Possibilités du macroscope Wild M420 ;

(Tests 2019 )

Dans un topic du forum "le naturaliste", Guillaume sous le pseudo de "pierrevivante" cherche un matériel pratique pour la forte macro avec un focus bracketing automatisé.
Il s'intéresse avant tout au système décrit dans ce forum par JoJM (alias de Jean Marc Joannet) ou "AF motor focus bracketing" qui permet la réalisation d'une pile le plus rapidement possible.
Mais il faut avant pouvoir comparer les champs possibles de différentes optiques. Ma page Matériel macro lui a donné quelques repères.
Après avoir demandé un test de l'objectif Laowa2,5-5x ,
puis celui d'un objectif Mitutoyo 5x sur LT Nikon permettant l'autofocus (donc permettant le système de JoJM d'AF zédification avec les boitiers et objectifs LT ad hoc) ,
il m'a sollicité pour le macroscope Wild M420 qui est doté d'un objectif zoom apte à couvrir une bonne partie de la gamme de grandissement qu'il souhaite. Cet objectif zoom achromatique a une amplitude de 5 fois (elle est de 6 fois pour l'apozoom wild qui a été aussi commercialisé, mais que je ne possède malheureusement pas).

Ce macroscope permet en effet de couvrir pratiquement tout l'éventail de la macro au labo. D'autant qu'il dispose en plus en option de lentilles additionnelles 0,5x et 2x pour passer à une amplitude de 20 fois, de 1,25x à 25x! (mais au prix d'une petite manipulation car la distance de travail est modifiée par ces lentilles)
Il y a des informations sur cet appareil sur la page M420 de E. Savazzi
Malgré sa construction optique complexe, on peut considèrer cet appareil comme l'équivalent d'un microscope épiscopique avec objectif zoom de 0,63x à 3,2x et un projectif de 4x pour les appareils 24x36mm. (en fait il y a plusieurs lentilles reprenant l'image du zoom, un oculaire 10x, une lentille 0,32x et dans la tète trinoculaire, une lentille de tube de facteur 1,25x)
D'après une brochure Leica, l'ouverture numérique de cet objectif est de 0,116.
J'avais aussi fait un premier test en 2014 avec des images au foyer sur petit capteur d'hybride Nikon one

I- La gamme de grandissements avec un boitier 24x36

Pour complèter le test de 2014 avec le sujet test de ce printemps dans le topic "le naturaliste", des feuilles de pervenche parasitées par des rouilles (Puccinia vincae ), voila des images réalisées avec les optiques wild de sortie pour appareil Nikon à capteur 24x 36.
J'ai fait à chaque fois 2 images, dans un premier temps en une prise à pleine ouverture, ensuite avec un diaphragme à mi parcours.

Cela donne des exemples de champs au plus faible, à mi parcours et au maximum du zoom, enfin au maximum avec lentille 2x.

Voici un résultat au plus faible grandissement 2,5x (position 6,3 du zoom Wild achromatique ).
Le champ photographié est de l'ordre de 15x10mm.

C'est équivalent au plus faible grandissement de l'objectif Laowa 25mm , mais bien sur pour du travail de labo! Avec un sujet statique.

Bien que l'ouverture maximale annoncée de ce zoom soit plus faible que celle du Laowa de F:2,8, avec une O.N. de 0,116 équivalente à un nombre d'ouverture de F:4, , les images sont au moins équivalentes en piqué.

Cela peut tenir au lourd statif qui empèche le bougé alors que les images test du Laowa ont été faites à main levée.

Le M420 est doté d'un bouton de règlage du diaphragme avec des repères sans unités et un cliquet dans une position intermédiaire à mi-diaphragme, présentée dans une brochure Wild comme "le meilleur compromis entre perte de résolution et gain de profondeur de champ". En fait, ce meilleur compromis dépend beaucoup du grandissement et surtout du jugement du photographe, donc nul besoin de rester à ce cliquet qui est néanmoins pratique.
La présence d'un diaphragme est utile pour des images en une seule prise de vue, mème à notre époque ou recherche de la définition maximale et la zédification poussent à utiliser au maximum la pleine ouverture.

2,5x

Voici un grandissement intermédiaire de 5x.
(position 12,5 de la bague du zoom )

Le champ est de l'ordre de 7x5mm.

C'est équivalent en grandissement du maximum de l'objectif Laowa 25mm.

La également, les images du Wild M420 semblent plus flatteuses.

Et ensuite, le Wild M420 a encore des ressources avec une étendue de zoom bien plus grande que celle du Laowa!

5x

Voici à 12,8x,
le maximum du grandissement,
en bout de course du zoom achromatique,
position 32 du repère gravé sur le zoom.

Le champ est de l'ordre de 3x2mm.

Pour ce grandissement, cet appareil offre un bon compromis qualité et confort.

12,8x

avec une lentille additionnelle x2, on atteint à 25x le maximum de grandissement proposé par cet appareil.

Le champ photographié est alors de l'ordre de 1,5x1mm.

Je ne connais aucun dispositif qui permette de cadrer et de photographier aussi rapidement et avec un bon niveau de qualité à ce grandissement.

25,6x

(12,8x avec lentille
additionnelle 2x )

II- Le Wild M420 en zédification (=focus stacking); comparaison de 2 méthodes de focus bracketing

Au dela de donner une idée des possibilités de ce macroscope, en ce qui concerne les grandissements possibles, comme vu ci dessous, la demande pour cet essai visait à tester la réalisation de séries d'images à mise au point étagée (focus bracketing) pour les systèmes de zédification (focus stacking) avec cet appareil. L'objectif est d'obtenir par un traitement logiciel une image composite avec une profondeur de champ importante sans les pertes de résolution liées à un diaphragme trop fermé.
L'inconvénient de ces techniques est qu'elles sont chronophages, d'ou la recherche de systèmes automatisant au maximum la prise de vue et le traitement!

