Distorsion

Distorsion en barillet

Distorsion en croissant

La photographie d'un objet plan, par exemple d'une carte géographique ou d'une surface de carrelage positionnée bien parallèlement à la surface sensible de l'appareil photo (film ou capteur), devrait en apporter une image sans déformation.

C'est rarement le cas. Dans la pratique, l'objet plan apparaît sur la photo un peu bombé ou en creux. Lorsque aux lignes droites du sujet photographié, elles apparaissent incurvées dans l'image. La cause de cette déformation est la distorsion. Elle est due au fait que l'objectif photographique ne respecte pas les proportions du sujet photographié entre la partie centrale et les parties périphériques de l'image.

La distorsion peut être de deux types principaux (voir illustrations à droite)  :

1. Distorsion en barillet :
   L'objectif produit une image plus grande de la partie centrale du sujet. En conséquence, les lignes droites du sujet sont incurvées vers l'extérieur.
2. Distorsion en croissant (ou en coussinet)  :
   L'objectif produit une image plus petite de la partie centrale du sujet. En conséquence, les lignes droites du sujet sont incurvées vers l'intérieur.

Mesure de la distorsion

Calcul du taux de distorsion

La distorsion d'un objectif se mesure en %. Pour effectuer la mesure, on prend l'image d'une ligne droite parallèle à un grand bord de la photo de façon à ce qu'elle touche ce bord, soit au centre, soit au niveau des angles. On calcule alors la proportion entre l'écartement maximal de l'image de la ligne droite comparé au bord de la photo, et la longueur de ce bord. On multiplie le résultat par 100 pour avoir un pourcentage.

Une distorsion en barillet est comptée avec un pourcentage positif. On prend un pourcentage négatif pour caractériser une distorsion en croissant.

La revue Chasseur d'Images qui teste les objectifs photographiques considère comme :

• négligeable une distorsion (positive ou négative) de moins de 0, 3 %
• peu sensible une distorsion de 0, 3 % ou 0, 4 %
• sensible une distorsion de 0, 5 % ou 0, 6 %
• très sensible une distorsion de 0, 7 % à 0, 9 %
• gênante une distorsion de 1 % ou plus.

Les objectifs et leurs distorsions

Un objectif construit de manière idéalement symétrique au niveau de la forme des lentilles, leur dispositions et leur indices de réfraction ne produira pas de distorsion. Certains objectif standard (50 mm f/1, 8 ou plus rarement f/1, 4), et certains objectifs macro ne produisent qu'une distorsion particulièrement faible (0, 3 % ou moins).

La distorsion en barillet est un défaut caractéristique d'un objectif grand angle. Des distorsions de +0, 5 % à +1 % sont courantes avec des objectifs grand angle de focale fixes.

Un téléobjectif aura au contraire la majorité du temps une distorsion en croissant modérée (de -0, 2 % à -0, 5 %).

Sur un zoom, la distorsion fluctue selon la focale. La majorité du temps, elle est en barillet à la plus courte focale et en croissant à la focale la plus longue. Les zooms transtandards présentent fréquemment une forte distorsion de l'ordre de +1, 5 % en position grand angle. Cette distorsion diminue rapidement si on allonge la focale de quelques mm. Le zoom possède une focale intermédiaire sans distorsion. Après quoi, on a une distorsion en croissant de l'ordre de -0, 4 à -0, 7 % sur le reste de la plage de focale.

Globalement, un zoom possède une distorsion du même sens mais plus marquée que le type d'objectif qu'il remplace. Un zoom grand angle possède une distorsion en barillet, sauf peut-être à la focale la plus longue. Un télézoom possède une distorsion en croissant, sauf peut-être à la focale la plus courte.

Sur un objectif fish-eye, on a une distorsion énorme de l'ordre de +16 %. Dans ce cas précis, la distorsion est indispensable pour faire rentrer un angle de visée de 180° sur la surface plane d'une photo. Cette distorsion particulièrement typique peut être recherchée pour réaliser des effets graphiques, ou au contraire gêner certaines prises de vues où on préférera un objectif super grand angle dont la distorsion sera 10 à 20 fois plus faible.

En agrandissant la partie centrale d'une image, un multiplicateur de focale pourra diminuer la distorsion si elle est importante avec l'objectif d'origine. Avec un objectif presque sans distorsion, le multiplicateur de focale peut au contraire provoquer une distorsion en croissant modérée (-0, 3 % avec un doubleur).

Traitement numérique de la distorsion

En photographie numérique, certains logiciels de traitement d'images permettent d'introduire une distorsion contrôlée sur une partie ou la totalité d'une image. On peut utiliser cette fonction en retouche ou lors de la réalisation de trucages photographiques.

Cette possibilité est exploitée par le logiciel DXO qui sert à corriger la distorsion obtenue à la prise de vue en produisant une distorsion opposée. Après chargement du «profil» de l'objectif utilisé, ce logiciel peut corriger automatiquement la distorsion. Cette correction entraîne un léger recadrage de la photo étant donné qu'elle consiste à repousser vers les bords de l'image des éléments de la photo qui s'en écartaient un peu.

Elle a aussi l'inconvénient d'augmenter le phénomène de marche d'escaliers, ce qui revient, en pratique, à diminuer la résolution de la photographie (d'où l'utilité d'utiliser des hautes résolutions lors de la prise de vue).

Voir aussi