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jeudi 29 mai 2008

Sténopé, niveau zéro de la photo ?

Tout le monde connait le sténopé.

Si, si, croyez-le ou non, mais "sténopé" est un nom savant pour une chose toute simple : un appareil photo fait d'un simple trou dans une boîte de conserve.

Le principe du sténopé est donc celui de la chambre noire : vous percez un récipient opaque d'un petit trou, vous placez un papier sensible à la lumière face au trou, et vous attendez : vous obtenez alors une photographie.

L'optique venant toujours au secours du photographe, il existe, même pour un objet aussi simple qu'un sténopé, une armada d'outils mathématiques permettant de savoir exactement comment faire le petit trou de manière à obtenir les meilleures photos possibles (au sens physique, bien sûr!). La fabrication d'un sténopé est donc à la portée de tout le monde... mais peut mener assez loin (>Galerie-photo.com) !

Le sténopé possède un certain nombre de propriétés intéressantes :

  • Le trou étant de très petite taille, il est comparable à un diaphragme extrèmement fermé (F/120 ou pire). Les temps de pose sont donc longs, voire très longs.
  • Conséquence de la très faible ouverture, la profondeur de champ peut être considérée comme infinie : toute l'image est au point.
  • L'épaisseur du matériau du trou implique l'existence d'un effet de flou inhérent au procédé et irréductible. L'image obtenue avec un sténopé subit un léger effet d'"enveloppé" : les dimensions de cet effet ne dépend que des propriétés du trou et de la distance focale; un petit capteur donnera donc une image plus floue qu'un grand capteur.

J'ai commencé par m'intéresser à l'adaptation d'un sténopé sur un reflex numérique. De nombreux problèmes sont rapidement apparus : L'effet d'enveloppé est très important; la grande profondeur de champ implique qu'on voit très bien les poussières déposées sur le capteur; enfin, la distance focale est au minimum d'une 40aine de millimètres (distance entre le capteur et la bayonette).

Je suis donc revenu au bon vieil argentique et je me suis lancé dans la fabrication d'un sténopé, sur la base d'un boitier Kodak Hawkeye des années 1920-1930:

  • Dimensions de l'image sur film : 6x9cm
  • Distance focale : 30mm (équivalent 35mm : 12mm)
  • Diamètre du trou : 0.21mm
  • Ouverture : F/150

Les photos présentées ci-contre sont celles de la fabrication du boitier. Pour la réalisation du sténopé proprement dit (la surface perforée), j'ai fait appel à Thierry Gonidec (>Sténocaméra) qui fait les choses de façon très professionnelle.


Boitier Kodak Hawkeye
Pentax K10D, 50mm, 400 ISO, 1/10s à F/1.4

Fabrication d'un sténopé
Pentax K10D, 21mm, 800 ISO, 1/15s à F/4

Sténopé monté
Pentax K10D, 36mm, 800 ISO, 1/8s à F/4

Après un certain nombre d'essais et de tatonnements, j'arrive enfin à tirer de cet attirail des photos intéressantes...


Les Millois, deux arbres au bord d'une route
Sténopé 30mm, Fuji Provia 100 ISO, ~5s à F/150

Il me reste le problème du cadrage : mon magnifique appareil ne dispose pas de viseur !

Illustrations: Fabrication d'un sténopé, Sténopés, Série n°7

dimanche 25 mai 2008

Paris Printemps

J'ai enfin pris le temps de traiter quelques photos d'un brunch/balade qui date déjà de quelques semaines, au tout début de cette embellie météorologique qui s'est, ma fois, un peu ratatinée depuis...

Brunch, parce qu'il fait bon déguster les salades à l'Arrosoir, sous le Viaduc des Arts, Paris XIIè.

Balade, parce qu'il faisait bien beau en ce 27 avril, et que la Promenade plantée était quand même juste au dessus de nos têtes... C'aurait été gâché que de ne pas en profiter!

Pour ceux qui ne connaissent pas l'histoire de ce drôle de jardin suspendu, il a été construit à la place des voies de l'ancienne ligne de chemin de fer dite "de Vincennes", partant de la Gare de la Bastille (remplacée, elle, par l'Opéra Bastille) et rejoignant Verneuil-l'Etang (si, si). La gare a été rasée en 1984 et l'aménagement du Viaduc et de la promenade plantée s'est prolongé jusqu'au milieu des années 90.

Passerelle du Jardin de Reuilly (Paris, XIIè arr.)
Pentax K10D, 20mm, 140 ISO, 1/150s à F/4

Le chemin, en longeant les appartements qui surplombent l'avenue Daumesnil et les entrepots de la SNCF, nous amène d'abord au Jardin de Reuilly, lieu habituel de bronzage des parisiens (et surtout des parisiennes, mais ne soyons pas sexiste). Une passerelle enjambe la pelouse de Reuilly, offrant ce qu'il faut bien appeler un très sympathique point de vue (du moins en été, lorsque le temps est au beau fixe).


