Ma tête panoramique légère

Description et réglages de ma tête panoramique maison

J’ai conçu une (pseudo-)tête panoramique ultralégère. Elle est prévue pour faire des panoramas circulaire ou sphériques en trois rangées (horizontale+haut+bas+zénith+nadir) avec cadrage paysage. Les exemples utilisent un objectif avec une focale de 24 mm (équivalent 35 mm). La tête a aussi été testé avec une focale de 28 mm (éq.).

Description

Il s’agit d’une réglette en plexiglas de 20 cm de long.

Vue générale

Elle comporte un trou taraudé (UNC 1/4 de pouce) d’un côté et une fente de largeur 5,5 mm sur le reste de la longueur. La fente comporte aussi un taraudage à l’extrémité proche du trou, afin de permettre l’introduction de la seconde pièce. La seconde pièce est un adaptateur mâle 1/4 de pouce, femelle 3/16 de pouce disponible dans tous les bons magasins de photographie. Cet adaptateur dispose d’une zone non taraudé qui va lui permettre de coulisser dans la fente.

On fixe l’ensemble avec l’appareil photo sur un trépied. La vis du trépied vient se fixer dans le trou taraudé alors que la partie supérieure de l’adaptateur va dans le pas de vis de l’appareil photo.

Tête montée

On peut avancer ou reculer l’appareil photo pour faire coïncider le centre optique de l’objectif avec l’axe de rotation du trépied. Nous allons maintenant voir comme effectuer les réglages de la tête.

Horizontalité

Comme on peut le voir sur la photo précédente, l’appareil ne paraît pas bien horizontal. Commencez par faire un panorama circulaire dans la position actuelle. Déterminez les paramètres d’orientation des différentes photos. Remettez l’ensemble à l’horizontale. Sous Hugin, ceci se fait avec la fonction Redresser dans la fenêtre d’aperçu du panorama.

Redresser avec Hugin

Il faut alors aller voir la valeur moyenne du tangage :

Tangage dans Hugin

On constate que toutes les photos sont orientées vers le haut de 3,7 ° en moyenne. Vous pouvez soit faire des essais successifs pour tomber plus proche de 0 °, soit calculer le déplacement qui va bien. Dans le second, commencer par mesurer la longueur du levier de rotation, c’est-à-dire de l’axe de rotation au bout de la poignée :

Rayon de la poignée

Il n’y a plus qu’à calculer le déplacement à faire au bout de la poignée pour corriger le pente :
 L : longeur de la poignée
 alpha : angle à corriger
 D : déplacement à effecteur

D = alpha / 180 * Pi / L

Dans mon cas, D = 3,7 / 180 * Pi * 150 = 9,7 mm.

Rotation de la poignée

Il n’y a plus qu’à tracer un repère pour mémoriser la position :

Repère sur la rotation

Position du centre optique

Il faut maintenant amener le centre optique de l’objectif sur l’axe de rotation verticale du trépied. Comme référence, on utilise la distance entre le dos de l’appareil et le bout de la réglette :

Distance de l’arrière de l’appareil

La méthode consiste à photographier deux objets à des distances différentes de l’appareil et ceci, alternativement à gauche et à droite de la photo. J’ai utilisé un morceau de scotch opaque collé sur une fenêtre avec le paysage visible à l’arrière plan.

Scotch à gauche

Sur la photo, il faut mesurer la position horizontale en pixel de l’élément au premier plan et celui à l’arrière. Il faut faire la même opération à gauche et à droite de la photo, de façon symétrique :

Scotch à droite

Le quadrillage en mode LiveView, s’il existe, permet de retrouver plus facilement les positions gauche et droite. On reproduit ça pour plusieurs distances de référence. Vous pouvez alors reporter les valeurs dans votre tableur préféré comme suit :

Tableau de la parallaxe

On a :
 colonne A : distance du dos de l’appareil
 colonne B : distance en pixel du scotch au bord de la photo, quand il est à gauche sur les photos
 colonne C : distance de la fenêtre des voisins d’en face, toujours sur les photos de gauche
 colonne D : différence des colonnes B et C
 colonne E : distance du scotch sur les photos de droite
 colonne F : distance de la fenêtre sur les photos de droite
 colonne G : différence des colonnes E et F
 colonne H : différence des colonnes G et D

L’objectif est d’avoir la colonne H égale à 0. Il est bon de faire plusieurs mesures pour avoir des valeurs dans la colonne H positives et négatives. Quand c’est le cas, il faut tracer les valeurs de la colonne H en fonction de celle de la colonne A (option Nuages de points dans MS Excel). Il faut alors rajouter la droite des moindres carrées essayant de passer par ces points (Ajouter une courbe de tendance...) et afficher son équation (Afficher l’équation du graphique dans le volet Options).

