La macro 3D
(photomacrographie stéréoscopique)



Le principe de la stéréoscopie étant connu dès le milieu du XIXe siècle (Wheastone 1838), la photo stéréoscopique est aussi vieille que la photographie  et s'est donc pratiquée  bien avant que son principe ne soit rebaptisé "3D" pour relancer au début du XXIe siècle l'industrie cinématographique. Mais il faut avouer que les progrès de l'image numérique rendent ce genre d'images plus faciles à réaliser et à présenter, et ces dernières années ont vu la naissance de  dispositifs modernes stéréoscopiques. La macrophotographie n'est pas en reste et elle peut se pratiquer "en relief" ! avec plus de facilités en numérique, mème si dans un bon nombre de cas , les dispositifs utilisés dérivent des montages de l'époque argentique.

En plus de cela, une  nouvelle façon de pratiquer est venue complèter la façon traditionnelle avec 2 images faites à partir  de 2 point de vue différents. Cette nouvelle méthode s'appuie sur la zedification et  sur des fonctions des logiciels  qui permettent, à partir de piles focales, de recréer des aspects du sujet sous différents angles ou dans différentes positions. 2 angles différents permettent la stéréo alors que des séries de positions permettent de créer des animations donnant l'illusion de faire tourner le sujet à l'écran.

Il faut remarquer que, encore plus qu'en photo traditionnelle, les difficultés augmentent avec le rapport de reproduction et les images envisagées ici sont plus souvent de la proxi que de la supermacro. Mais cette dernière commence à être pratiquée aussi en stéréo...

I- la méthode traditionnelle avec 2 prises de vues
Pour réaliser un couple stéréo avec 2 images d'un point de vue décalé, 2 méthodes principales existent:
- déplacer l'appareil pour réaliser les images en 2 temps. Ce n'est possible que pour des sujets immobiles. Un rail perpendiculaire au rail de stacking peut être utilisé.
- prévoir un dispositif qui réalise les 2 images en mème temps. Le plus confortable pour la forte macro, est d'utiliser les sorties photo gauche et droite d'un stéréomicroscope.

A- par déplacement d'un appareil unique
dispositif stéréo macro en 2 temps Ce n'est possible que sur pied.

Le mème type de rail mobile (style novoflex ) que pour la zedification, peut être utilisé pour décaler latéralement le dispositif de prise de vue, comme ici à gauche un 105 macro sur boitier Nikon.

Par contre la source de lumière ne doit pas être déplacée entre les 2 prises devues.

Une vieille règle empirique, dite du 1/30e fixe le maximum de déplacement par rapport à la distance de prise de vue. Cette règle implique donc que la base soit très petite pour les petits sujets (quelques cm en proxi, quelques mm en macro)

voici par exemple un couple stéréo d'image d'une orchidée française du genre Ophrys obtenue par recadrage des parties homologues de 2 images  avec un objectif 105mm macro, qui diffèrent par une translation centimètrique.

Le montage des 2 images se fait grace au logiciel Stereophotomaker.

La présentation ci contre est en vue parallèle (image pour oeil droit à droite). Ce type de vision n'est pas naturel. (Il faut s'affranchir du reflexe de convergence).Il est recommandé d'utiliser un dispositif de type ou lunette prismatique. 		Ophrys par translation de l'appareil

Pour éviter de perdre trop de surface d'image non présente dans les 2 clichés, il est possible de faire converger les axes de prise de vue sur le sujet, mais il faut faire attention aux déformations et prendre garde aux limites du cerveau pour corriger ces déformations.
Bien sur, cette technique implique la nécessité d'une complète immobilité du sujet pendant la durée des 2 prises de vue.
Attention également à laisser les sources de lumière au mème endroit entre les 2 prises de vue! car sinon les ombres peuvent apparaitre discordantes dans l'image en relief.