Enfants jouant au Jardin de Reuilly (Paris, XIIè arr.)
Pentax K10D, 28mm, 140 ISO, 1/350s à F/4

La promenade continue ensuite entre les immeubles de tous âges jusqu'aux limbes de Paris, du côté de la porte de Montempoivre. En ce qui nous concerne, nous nous sommes arrêté à Picpus, histoire d'aller nous rafraîchir (et nous mettre à l'abri de la pluie, aussi) Chez Gudule.

Sortie en extérieur de la ligne 6 du métro (Paris, bd de Picpus)
Pentax K10D, 45mm, 140 ISO, 1/350s à F/4

D'un point de vue technique, j'ai pu constater les limites de la réception GPS en ville. Le passage de tunnels, les parties encaissées et les passages entre les grands immeubles font beaucoup de mal à la détection de la position GPS, comme on peut le constater sur la carte. Ca part un peu en vrille, non ? Nouvelle mission, donc : supprimer les points incohérents dans les itinéraires...


Agrandir le plan

Illustrations:Promenade plantée, Paris

jeudi 15 mai 2008

Photowalking, un pas plus loin...

Suite de mes aventures pédestres, photographiques... et informatique (parce que je le vaux bien) !

Dans l'épisode précédent, je vous ai raconté les problèmes que me posait la synchronisation des horloges (temps universel délivré par le GPS à partir des satellites, heure locale tenant compte du fuseau horaire (en anglais, timezone) et du changement d'heure (daylight-saving time), horloge interne de l'appareil photo. Problème qui sont globalement résolus. Cool...


Marolles-en-Beauce, champs labourés
Pentax K10D, 16mm, 140 ISO, 1/125s à F/8

Depuis, je me suis penché sur d'autres problématiques tout aussi intéressantes :

  • L'utilisation d'un flux RSS comme source de données pour les listes de photos,
  • L'obtention d'informations administratives et/ou culturelles à partir de la position GPS,
  • La génération de fichiers Google Maps "enrichis" à partir de toutes les données dont on dispose.

Tout ceci demande pas mal de développements; j'ai exploré un certain nombre de pistes et beaucoup d'autres restent encore à parcourir, mais j'obtiens d'ores et déjà des résultats sympathiques puisque la carte ci-dessous a été générée de façon totalement automatique à partir du flux RSS de photos que j'ai publiées hier sur Zenfolio, et des données brutes du GPS.


Agrandir le plan

Les repères indiquent les endroits où les photos ont été prises; Cliquer sur un repère ouvre une petite fiche dont les informations sont extraites automatiquement du GPS, du flux RSS fourni par Zenfolio, ou de Geonames (géolocalisation inverse, fournissant en particulier des informations tirées de Wikipédia).

Et pour info, les fichiers Google Maps ainsi générés sont exploitables par Windows Live Maps, Qui donne un affichage assez chouette.

Allez, bonne soirée... et à bientôt !

Illustration : Nature / Marolles-en-Beauce

dimanche 27 avril 2008

Quelle heure est-il ?

Les premiers tests d'utilisation de mon nouveau joujou, un GPS Data Logger (voir mon précédent billet) m'ont confirmé ce que je savais déjà, en fait : la vraie première galère, c'est le temps.

Je m'explique : je me promène avec mon GPS et mon appareil photo. Voilà ce qui se passe :

Le GPS est réglé sur l'heure des satellites, eux même synchronisés avec des horloges atomiques (la mesure précise de la position est dépendante d'une mesure précise de l'heure). Le GPS est donc synchronisé sur une horloge commune, en temps UTC (Temps Universel Coordonné en français), qui permet de s'affranchir des problèmes posés par les heures locales. L'appareil photo, lui, est réglé à la main, à l'heure locale (enfin, plus ou moins).

L'enjeu est de synchroniser le GPS avec l'appareil photo. Pourquoi ? parce que si ce n'est pas le cas, les photos ne seront pas bien placées sur la carte : mauvaise heure = mauvais endroit !

Il faut donc régler plusieurs problèmes :

  • D'une part, obtenir le fuseau horaire local à partir des données de position du GPS : pour cela, j'utilise le service web proposé par GeoNames, qui me donne la réponse très simplement.
  • Ensuite, prendre en compte les éventuels changements d'heures liés au passage à l'heure d'hiver/d'été. Là encore, je suis aidé : la base de données zoneinfo (TZ) permet de répondre à cette question (après un portage en C#, je ne ménage pas ma peine, ma p'tite dame).
  • Enfin, corriger la dérive éventuelle de quelques secondes à quelques minutes, entre l'heure locale "officielle", et l'heure de l'horloge de l'appareil photo. Et c'est là que ça se gâte.