Évolution de la parallaxe

On peut soit observer visuellement l’endroit où la droite de régression coupe l’axe horizontal (5,8 cm sur l’exemple) soit calculer la valeur en divisant la constante de l’équation par le coefficient de x (70,526 / 12,026 = 5,86 cm). Soit à peu près :

Position du centre optique de l’objectif

Il ne reste plus qu’à marquer ça sur la réglette :

Marques sur la tête

Réglages complémentaires

On commence par mesurer la hauteur du centre optique par rapport au sol avec le trépied au maximum :

Mesure de la hauteur du centre optique

Quand on bascule l’appareil vers le bas, j’utilise toujours le LiveView avec quadrillage pour déterminer la rotation. Il faut alors reculer l’appareil sur la réglette pour conserver le centre optique sur l’axe de rotation. Dans mon cas, la réglette étant un peu trop petite (pas calculée pour cet objectif), je suis en butée au bout. Dans le cas contraire, ne pas hésiter à faire une marque au feutre. On vérifie aussi en hauteur que c’est toujours bon sinon adapter la crémaillère du trépied en conséquence.

Contrôle de la hauteur du centre optique

Quand on bascule l’appareil vers le haut, il faut retirer la réglette et fixer directement l’appareil sur le trépied et espérer que le centre optique est bien positionné en horizontal.

Correction de la hauteur du centre optique

En vertical, comme c’est trop haut, il faut baisser la crémaillère du trépied et prendre un repère :

Marque sur la potence

.

Pour le zénith, en basculant, ça ne change pas grand chose et j’ai pu garder le réglage précédent :

Contrôle de la hauteur du centre optique

Quant au nadir, il n’y a rien de prévu et il doit être fait à main levée. Tout au plus, vous pouvez évaluer la hauteur que doit avoir l’avant de l’objectif par rapport au sommet du trépied.

Conclusion

Nous avons vu la conception et l’utilisation d’une tête panoramique rudimentaire. Une condition importante de sa réalisation est de disposer du taraud qui va bien et qui n’est pas disponible dans toutes les crémeries malheureusement. Concernant le choix du matériau, j’ai pris du Plexiglas car c’est ce que j’avais sous la main mais ce n’est pas le meilleur choix. Même avec 5 mm d’épaisseur il est trop souple et plie sous le poids de l’appareil (1 kg ici). Même si cette flexion est compensée par le calcul d’horizontalité, ce n’est pas très rassurant. De plus, il faut faire attention à ne pas endommager le filetage quand on fixe la réglette sur le trépied. Un métal comme un acier ou un alliage d’aluminium serait plus adapté, éventuellement avec une plus faible épaisseur pour limiter le poids.

Au niveau des objectifs, elle est prévue pour des objectifs grands-angles classiques du côté des 24-28 mm (éq.). Si l’objectif est moins grand-angle, ça doit toujours est possible mais en faisant plus de rangée et sans doute en mettant plus de repère au feutre sur la réglette et le trépied. À l’inverse, du côté de l’ultra grand-angle, il faut d’une part vérifier que le bout de la réglette n’empiète pas sur le champ de vision, et d’autre part, le fait de conserver le cadrage en paysage et non portrait risque de rendre difficile la réalisation d’un panorama sphérique en une seule rangée horizontale (+ zénith et nadir), ce que permettrait ce type d’objectif.

Enfin, il ne faut pas que l’objectif dépasse trop la base de l’appareil sinon il vient appuyer directement sur la réglette, ce qui est déjà le cas pour l’objectif utilisé dans la démonstration.