Introduction

La distorsion géométrique est un défaut commun à tous les objectifs. dans la plupart des cas de photographie courante, la distorsion géométrique n'est pas génante. Par contre le photographe d'architecture traquera la distorsion afin que ses beaux bâtiments ne se transforment pas en tonneaux.

La distorsion géométrique peut prendre plusieurs formes. Les plus communes sont la distorsion en forme de tonneaux ou barillets et celles en forme de coussinet. Certaines distorsions géométriques sont plus complexes telles que des vagues ou des chapeaux de gendarme.

Une correction précise de la distorsion géométrique ne peut se faire simplement, par exemple, par l'application seule du filtre sphérisation de Photoshop. Il fautr avoir recours à des algorithmes plus complexes basés sur des polynomes de degré 2 ou 3.

La gamme d'outils Panotools d'Helmut Dersch permet d'appliquer ce type de polynome à tout type d'image.

Le but de ce tutoriel est de déterminer les coéfficients du polynome (caractérisation) et ensuite de les appliquer (correction). Nous allons être aidé en cela par le logiciel PTAssembler prévu à l'origine pour réaliser des assemblages d'images en vue de créer des panoramas. Vous trouverez une excellente traduction de la documentation de PTAssembler sur le site de Georges Lagarde.

Caractérisation

La première étape consiste à photographier une mire constituée d'un quadrillage régulier.

Le plus simple est d'utiliser un bâtiment comportant plusieurs fenêtres parfaitement alignées. Vous pouvez également une feuille A4 quadrillée mais dans ce cas il faudrait veiller à ce que la distorsion ne varie pas en fonction de la distance de mise au point. En fait tout motifs régulier pourra faire l'affaire. Un des exemples de ce tutoriel utilise des claustras de jardin.

Etape 1

Ouvrez l'image de la mire dans votre logiciel de retouche favori. Dans l'exemple, la mire est un claustra photographié au Coolpix 990 (focale 23.4mm).
Surlignez de couleurs différentes des lignes verticales et horizontales. Comptez environ 6 lignes dans chaque sens pour une bonnes caractérisation. N'oubliez pas de régler la transparence du surlignage afin de retrouver le motif géométrique. Enregistrez l'image.
L'objet de cette étape est de repérer les différentes lignes de la mire. En effet rien ne ressemble plus à une ligne qu'une autre ligne.





Etape 2

Lancez PTAssembler

Etape 3


Ajouter l'image surlignée en 1.

Etape 4


églez les valeurs de a, b et c à 0,001.
Renseignez le champ HFoV. Si le fichier comporte des données EXIF, cliquez sur Calculate using image EXIF Data pour récupérer la focale du fichier. Renseignez le champ "Multiplier".

Etape 5



Visualisez la ligne supérieure du motif et à chaque extrémité ajoutez un Point de Contrôle Vertical (t2) en cliquant dans chaque fenêtre sur chaque extrémité de la ligne.



Etape 6

Décochez a, b, c.
Décochez pitch, yaw
Cochez roll
Cliquez sur "Optimize". Cela a pour effet de calculer l'inclinaison de la mire.

Cochez a, b, c
Décochez roll. Ainsi à la prochaine étape, l'optimiseur ne recalculera pas l'inclinaison mais seulement les coefficients a,b,c

Etape 7

Sélectionnez et supprimer le Point de Contrôle Vertical (t2) créé à l'étape 5

A cette étape nous allons créer un certain nombre de points de contrôle de type Straight line(t+). Pour cela nous allons être aidés par le surlignage qui nous permet de retrouver facilement la bonne ligne.

Pour chaque ligne horizontale et verticale surlignée:
- Création du premier couple de points de la ligne: Choisir New Line. Cliquez sur deux points de la ligne dans les 2 fenêtres de visualisation.
- Création des couples de points suivants de la ligne: Choisir Line #x (la dernière créée). Créer environ 4 à 5 control points par ligne.

Plus le nombre de lignes et de points de contrôle par ligne est important, plus le calcul des valeurs a, b et c est précis. C'est à prendre en compte si la distorsion géométrique de votre objectif est particulièrement sinueuse.

Etape 8



Cliquez sur Optimize
Validez la fenêtre de résultat
Vous pouvez remarquer que les valeurs affichées de a, b et c ont été modifiées

Etape 9



Dans cette étape nous allons vérifier que les valeurs calculées érentes.
Cliquez sur Auto Size Parameters
Cliquez sur Preview
PTAssembler lance la création d'une image corrigée de faible résolution. Normalement, si toutes les opérations ont été correctement réalisées, les lignes de la mire retrouvent leur rectitude.
Il peut arriver que vous ne voyiez pas les bords de l'image. Dans ce cas augmentez de quelques degrés la valeur de HFoV et relancez le Preview
Maintenant, vous pouvez lancer la correction en pleine résolution avec le bouton Create en ayant auparavant choisi le format du fichier (JPEG, TIFF, PSD, etc...)

Etape 10



Tout ce travail doit être sauvegardé pour pouvoir réutiliser la valeurs ultérieurement. Pour cela cliquez sur Save parameters et renseignez les champs d'information.

Correction

Une fois la caractérisation effectuée, il y a plusieurs méthodes pour appliquer la correction:

PTAssembler

Photoshop

PTLens

PTAssembler

Etape 1


Ajouter l'image à corriger

Etape 2


Charger les paramètres de l'image en cliquant sur "Load"

Etape 3


Cliquez sur Auto size Parameters
Cliquez sur Preview
Ajustez éventuellement la valeur de HFoV
Lancez la correction en pleine résolution avec le bouton Create en ayant auparavant choisi le format du fichier (JPEG, TIFF, PSD, etc...)

Photoshop

Recopier le répertoire "Photoshop Plugin" de Panotools dans le répertoire chargé d'accueillir les plug-in Photoshop ("ex: "Modules Externes" avec Photoshop 7 en français sous Windows). Redémarrer Photoshop.

Nous découvrons maintenant, dans le menu filtre de Photoshop, un menu Panotools. Ce menu propose plusieurs choix dont Correct. Les autres menus donnent accès aux autres outils de Panotools. Certains seront traités ultérieurement.

Dans la fenêtre Correct choisissez Radial Shift et cliquez sur le bouton Options. Nous retrouvons nos valeurs a, b et c avec en plus une valeur d. Comme vous pouvez le constater la correction peut se faire pour chaque couleur primaire. Dans ce tutoriel nous nous bornerons à effectuer la même correction pour toutes les couleurs.

Il nous reste à découvrir la valeur d. C'est très simple puisque a+b+c+d=1 donc, d = 1-(a+b+c).

ATTENTION: avec ce plug-in, le séparateur de décimales est le point et non la virgule

Remplir les champs avec les valeurs ad hoc et lancer la correction. N'oubliez pas de sauvegarder les valeurs avec le bouton Save

Noter qu'avec la fenêtre Pref puis More vous pouvez choisir le type d'interpolation utilisée pendant le calcul

PTLens

PTLens est un outil gratuit permettant l'application des corrections de manière automatique. Il lit les données EXIF des images d'un répertoire et applique les corrections lues dans un fichier de données.

La syntaxe de ce fichier de données est assez simple et n'appelle pas de commentaire particulier.

Quelques exemples

Coolpix 990 8.2mm

Mire de 90 x 120 cm, distance env. 2.5m

Coolpix 990 23.4mm

Distance env. 3.5m

Nikkor AFS DX 18-70 à 18mm

Mire Feuille A4 (distorsion différente à l'infini)