Les distorsions en photographie

Voilà quelques temps que je n’avais rien écrit sur les bases de la photographie. J’avais déjà commencé à écrire pas mal sur tous les termes intéressants à connaître quand on débute en photographie. D’ailleurs, un résumé sur tous les termes de vocabulaire en photo est disponible, même si ce dernier pourrait probablement être encore étoffé. Dans cet article, je me relance donc dans la base et je vous parle des phénomènes de distorsions en photographie.

Il s’agit sûrement là d’un des termes les plus connus de la part des photographes débutants (et autres). Dans de nouveaux articles qui vont suivre, j’ai décidé également de vous parler d’autres défauts optiques comme les aberrations chromatiques, la diffraction, la coma et autres.

Bien qu’il ne soit absolument pas nécessaire de connaître tous les termes par cœur et ce qu’ils signifient, je trouve que c’est important à partir du moment où vous allez vouloir aller plus loin en photo. Que vous décidiez d’acheter une nouvelle optique pour vous diversifier dans plusieurs thématiques, ou bien que vous souhaitiez commencer à traiter des RAW sur un logiciel de post-traitement, connaître le phénomène de distorsion est selon moi obligatoire et utile.

Allez, je me lance dans cet article pas trop technique, en espérant arriver à vous transmettre ce que je sais de manière simple et efficace. À préciser cependant que même si les optiques souffrent de ce phénomène, de plus en plus de logiciels le corrigent très bien en post-traitement, même si cela peut engendrer la perte des bords de l’image, par exemple, pour rétablir la distorsion (comme c’est le cas avec mon Tamron 20mm f/2.8). Ce ne doit généralement pas être un point décisif pour le choix d’une optique, enfin, tout dépend de votre domaine….

Pour définir de manière simple la chose, je dirais que la distorsion est un phénomène de déformation d’une image dans son ensemble et des éléments qui la constituent. En effet, on pourrait avoir tendance à croire que tous les éléments composant une image possèdent le même grossissement quelle que soit leur place, ce qui n’est en réalité pas le cas. En effet, selon le type d’objectif photo, un élément photographié à différentes positions dans une image n’aura pas la même forme. Il s’agit donc d’une aberration géométrique, liée uniquement à l’optique, qui affecte le volume des sujets dans une image. L’image dans sa globalité est déformée, le degré de déformation variant selon la place de l’élément dans l’image.

Les distorsions apparaissent lorsque les rayons lumineux entrent, traversent un ensemble d’éléments (lentilles) et ressortent. En effet, les rayons ne traversent pas tous au même endroit au travers de la ou des lentilles, et les plus proches horizontalement de la lentille ne seront que peu affectés, alors que ceux situés sur l’extérieur le seront plus. C’est pourquoi les phénomènes de distorsions sont souvent plus marqués sur les extérieurs d’une image. Une optique parfaite au niveau de la distorsion permet la transmission des rayons de lumière au même point. Certaines marques comme Laowa proposent même des optiques notées « zero-distortion » permettant d’assurer sur un objectif ultra grand-angle des distorsions quasi nulles (comme le Laowa 12mm f/2.8 ZERO-D). Les constructeurs proposent des techniques pour essayer de contenir ces phénomènes de distorsion, notamment grâce à l’utilisation de lentilles asphériques, c’est-à-dire courbées vers l’extérieur, permettant de faire converger les rayons de lumière vers un point focal unique.

Le phénomène de distorsion se mesure en pourcentage et correspond à l’écart entre la position idéale d’un objet sur l’image et sa position réelle. Selon le type de distorsion, le pourcentage peut être positif (en coussinet) ou négatif (barillet).

L’idéal avant d’acheter une optique est donc de se renseigner sur le type de pourcentage de distorsion de l’optique en question. Vous pouvez regarder sur le site de DXOMark, ou sur d’autres qui proposent ce type de tests. Vous pouvez ainsi voir, aussi bien sur un zoom que sur une focale fixe, le type de distorsion et comment elle se comporte au fur et à mesure que vous vous écartez du centre de l’image.

