhaitais avoir par exemple la zone de netteté un peu plus en arrière, cela permet de le voir directement et donc d’avance à la photo de départ qui nous intéresse et de supprimer celles qui précèdent directement dans la liste.

En bas à droite, il y a les 3 différentes modes que le soft peut utiliser pour faire l’empilement. Chacun a sa spécificité, qui peut être un avantage selon la série de photos à empiler (conditions de prise de vue, profondeur du sujet etc …). Pour l’instant les quelques essais fait en insectes et fleurs ont connus le meilleur rendu avec la méthode B.

Pour connaitre la différence entre les trois méthodes il suffira de cliquer sur le ? Juste à côté.

Je n’ai aucune idée exacte de comment le logiciel est capable de savoir quel pixel est plus net que l’autre et comment il fait pour arriver à empiler cela aussi bien. L’important pour ma part est le résultat, que le logiciel soit rapide, simple à utiliser. Les amateurs de technique trouveront de la lecture plus poussée dans les différentes lectures sur le sujet.

On clique donc sur procédé au rendu

Le logiciel se lance, fait sa découpe des zones nettes etc, il fait également un réalignement, étape importante pour la raison suivante :

Pour un objectif sans bague pour faire la mise au point, il faut avancer l’appareil photo vers le sujet pour faire reculer la zone de mise au point sur celui-ci. Jusque-là pas de soucis, mais le fait d’avancer vers le sujet, va faire que mon sujet va grossir dans le cadre étant donné qu’on s’en rapproche. Il va aussi se déplacer au fur et à mesure dans mon cadre vers le bas, le haut ou autre car il est très difficile de se trouver parfaitement aligné et d’avoir le sujet fixe dans le cadre (au milieu). Tant que ces écarts restent raisonnables sur la série, le logiciel sera capable de réajuster tout ça comme il faut.

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2 minutes plus tard c’est fini. (ou quelques secondes sur un PC qui tourne bien)

A gauche 1 seule photo affichée (de la série initiale) et à droite 1 seule photo également le résultat du Focus Stacking qui donc l’empilement des 50 photos choisies.

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A cette étape on peut procéder à des ajustements sur les 2 curseurs en bas à droite, ils vont modifier les tolérances du logiciel dans le choix de l’empilement, de mon expérience je joue fréquemment avec eux pour voir les différences sur le résultat.

Le curseur rayon va permettre d’élargir la taille de la zone analysée autour de chaque pixel déterminé comme étant un pixel de la zone de mise au point. Il faut donc essayer plusieurs valeurs pour voir la limite acceptable, plus on monte plus on est net, mais on peut faire apparaître des artefacts et autres effets indésirables. Donc c’est un peu un ajustement à faire à chaque photo pour obtenir le meilleur résultat.

Le curseur lissage va permettre de définir la transition les différentes zone de netteté qui va être empilée. Là aussi, il faut jouer avec et voir ce qui convient le mieux. Le lissage va permettre de rattraper un peu les petits ratés fait à la prise de vue, si on a laissé un écart dans la zone de netteté entre deux photos. Mais attention, il ne fera pas des miracles sur ce point et comme on travaille sur de la photo pour des grands affichages généralement … cela va vite se voir.

On peut également tester les 2 autres méthodes et voir les rendus. L’avantage est que les essais précédent sont conservés et accessible dans la liste en bas, ce qui engage à jouer avec les réglages. De plus les « retouches » prennent moins de temps au rendu, car une partie de l’analyse des photos a déjà été faite.

On peut également faire des retouches, ajouter du texte, ajuster les lumières etc … Pour ma part, j’enregistre et je balance la photo dans lightroom pour reprendre plus rapidement ce que je souhaite. L’avantage est aussi que lightroom ne touche pas la photo d’origine et donc rien n’est dégradé sur l’originale, ce qui laisse plus de liberté dans le futur.

J’enregistre en Tiff sans compression, la gousse d’ail Focus Stacking pèse donc 102 Mo 5172x3448 pixels, ce qui permet de grand tirage (pour des stacking un peu plus travaillé ;-D )

Un crop pour comprendre le niveau de détail que l'on peut avoir. (et sur cet exemple c'est pas très propre)

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GENIAL !!! Merci beaucoup pour toutes ces explications ! :) 

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Merci pour ce tutos, mes essais en focus stacking se sont limités a 2 ou 3 photos max, soit avec combine ZP, que je ne maitrise pas et parfois me fais des choses bizarres ...

Ou avec photoshop ou the gimp, sur une goutte d'eau par exemple pour avoir la goutte et le reflets dedans net ....et je fais "à la main" avec des calques...autant dire que en aligner 2 c'est faisable, mais plus .... :/

Edited by PtiPoison
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Club photo

Merci pour ce tutoriel @laurent74 :) 

Je l'épingle dans la rubrique afin que l'on puisse le retrouver facilement. 

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Il est intéressant ce tutoriel , mais une question : en fermant le diaphragme suffisamment on ne peut pas obtenir une grande profondeur de champs ?