Toujours à pleine ouverture du M420, puis toujours avec traitement via le logiciel hélicon focus méthode C, j'ai utilisé 2 techniques pour la variation de mise au point (focus bracketing):

Comme ce M420 est monté sur un statif doté d'un mouvement micromètrique, la première technique, utilisable avec mon boitier 24x36 des tests ci dessus, consiste en un mouvement manuel de quelques degrés sur la vis micrométrique de l'appareil entre chacun des clichés de la série.

Il est possible de faire, selon le grandissement et le relief du sujet, une série d'une trentaine à une cinquantaine de clichés ainsi pour couvrir la profondeur du sujet. C'est un peu fastidieux, mais cela peut être automatisé via un moteur pas à pas piloté par un microcontroleur (arduino - voir ma page avec un microscope BH2- ou autre).

Sans post traitement, les images obtenues brutes de logiciel de zédification sont meilleures que celles faites à diaphragme très fermé.
Mais il est difficile d'avoir le rendu complet des meilleures zones nettes à pleine ouverture. Cela nécessiterait à la fois un travail de l'éclairage pour éviter les zones de brillance et un post traitement important pour complèter le travail automatique du logiciel.

Minimum du zoom du M420 (zétagraphie de 50 images) avec sortie photo pour Nikon 24x36
M420 zédifié maxi

Maximum du zoom du M420 (zétagraphie de 30 images) avec sortie photo pour Nikon 24x36

La 2e technique de focus bracketing que j'ai testée avec le M420 est la variation de mise au point motorisée via un objectif autofocus (af motor focus bracketing ) .

Cela nécessite un système avec un appareil à objectif motorisé pour l'autofocus. J'ai utilisé pour ce test un hybride Olympus OMD EM5 mkII avec objectif macro 60mm. L'objectif de cet apareil est monté en afocal au dessus d'un oculaire.
Cela m'a conduit à remplacer le système photo Wild par un oculaire à filetage pour ces montages en afocal, l'unilink de Brunel. J'avais testé cette méthode sur un stéréomicrosope antérieurement. (Voir cette page )
Les séries d'images réalisées avec cette technique peuvent facilement dépasser la centaine d'images.
L'utilisation d'un petit capteur associé à des optiques de projection différentes conduit à un champ presque 2 fois plus petit.

Cette méthode de focus stacking à l'avantage du confort puisque la série est complètement réalisée par l'appareil. Mais elle a quelques inconvénients:
- le grandissement varie au long de la série. C'est gèré toutefois par les logiciels de zédification.
- il faut trouver une combinaison, objectif de l'appareil et oculaire, qui ne produise pas de vignetage sur l'ensemble de la pile d'images
- la variation de mise au point de l'objectif motorisé a une amplitude limitée (avec un 60mm macro, cette plage va de l'infini à quleques cm). Cela limite l'exploration en profondeur des sujets. Toutefois, grace à la grande plage de mise au point de l'objectif macro 60mm, je n'ai pas eu ce bloquage, mais j'ai du opèrer loin de la position à l'infini, ou les résultats sont réputés les meilleurs.

(rq.: Quelle que soit la méthode, les poussières sur le capteur produisent des trainées en focus stacking. Cela fait partie des besoins de post traitement usuels. )

Minimum du zoom du M420 avec unilink Brunel et Olympus EM5mkII+60mm
M420 zédifié Oly maxi

Maximum du zoom du M420 avec unilink Brunel et Olympus EM5mkII+60mm

Le recadrage d'un facteur 2 en longueur, de l'image obtenue par translation avec le boitier 24x36, soutient bien la comparaison avec celle obtenue automatiquement par moteur autofocus avec l'appareil µ4/3. C'est proche du résultat au maximum du zoom avec la lentille 2x.

Pour l'instant, dans ces configurations pour M420, entre les 2 méthodes, le déplacement via le rail de mise au point me semble donner de meilleurs résultats .

( mais il faut rappeler que, en proxi, le confort du focus bracketing motorisé via l'objectif AF est incomparable car il ne nécessite pas l'usage de rails et de boitiers controlleurs et donne de bons résultats)

Mème si cet appareil n'est pas une panacée pour la macrophotographie, en particulier car il est surmonté pour les perfectionnistes par les montages à base d'optiques de microscope, il reste à mon avis incomparable pour la gamme 5 à 25x.
Avec une motorisation de son statif, il permettra des zédifications rapides et de qualité, à peine en retrait par rapport aux résultats des optiques de microscopes qui, sans variation zoom, sont moins souples pour les cadrages.
Pour la documentation naturaliste, un photographe peut se contenter de 2 outils:
- un objectif "macro" allant jusqu'au rapport 1:1 (par exemple un 105 micro nikkor)
- et ce macroscope pour les sujets jusqu'à 25:1
Malheureusement, cet appareil est discontinué depuis 2004 et ne se trouve plus que sur le marché de l'occasion. La firme Leica (acquéreur de Wild) produit d'autres macroscopes en neuf en 2019 (série Z, Z6 et Z16), mais à des prix bien plus élevés que ce modèle M420 en occasion, (il coute le prix d'un reflex semi pro de bonne facture neuf ).

Daniel NARDIN
19 avril 2019