Pour vous donner l’exemple de mon Tamron 20mm f/2.8, ce dernier présente une très forte distorsion en barillet, ce qui a tendance à clairement faire ressortir les sujets au centre de l’image, mais surtout à les déformer sur les bords. Les tests montrent une distorsion en barillet d’environ 8%, ce qui demeure énorme pour une optique grand-angle (même si ça se corrige bien sous DXO ou Lightroom).

• La distorsion en barillet : elle se caractérise par une image au centre qui semble être « gonflée » (comme un baril, d’où le nom), et où les bords de l’image tendent à se courber vers l’intérieur. Le grossissement des éléments dans l’image diminue donc vers l’extérieur. Ces défauts sont particulièrement visibles sur les lignes horizontales, principalement lorsque vous allez vers le haut ou le bas d’une image.

On rencontre très majoritairement ce type de distorsion sur les objectifs grand-angle, mais aussi souvent sur les plus courtes focales des zooms (ex, de type 16-35mm). En effet, le champ de vision de ce type d’objectif est plus réduit que la taille du capteur, et l’image doit donc en quelque sorte être courbée.

Voici un exemple assez marquant de ce type de défaut sur mon objectif Tamron 20mm f/2.8, qui présente une forte distorsion en barillet. Les corrections sous DXO permettent de compenser relativement bien ce type de défaut.

• La distorsion en coussinet : c’est tout simplement l’effet inverse de la distorsion en barillet. Une de ses caractéristiques principales est la tendance des lignes droites à se courber du centre de l’image vers l’extérieur du cadre. On la retrouve très souvent sur les zooms (aux plus longues focales) et sur les téléobjectifs. De plus en plus, les téléobjectifs haut de gamme gèrent très bien ce défaut optique et proposent des optiques avec une distorsion en coussinet négligeable, le peu restant se corrigeant très bien en post-traitement.

Voici un exemple de distorsion en coussinet assez marqué avec mon Tamron 70-180mm, à 180mm. Les distorsions en coussinet sont données à plus de 3,5% à 180mm, ce qui est vraiment beaucoup. Heureusement, un logiciel comme DXO gère parfaitement ce type de défaut optique et qui est donc facilement corrigé.

• La distorsion en moustache : c’est la dernière et la plus compliquée des trois à gérer en post-traitement. On pourrait dire qu’il s’agit d’une combinaison des deux distorsions évoquées ci-dessus (coussinet et barillet). Les lignes droites apparaissent courbées vers l’intérieur de l’image en direction du centre, puis courbées vers l’extérieur au fur et à mesure que l’on se déplace vers les bords/coins. On retrouve ce type de distorsion majoritairement sur des vieux objectifs, ou souvent sur de très courtes focales, même récentes comme le 14mm f/2.8 de Samyang.

Quelques mots rapides pour résumer ces points. De par leurs tailles plus grandes, il faut savoir que les capteurs plein format (Full Frame / 24x36mm) souffrent plus des phénomènes de distorsion. En effet, vous allez utiliser l’ensemble de l’objectif quand ce dernier est monté sur un capteur plein format, alors que le capteur APS-C, 1,5 fois plus petit, ne « prendra que le centre ». Si vous placez des optiques destinées au plein format sur un boîtier APS-C, les défauts optiques seront moins présents. Cependant, les optiques conçues pour APS-C ont des distorsions généralement identiques aux focales équivalentes en FF. Par exemple, un 16mm APS-C sur APS-C aura une distorsion pratiquement identique à un 24mm FF sur FF. Voici un article pour tout savoir sur la taille des capteurs en photo et quelle influence ils ont sur vos images ! Concernant les objectifs :