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il y a une heure, Bernard a dit :

mais une question : en fermant le diaphragme suffisamment on ne peut pas obtenir une grande profondeur de champs ?

Alors oui, sur un objectif classique macro qui a un rapport de grossissement maximum de x1, on peut fermer le diaph pour obtenir plus de profondeur de champs. (jusqu'a F32 sur certain) Mais on voit arriver des soucis de diffraction et un manque très visible de piqué surtout.

D'après ce que j'ai compris en lisant beaucoup de tests divers d'objectifs, rare sont ceux qui sont bons a pleine ouverture, et bon également a "pleine fermeture" ex: un Canon 100 Macro F2.8 ouvert et F32 fermé n'est pas dans son meilleur rendu de piqué.

Mais la c'est encore un autre problème qui se présente avec un objectif comme le Canon MP-E 65mm ou le Laowa 25mm c'est que même fermés au maximum les profondeurs de champs sont très courtes, et encore plus courtes quand on augmente le grossissement.

Pour parler rapidement du Laowa que je commence a connaitre un peu voici quelques exemples de profondeur de champs sachant que F16 est l'ouverture la plus petite possible :

grossissement 2.5x à F16 

profondeur de champs= 0.514 mm

Grossissement 3.5x à F16

profondeur de champs = 0.400 mm

Grossissement 5x à F16

profondeur de champs = 0.286 mm

Donc il faut réaliser que pour couvrir ne serait-ce que 3mm de netteté sur un insecte à grossissement 5x et F16 il faut tout de même 10-12 clichés assemblés. Et comme pour tout les objectifs ce n'est pas a sa valeur max qu'il donne le meilleur piqué, et pour celui-ci les meilleurs rendus sont entre F4 et F8 (a main levé je suis quasiment toujours a F8)

Grossissement 2.5x a F8, profondeur de champs= 0.257mm et si on va sur un grossissement de 5x alors on obtient une profondeur de champs = 0.143mm (soit a peine plus gros qu'un cheveu!)

Je ne sais pas comment faire pour vous montrer ce que l'on voit lors de prise de vue en lumière naturelle pour faire la mise au point, à F8 je ne vois pratiquement plus rien dans l’œilleton tellement il y a peu de lumière qui entre dans l'objectif (voir la photo de la lentille). A F16 sans une lampe braquée directement sur le sujet, on ne voit rien.

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  • 2 months later...
 
  • 1 month later...
 
  • 1 month later...
 
  • 1 year later...

Merci pour le tuto stacking. J'ai l'optique macro, le micro rail acheté en 2021, le trépied et le logiciel windows. Reste à mettre ça en oeuvre.

Les sujets ne manquent pas entre les téléphores, les scarabées japonais, les opilions ou les arachnides.

Mais cette année, il y a, par chez nous, un maudit vent qui agite la végétation et compromet les prises de vue.

Le stacking permet de très gros détails, parfois monstrueux et l'inconvénient majeur est le nombre de déclenchements imposés au boitier.

Il y a au Québec, un spécialiste de la macro et du stacking, Christian Autotte, surnommé ''bibitte'', nom donnée par les québécois aux petites bestioles.

Pour les logiciels, en plus de ceux nommés dans le tuto, il y  Zerene stacker qui est payant.

 

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  • 3 months later...

Petit update sur le sujet, je viens de voir complètement par hasard que la fonction Focus Stacking existe sur le logiciel gratuit Canon Digital Photo Professional (DPP) que l'on peut telecharger depuis le site Canon.

Vous n'avez plus d'excuses pour ne pas essayer cette technique désormais! Le logiciel Canon DPP est hyperfacile a utiliser et ne necessite pas de conversion de format etc comme certains autres logiciel gratuit.

 

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  • 3 weeks later...
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Le 16/10/2022 à 12:53, laurent74 a dit :

Petit update sur le sujet, je viens de voir complètement par hasard que la fonction Focus Stacking existe sur le logiciel gratuit Canon Digital Photo Professional (DPP) que l'on peut telecharger depuis le site Canon.

Vous n'avez plus d'excuses pour ne pas essayer cette technique désormais! Le logiciel Canon DPP est hyperfacile a utiliser et ne necessite pas de conversion de format etc comme certains autres logiciel gratuit.

 

Bonne info Laurent !! 👍👍

Merci !

 

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  • 2 months later...

Bonjour,

Je viens d'arriver sur ce forum et de prendre connaissance de cet article très bien réalisé.

Tout est dit de façon claire & précise.

Pratiquant beaucoup la macrophotographie en focus stacking avec Helicon focus, je mentionnerai juste l'utilisation du soufflet qui apporte réellement un plus en jouant avec le tirage qui permet d'ajuster la distance au sujet et donc le grossissement en fonction du cadrage souhaité. Pour finir, l'utilisation d'un rail micrométrique automatisé permet aussi d'obtenir des pas réguliers de l'ordre de quelques microns qui deviennent indispensable lors des forts grossissement ( de x3 à x10).

Pour illustrer, je vous partage le portrait d'une mouche (décédée) au rapport x6 environ.

