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Focus stacking et scans 3D inférieurs au millimètre : Helicon Focus 7 disponible

Helicon Focus
Ci-dessus : image de mandibule de fourmi (camponotus nicobarensis) créée à l’aide d’Helicon Focus

L’outil de focus stacking Helicon Focus passe en version 7, l’occasion pour nous de vous présenter ce logiciel.
Qu’est-ce que le focus stacking ? Tout simplement la fusion de clichés pris à différentes mises au point pour obtenir une meilleure profondeur de champ. Une approche qui n’a qu’un intérêt limité pour la photo classique, mais prend tout son sens en macro ou microphotographie : la profondeur de champ est alors inférieure au centimètre ou au millimètre, selon les conditions de prise de vue.

Si nous évoquons cette technique ici, c’est parce qu’elle permet aussi de générer des modèles 3D, comme nous allons le voir.

Mais avant d’en venir à la modélisation, détaillons le processus. Voici le type d’images brutes que l’on obtient à l’aide d’un objectif de microscope et d’un appareil photo. Cet exemple a été créé par nos soins, à l’aide d’une fourmi de type camponotus nicobarensis (précisons que l’individu était mort de causes naturelles avant la prise de vue).

Helicon Focus

La zone de netteté est très fine : pour donner une idée de l’échelle, la tache noire (l’oeil) mesure environ 0,2 ou 0,3mm de large. Afin d’avoir une image complète, on va faire varier la mise au point en approchant ou éloignant le sujet de l’objectif, pour mettre en avant le reste de la surface, comme avec ce second cliché :

Helicon Focus

En prenant une succession de photos de façon méthodique (l’idéal est d’utiliser un système tel qu’un rail macro ou une plateforme de microscope, selon l’échelle de capture), on peut obtenir une série de photos dont les zones de netteté se chevauchent légèrement et qui, combinés, pourraient couvrir toute l’image : c’est à ce stade qu’Helicon Focus entre en jeu.

Helicon Focus

Une fois la série de photos importées, Helicon Focus permet d’assembler le tout en mode semi automatique. Trois algorithmes sont proposés : le choix dépend de la situation et des goûts du photographe, chaque méthode ayant tendance à produire des résultats et artefacts légèrement différents. Le calcul étant très rapide, nous vous conseillons de comparer les trois approches au cas par cas.

Voici le résultat, recadré :

Helicon Focus

Helicon Focus propose après reconstruction des outils de retouche et d’ajout d’informations (texte, échelle), ainsi qu’un export des couches successives.

depth
Ci-dessus : une carte de profondeur générée par Helicon Focus

Mais ce n’est pas tout : les données d’assemblage (carte de profondeur) permettent aussi à Helicon Focus de générer des modèles 3D. Le module Helicon 3D Viewer donne un aperçu du résultat généré à l’aide des zones de netteté détectées et des plans successifs.

Un maillage est donc créé, sur lequel l’image est plaquée. L’utilisateur dispose de quelques paramètres sommaires, comme l’accentuation de l’élévation.

Helicon 3D Viewer

Le modèle pourra ensuite être exporté en OBJ et utilisé dans d’autres outils. Vous trouverez plus bas deux exemples, là encore créés par nos soins.

Ces modèles ne sont pas parfaits : la zone de l’image qui n’était nette sur aucune photo crée une sorte de blob autour du modèle, et l’approche employée par Helicon Focus gère mal certains détails comme les poils de la mandibule, qui n’ont pas de relief.
Reste qu’il s’agit l’une des très rares méthodes permettant d’obtenir des volumes à une échelle aussi petite. Une autre méthode pourra consister à crééer plusieurs images à l’aide d’Helicon Focus sous différents angles, puis de les envoyer vers un logiciel de photogrammétrie au lieu de s’appuyer sur l’outil interne. Une technique plus longue mais qui peut permettre d’obtenir un modèle plus complet.

Revenons enfin sur la nouvelle version 7 d’Helicon Focus. Cette mise à jour apporte un « folder monitor » (le logiciel surveille un dossier pour y détecter les nouvelles photos et assembler au fur et à mesure, ce qui sera utile pour certaines prises de vue studio). On y trouvera aussi une fonction de recadrage automatique pour éliminer certains artefacts, une refonte de l’interface, une amélioration d’un des trois algorithmes ou encore une meilleure prise en compte des processeurs multicores et une consommation mémoire maîtrisée.

Payant, Helicon Focus est disponible sous Windows et Mac. Il se décline en trois versions, elles-mêmes proposées en licence annuelle ou permétuelle (avec mises à jour à vie incluses). La génération de modèles 3D n’est pas incluse dans la version la moins chère (Lite).

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