• Sur les Fish-eyes : on retrouve une très forte distorsion en barillet, mais à noter que sur ce type d’optique, l’effet est voulu,
• Sur les objectifs grand-angle : distorsion en barillet essentiellement. Petite précision. Sur une focale fixe (comme mon Tamron 20mm) et sur les zooms, on retrouve une distorsion de ce type. Aussi, avec la courbure vers l’extérieur de l’image, l’objectif cadrera en réalité plus large qu’un 20mm. Le site de DXO Mark montre bien ce type de phénomène, où une focale fixe de 20mm (comme ici le Sigma 20mm f/1.4 DG HSM Art) cadrera plus large sur les bords de l’image. Ceci veut aussi dire que si vous avez tendance à cropper les bords ou à vouloir « conserver les proportions » dans un logiciel de post-traitement, vous n’allez pas forcément perdre de l’image par rapport à votre focale annoncée de 20mm.

• Les focales standards : tout dépend des optiques, mais on retrouve encore des distorsions moins marquées en barillet. À noter que sur les zooms de type 24-70mm ou 16-35mm, on retrouve souvent une distorsion en barillet aux plus courtes focales (comme un grand-angle), et une distorsion en coussinet aux plus longues. Voici un exemple en image du Canon 24-70mm f/2.8 II L USM.

• Les téléobjectifs : ils souffrent majoritairement de distorsion en coussinet, plus ou moins marquée selon la qualité des lentilles utilisées et la gamme de l’optique. Sur les zooms présentant des ranges de focales très larges (type 18-300mm), la distorsion en coussinet dans les longues focales sera souvent très marquée.

Nous venons de voir au-dessus les trois principaux types de distorsion en photographie. Ces dernières sont liées à la construction des objectifs. Or, il existe d’autres types de distorsion, ou plutôt de déformations de perspective liées à la prise de vue et ses caractéristiques. On en retrouve principalement deux.

C’est une déformation classique que l’on retrouve lorsque vous photographiez un sujet de très près. Il ne s’agit pas là d’un défaut optique de l’objectif mais bien du fait que vous êtes très proche d’un sujet avec une focale très courte, typiquement un grand-angle (très souvent les seuls objectifs à pouvoir vous permettre de vous rapprocher très proche d’un sujet). C’est par exemple le cas si vous essayez de shooter un portrait de quelqu’un avec un grand-angle, disons 11mm en APS-C ou 16mm en plein format. Les yeux, le nez, et autres seront entièrement déformés et vont apparaître beaucoup plus grands.

Petite précision : on a souvent tendance à croire que les courtes focales déforment plus les perspectives que les longues (téléobjectif), ce qui est pour le coup faux. Les objectifs possèdent et offrent les mêmes perspectives. C’est tout simplement la distance entre votre appareil/objectif et le sujet qui fait changer ses perspectives.

Vous pouvez cependant utiliser ce type de distorsion d’extension pour mettre en avant une partie d’un sujet, en vous plaçant très proche de cette zone. Cela aura tendance à la mettre fortement en avant. Elle apparaîtra bien plus grande sur l’image alors qu’en réalité, elle ne l’est pas.

À l’inverse de la distorsion d’extension, la distorsion de compression se retrouve à l’utilisation de téléobjectifs. En utilisant une longue focale, les perspectives apparaissent compressées et les éléments d’un arrière-plan (parfois distants de plusieurs kilomètres) apparaissent bien plus larges et grands que ce qu’ils sont en temps normal.

Rien de bien compliqué à comprendre. Si vous shootez en JPEG, je vous conseille d’activer les corrections optiques dans le boîtier. De manière générale, elles vont corriger les défauts correctement, même s’il peut rester quelques artefacts parfois. Si vous shootez en RAW, vous n’avez qu’à activer le profil de correction de l’optique ou du couple boîtier + optique pour corriger les distorsions de votre image. Et voilà. D’ailleurs, j’ai rédigé un article complet pour vous expliquer les différences entre RAW et JPEG.

J’arrive à la fin de cet article sur la distorsion en photographie. J’espère que vous avez trouvé l’article utile et que vous comprenez maintenant mieux l’intérêt de connaître ce type de défaut optique.
Je vous dis à bientôt pour un nouvel article sur les défauts optiques !
Sylvain