Nikon D810 monté sur soufflet PB4 lui même monté sur un rail micrométrique automatique avec un 65mm Nikkor macro Multiphot ouvert à F/4.5, pause 1s, 100 iso. Pile de 225 photos avec un pas de 50 microns traitée dans Helicon focus

https://www.forumdephotos.com/uploads/monthly_2023_01/mouche-9-decembre-2022.jpg.e97b0ca31e526082057076fe642ec5b7.jpg

Edited by Caro
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Club photo

Bonjour,  @Florent

J'ai mis ton image en lien car celle-ci ne respecte pas les tailles autorisées par le forum.

Pour rappel la taille maximale est de 1000 px sur le plus grand côté.

https://www.forumdephotos.com/topic/10-règlement-du-forum-de-photo/

Bon forum  

Edited by Caro
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Il y a 14 heures, Caro a dit :

Bonjour,  @Florent

J'ai mis ton image en lien car celle-ci ne respecte pas les tailles autorisées par le forum.

Pour rappel la taille maximale est de 1000 px sur le plus grand côté.

https://www.forumdephotos.com/topic/10-règlement-du-forum-de-photo/

Bon forum  

Bonjour, Désolé au moment de la publication, un message m'a signalé que mon fichier ne devait pas dépasser 3 Mo, donc mes sauvegardes jpeg étant à 1Mo, je n'est pas réduit la taille.

Après coup, je comprends que le fichier même limité à 3M0 ne doit pas dans tous les cas héberger de photo de plus de 1 000px de côté.

Donc, avec toutes mes excuses, voici l'image en 1 000 x 650 px

mouchex225.jpg

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Club photo
il y a 17 minutes, Florent a dit :

Bonjour, Désolé au moment de la publication, un message m'a signalé que mon fichier ne devait pas dépasser 3 Mo, donc mes sauvegardes jpeg étant à 1Mo, je n'est pas réduit la taille.

Après coup, je comprends que le fichier même limité à 3M0 ne doit pas dans tous les cas héberger de photo de plus de 1 000px de côté.

Donc, avec toutes mes excuses, voici l'image en 1 000 x 650 px

L'important est le 1000px sur le plus grand côté.

Et pas de souci, le temps de tout intégrer ;)

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Club photo

Merci beaucoup pour ce tutoriel complet et bien présenté

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Le 09/01/2023 à 08:18, Florent a dit :

Bonjour,

Je viens d'arriver sur ce forum et de prendre connaissance de cet article très bien réalisé.

Tout est dit de façon claire & précise.

Pratiquant beaucoup la macrophotographie en focus stacking avec Helicon focus, je mentionnerai juste l'utilisation du soufflet qui apporte réellement un plus en jouant avec le tirage qui permet d'ajuster la distance au sujet et donc le grossissement en fonction du cadrage souhaité. Pour finir, l'utilisation d'un rail micrométrique automatisé permet aussi d'obtenir des pas réguliers de l'ordre de quelques microns qui deviennent indispensable lors des forts grossissement ( de x3 à x10).

Pour illustrer, je vous partage le portrait d'une mouche (décédée) au rapport x6 environ.

Nikon D810 monté sur soufflet PB4 lui même monté sur un rail micrométrique automatique avec un 65mm Nikkor macro Multiphot ouvert à F/4.5, pause 1s, 100 iso. Pile de 225 photos avec un pas de 50 microns traitée dans Helicon focus

https://www.forumdephotos.com/uploads/monthly_2023_01/mouche-9-decembre-2022.jpg.e97b0ca31e526082057076fe642ec5b7.jpg 975.5 Ko · 0 downloads

👍

J'ai un rail micrometrique piloté également et c'est très pratique/efficace pour ce genre de clichés. Le départ du "tuto" etait juste de présenter ce que c'était et non pas d'entrer dans des détails tres poussé dans les differentes tehcniques.

Mais par contre si tu as la motivation pour alimenter le fil et détailler le procédé te gène surtout pas, c'est le but ici.

(J'ai un peu laché cette pratique étant en voyage depuis et n'ayant pas emmené ce materiel avec moi.) 

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Il y a 3 heures, laurent74 a dit :

👍

J'ai un rail micrometrique piloté également et c'est très pratique/efficace pour ce genre de clichés. Le départ du "tuto" etait juste de présenter ce que c'était et non pas d'entrer dans des détails tres poussé dans les differentes tehcniques.

Mais par contre si tu as la motivation pour alimenter le fil et détailler le procédé te gène surtout pas, c'est le but ici.

(J'ai un peu laché cette pratique étant en voyage depuis et n'ayant pas emmené ce materiel avec moi.) 

Merci pour ton invitation à continuer sur ton fil.

Pourquoi pas!

Je suis plus habitué à faire mes présentations de réalisation photographique et de matériel via ma chaîne Youtube.

Mais ce média n'a pas l'air très en vogue sur le forum😅;-D

Reste le format pdf, histoire de se remettre à l'écriture...

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  • 6 months later...

Bonjour, vous développez vos Raw avant l'empilement sous LR ou uniquement sur l'image final? Quel est le format de l'image final sous Helicon? Merci

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