C'est là que réside le vrai grand problème, et, assez étrangement, personne ne semble s'y être intéressé. Je sais que les services de positionnement de photos sur des cartes sont encore très jeunes. Pourtant, des ténors comme Flickr ou Google proposent se genre de services, mais... à vous de vous débrouiller.

Personnellement, je ne suis pas fan des solutions manuelles, du genre :

  • Régler à la main l'heure sur son appareil photo à partir d'une horloge fiable (mais mon appareil ne permet pas de descendre en dessous de la minute, et la dérive de l'horloge oblige à refaire l'opération fréquemment)
  • Photographier une horloge à chaque début de série (plus malin, mais pas très automatique).

Moi, ce dont j'ai envie, c'est d'un biniou qui fasse le boulot tout seul. Non, mais !

Alors, comme je suis assez têtu au niveau des défis, j'ai eu une idée.

Quand on prend une photo, en général, on s'arrête, ou au moins, on ralentit

Il suffirait donc de corréler les baisses de vitesse de marche avec les moments où sont prises les photos, et le tour serait joué ? J'ai tenté le coup, et :

  • Introduit dans mon code une notion d'"estimation d'arrêt" (Stop Estimation). Je calcule la vitesse instantanée (en utilisant la mesure de distance dite du Grand Cercle); je définis l'estimateur d'arrêt comme l'exponentielle de l'opposé de cette vitesse : e^(-v/v0), qui est un nombre entre 0 et 1 (0 = mouvement rapide, 1 = arrêt total).
  • Appliqué cet estimateur à l'ensemble des données d'une trace GPS. J'applique à chaque photo un décalage temporel (compris entre -5 et +5 minutes, je recommence pour chaque seconde de cet intervalle), et j'effectue la somme des estimateurs d'arrêt sur les données GPS correspondant aux dates ainsi calculées.
  • Obtenu le décalage donnant la valeur la plus grande (et donc la vitesse moyenne la plus faible pour l'ensemble des photos).

Bon, c'est un peu compliqué, mais en clair, on obtient ceci :

Là, on remarque qu'avec un décalage de 6 secondes, on obtient le meilleur résultat (plus grand nombre de photos prises en compte, meilleur calage). Pour vérifier, on peut afficher la courbe de l'estimateur d'arrêt et la comparer à la position des prises de vue :

On constate que les prises de vue correspondent à des maximums locaux de l'estimateur d'arrêt.

Et ça, c'est plutôt encourageant... La suite dans le prochain épisode, et en attendant, bonne nuit !

jeudi 17 avril 2008

Photowalking, Edition Zéro

J'ai reçu aujourd'hui mon nouveau jouet. Un gadget ? A voir...
En anglais dans le texte, cet outil s'appelle un "GPS Data Logger" : en français, c'est un enregistreur de données géographiques. Facile, non ?

L'utilisation est très simple. Le Data Logger possède un unique bouton : vous appuyez une fois, il se met en route; une seconde, il s'arrête. Et pendant toute la durée du fonctionnement, il enregistre à intervalle régulier l'heure qu'il est et la position géographique (GPS) : latitude, longitude, altitude.

Ce soir donc, j'ai pris mon PhotoTrackr (c'est son p'tit nom) sur moi, j'ai attendu qu'il se synchronise avec une floppée de satellites, et je me suis improvisé une petite balade photo (pardon, un Photowalking... j'en reparlerai) "Gps-Express" dans mon quartier.
L'astuce, c'est que de retour à la maison, je récupère l'itinéraire, les photos, je mélange les deux et hop! magie! (enfin... j'aurai également l'occasion d'y revenir), et voilà le résultat :


Agrandir le plan

Donc voilà. Je débute tout juste (quelques heures à mon actif), mais voici déjà une liste de quelques problèmes qu'il va me falloir résoudre pour rendre tout ceci exploitable simplement... en vue d'une publication rapide sur mon blog, bien sûr !

  • Conversion des données d'un format à l'autre (.GPS, .GPX, .EMEA, .KML, ??)
  • Synchronisation de l'heure entre les photos et les données GPS (fuseau horaire, heure d'été, et surtout, correction de la dérive des horloges)
  • Génération d'un fichier de sortie KML (Google Maps) avec un minimum de mise en page (enfin, on se comprend)
  • Hébergement et mise en ligne des images et du KML.

Bref : je vous tiens au courant !

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