Qu’est-ce que la distorsion géométrique et quelles en sont les causes ?

Tout d’abord, rappelons ce qu’est la distorsion géométrique, les différents types observés avec les objectifs, quelle est leur cause et comment ils sont corrigés.

La plupart des objectifs produisent de la distorsion géométrique, bien qu’avec certains modèles, cette distorsion est si minime qu’elle est imperceptible. Un objectif « idéal » ne produirait aucune distorsion et traduirait toutes les lignes droites de la scène en lignes droites identiques dans l’image, une situation appelée « projection en perspective parfaite ». Tout écart est considéré comme une distorsion géométrique.

Un appareil photo à sténopé classique (qui n’a pas d’objectif ) ne présente aucune distorsion géométrique. Cependant, comme le savent tous ceux qui en ont utilisé un, il capte très peu de lumière en raison de sa conception. Les véritables appareils photo emploient des objectifs pour capter davantage de lumière et obtenir des images plus nettes.

Malheureusement, même si la plupart des objectifs savent tirer parti de la lumière, les lois de la physique imposent leurs limites. En combinant des lentilles et des éléments asphériques, les ingénieurs peuvent minimiser ces aberrations, mais il existe des compromis entre la qualité d’image, coût, poids, plage de focales du zoom, etc… De ce fait, dans certaines conditions, il est difficile d’éviter la distorsion géométrique.

Il existe trois types de distorsion géométrique :

• Barillet : typique de tous les objectifs grand-angle,

• Coussinet : une caractéristique commune aux zooms, surtout aux longues focales, et

• Moustache : caractéristique des méga zooms à plage de focales très étendue.

De plus, les objectifs compacts qui couvrent une plage de focales allant du grand-angle au téléobjectif présentent différents types de distorsion lorsque vous zoomez. Vous pouvez ainsi observer une distorsion en barillet aux focales courtes, puis de la distorsion en coussinet aux focales plus longues.

Les objectifs récents, constitués de nombreux éléments optiques, peuvent présenter de la distorsion encore plus complexe que ces trois grands types. Ainsi, résoudre ces problèmes exige la création et l’application de modèles de distorsion toujours plus complexes.

La distorsion, comme l’effet de barillet illustré ici, peut donner l’impression que les lignes droites d’une image sont courbées, notamment vers les bords du cadre.

Comment DxO corrige les distorsions géométriques ?

Les distorsions complexes, qui exigent des corrections particulièrement pointues, ne peuvent être corrigées manuellement par l’utilisateur. Pour obtenir des résultats vraiment précis, elles doivent être calibrées à l’aide d’un équipement spécial. C’est là que DxO intervient.

La distorsion dépend principalement de la longueur focale (et de la plage de focales pour un zoom) et, ensuite, de la distance de mise au point. Pour établir le modèle de chaque objectif, les ingénieurs de DxO testent ces deux paramètres en prenant une image de référence comprenant des points disposés sur une grille de haute précision, parfaitement plane et parallèle au capteur de l’appareil photo. Ce processus exige de nombreux étalonnages, surtout pour les zooms à grande plage focale, ce qui en fait un processus long et exigeant.

Cependant, une fois que le degré de distorsion est précisément calculé pour chaque point du champ de vision, les données d’étalonnage peuvent être compilées dans un fichier de correction appelé Module Optique DxO.

La tâche la plus complexe étant faite, les photographes n’ont qu’à télécharger le Module Optique DxO correspondant, afin d’appliquer les corrections à leurs images. Des Modules existent pour quasiment toutes les combinaisons d’appareils photo et d’objectifs fabriqués au cours des 20 dernières années, et le Module nécessaire est automatiquement identifié à partir des métadonnées d’une photo.

Le degré de distorsion géométrique d’un objectif est évalué en utilisant une image de référence contenant un agencement de points disposés sur une grille extrêmement précise.

Pour DxO, les corrections ne doivent pas être pénalisantes

Cependant, le traitement de la distorsion géométrique dans un logiciel présente un inconvénient. Une fois la distorsion caractérisée, la photo est déformée pour la compenser, mais cela signifie que l’image elle-même n’est plus rectangulaire. Par exemple, les images corrigées de la distorsion en coussinet auront des bords convexes et celles corrigées de la distorsion en barillet auront des bords concaves.

Avant d’exporter une image, il est nécessaire de la recadrer, afin de lui redonner une forme rectangulaire, en éliminant les côtés incurvés. Cela signifie que le champ de vision original est réduit, ce qui pose un problème majeur lors de l’utilisation d’objectifs grand-angle, car ceux-ci sont précisément choisis pour maximiser le champ de vision. Les zooms à leur focale la plus courte sont particulièrement affectés par la distorsion et, après correction, peuvent exiger un recadrage plus sévère.

Chez DxO, nous avons la capacité de réduire au minimum le recadrage après correction :

• nos modèles sont plus précis,

• ils corrigent aussi les distorsions les plus complexes, et

• notre processus d’étalonnage pour toutes les focales et à toutes les distances de mise au point, garantissant ainsi des corrections de haute qualité, jusqu’aux bords de l’image.

En comparaison, les concurrents, dont les corrections sont moins précises, doivent effectuer un recadrage plus important.

Ainsi, avec la technique utilisée par DxO, les images exigeant moins de recadrage après correction, un champ de vision au plus proche de l’image originale sera préservé.

De plus, si les intentions créatives du photographe l’exigent, le logiciel de DxO permet d’exploiter toute la projection cylindrique de l’objectif sans recadrage, de sorte que tous les pixels restent disponibles pour un recadrage manuel. Notre méthode offre ainsi une souplesse maximale.

Des corrections plus précises que n’importe quel autre logiciel, et même que l’appareil photo lui-même

Comme vous pouvez le constater, plutôt que d’utiliser des profils génériques, qui pourraient ne pas corriger la distorsion géométrique à toutes les longueurs focales et distances de façon optimale, les mesures précises de DxO sont toujours parfaitement adaptées à l’objectif utilisé, à la focale et à la distance de mise au point.

Ainsi, vous bénéficiez d’une meilleure qualité d’image et d’un champ de vision étendu par rapport à d’autres logiciels, et souvent même de meilleurs résultats que les fichiers JPEG générés par l’appareil photo lui-même.