B- par dispositif avec  2 boitiers classiques ou 1 appareil 3D
Du fait de l'encombrement des boitiers et des objectifs, il n'est pas possible physiquement en macro d'avoir 2 appareils espacés de quelques mm. Des système avec des renvois sont donc nécessaires.
Ils ont l'avantage de prendre les 2 images du couple simultanément et donc de permettre des images de sujets mobiles.
1- astuces avec miroir !
Ce système  signalé par D. Simanek  consiste à placer dans le champ un miroir qui permettra l'enregistrement d'une 2e demi image inversée du mème sujet. Ce dispositif peut être utilisé en proxi...


(Schéma tiré de cette page internet )		 Simanek
2- Diviseur à prismes/miroirs produisant un couple stéréo sur le capteur avec l'objectif  existant .
Stitz stéréo sur 105 macro exemples: 
l'attache Stitz peut, grace au bouton d'orientation des miroirs,  être utilisée sur un 105 macro

     voir ma page avec des précisions et des images

C'est une solution pratique, mais qui produit pour les puristes, des images avec des défauts géomètriques liés à la convergence.
C'est malgré tout un système de qualité correcte

 exemple Stitz sur 105

3- objectifs spéciaux doubles remplaçant l'objectif d'origine simple:
                 a-   exemple artisanal de qualité H. de Wijs  (http://www.dewijs-3d.com/Macrolens_for_SLR_cameras/macro_UK.html )
                                 C'est malheureusement couteux et je n'ai pu tester.
                 b-  Loreo 3D    (voir page )
Cette firme produit des accessoires stéréo dont un biobjectif "macro" (proxi en fait) à placer à la place de l'objectif .
La  construction est bon marché en pl;astique. C'est rustique car sans mise au point et seulement avec 3 valeurs de diaphragme.
   Barlia avec Loreo sur D200
        Il est difficile d'obtenir de bons résultats...
 Voici le modèle prévu pour le capteur APS d'un Nikon D200

Loreo macro pour format APS
                  c-  objectif 3D panasonic et bonnette

4- Dispositif à prismes pour réduire la base des appareils stéréo= 3D existant (+ bonnettes pour réduire la distance de mise au point)
Cyclopital ex: Cyclopital sur appareil Fuji3D

( voir page du constructeur artisanal  )		 cyclop

5- 2 photoscopes disposés à 90° et avec un miroir semi transparent permettant de viser le mème sujet
ekeren (cf macrobox de Van Ekkeren ) ekkeren
Ce dispositif permet de faire varier la base en déplaçant un des 2 appareils!
Il est donc adaptable à la proxi, par exemple avec 2 boitiers équipés chacun d'un 105 macro, et mème à la  macro avec par exemple 2 canon équipés de MPE-65. La difficulté serait alors de coupler le dispositif de mise au point des 2 objectifs.
En fait, ce dispositf est aussi celui des montages stéréo professionnels de cinéma 3D
ex: Rig macro 3D


( image screenplane.com )		 camera 3D pro

6- stéréomicroscope avec sortie pouvant basculer, ou avec 2 sorties
bino alternant C'est le seul système permettant de pratiquer la super macro en stéréo.

De plus les modèles de stéréomicroscope sophistiqués qui le permettent disposent également d'un système de variation du grandissement à large gamme qui permet par exemple d'aller de 2x à 20x sur le capteur.

Le plus souvent, les stéréomicroscopes n'ont qu'une sortie photo d'un coté. Mais certains modèles permettent la prise de vue en 2 temps seulement , à gauche et à droite successivement, comme le modèle Nikon SMZ10 ci contre à gauche.
D'autres sont équipés de 2 sorties photo ou l'on peut placer 2 appareils identiques, comme le stéréomicroscope Nikon SMZU à droite

voir quelques images sur ma page
 SMZU



II- la nouvelle méthode avec une pile focale: les images recalculées par les logiciels de zedification
Tous les  logiciel de zedification donnent la possibilité de recalculer des images désaxées par rapport à la pile originale. Le principe est semble t il lié à un décalage des points de l'image modulé en association avec la table de profondeur calculée à partir de la pile.
Il est facile ainsi de produire des couples 3D avec les 4 logiciels, au besoin avec un logiciel de stéréo en annexe.
Helicon Focus et Piccolay permettent en plus la réalisation d'images basculantes animées en GIF directement.

A- Couples stéréo
En option dans tous les logiciels de zedification, on peut demander des images obliques destinées à être associées dans des couples stéréo
- méthode combineZP:  charger le set de commandes 3D.czm  ; choisir la commande "pair from stack" et règler une valeur d'offset; exécuter le set 2 fois avec un offset différent
- méthode zerene: cocher  dans options: "stereo/rocking"; choir le pourcentage de shift en X, puis reprendre la procédure habituelle
- méthode helicon focus:  ? (je n'ai pas encore utilisé ce logiciel)
- méthode Piccolay: faire le stack puis cliquer sur 3D view; choisir l'écart angulaire (par défaut 3° donc 2 images -1,5° et +1,5° ) et le type de sortie (2 images RL ou  image parallèle, croisée ou "basculante" en GIF ); lancer avec un clic su "Go" et récupèrer les images produites débutant par p# dans le répertoire

Voici un exemple de résultat avec un sporogone d'Atrichum  undulatum ou des spores sont visibles entre les dents du péristome.
(pile de 40 images avec un objectif  Mitutoyo 20x sur LT 180mm d'Olympus BHM et avec un Sony NEX7; offset +1 et -1% )
D'abord avec Zerene, couple  retraité avec  stereophotomaker (toujours pour vision parallèle):
résultat stéréo Zerene
Le relief est bien présent; mais il n'est pas toujours naturel... en particulier, le fond prend une place médiane dans la profondeur et semble donc anormalement devant l'arrière du sujet.
Et il manque les détails visibles uniquement très en oblique et présents dans les vrais couples stéréoscopiques

Voici deux autres types de sortie, obtenues avec Piccolay (paramètre 3° )
d'abord en "RLR" pour la vision soit en parallèle, soit en croisé (avec surconvergence des yeux, l'image pour l'oeil droit étant à gauche, plus facile à pratiquer) !
sortie piccolay RLR
puis animation GIF basculante:
Gif basculant

B- animations
En prolongement des couples stéréoscopique, en réalisant des séries de décalages variables, on peut donner l'impression de mouvements du sujet à l'écran.
Piccolay génère automatiquement la série selon les paramètres choisis, puis je l'ai animée avec Gif animator
animation

Helicon focus produit semble t il automatiquement ces animations.

En conclusion, je dirais que, si les calculs des logiciels permettent une vision stéréo des objets bluffante, assez correcte et permettant aussi des animations intéressantes sur nos écrans, la photographie de 2 points de vue, selon la technique classique, me semble  continuer d'apporter une meilleure perception du relief.

Un dernier point, de regrets que la 3D cinéma n'ait pas démocratisé la stéréophotographie.
En effet, malheureusement coté matériel, pour l'instant (en 2015), malgré des avancées, le constat pour la macro en numérique ne montre guère d'évolution du coté marginal de la 3D par rapport à la période argentique.
La proxi et la macro faible sont possibles en 2 temps sur pied. La supermacro est possible au stéréomicroscope. Mais pour des images plus exigeantes en macro de terrain, le stéréophotographe doit toujours être un bricoleur réalisant des prototypes. Les seuls photoscopes numériques assez diffusés: les fuji 3D W1 et W3, étaient des modèles de type compact sans possibilité macro et, sont discontinués sans successeurs!!!
Et donc l'amateur doit toujours réaliser son propre matériel, en s'inspirant de la construction avec miroir semi transparent des rig 3D macro du cinéma professionnel...