Mire de test d’autofocus

Cet article reprend le tutoriel publié par M. Tim Jackson, initialement destiné à détecter les problèmes de back/front focus [1] du D70. Les explications qui suivent sont bien entendu applicables à quasiment n’importe quel appareil photo, et vous permettront de détecter un éventuel problème de mise au point automatique [2], qu’il vienne de votre boîtier ou de vos objectifs, et surtout de comprendre un peu mieux comment fonctionne votre autofocus et de mieux appréhender ses limites.

Note importante pour les gens pressés : n’imprimez pas directement cette page web, téléchargez le fichier Acrobat originel sur le site de Tim Jackson !

Note importante pour les gens paranoïaques : votre matériel n’a probablement aucun problème. Si, si, vraiment, dans neuf cas sur dix, si votre photo est foirée… le seul responsable c’est vous ! Non, non, ne partez pas bouder : même si ce test ne révèle aucun défaut matériel, il vous permettra peut-être de mieux comprendre ce que vous faites lorsque vous utilisez l’autofocus. Evidemment, il arrive parfois que ce soit bien le matériel qui soit en cause (cas connus : le backfocus de certaines séries de Nikon D70, celui de Nikkor AF-D 105mm f/2 DC mal étalonnés…) et ce test vous aidera à le détecter à le quantifier, auquel cas vous êtes invités à contacter votre revendeur préféré. [3]

Matériel nécessaire :

• votre boîtier
• un objectif au moins, deux idéalement si vous voulez pouvoir comparer et déterminer si un éventuel problème vient du boîtier ou non
• un trépied (ou tout autre montage stable qui vous permette d’incliner l’appariel de 45° par rapport à la mire)
• une feuille de papier standard, lisse, vierge
• un feutre et une règle
• la mire de test à télécharger imprimée (sur format A4 pour respecter l’échelle)
• de quoi visualiser les photos Une lumière suffisante pour une exposition correcte (comprendre : permettant d’éviter tout flou de bougé, y compris du trépied) est nécessaire. Si vous travaillez dans la pénombre, tous vos clichés seront flous et l’autofocus n’y sera pour rien. N’hésitez pas à utiliser le flash si votre objectif vous le permet.

Réglages préliminaires :

Ces réglages sont nécessaires pour le bon déroulement et la juste compréhension du test.

1. vérifiez que vous êtes en mode autofocus
2. réglez le boîtier en mode priorité ouverture ("A", "Ap" ou "Av" sur la molette de sélection)
3. réglez l’objectif sur la plus grande ouverture possible (nombre f-stop le plus petit possible) de façon à obtenir la plus faible profondeur de champ. [4]
4. réglez le mode autofocus en "simple focus" (AF-S chez Nikon) [5]
5. réglez la sélection des collimateurs en "spot" (c’est à dire qu’un seul collimateur d’autofocus sera utilisé à chaque prise ; cette option est peut-être d’ailleurs la seule possible en mode priorité ouverture sur votre appareil)
6. pour commencer les tests, assurez-vous que le collimateur central est bien sélectionné ou choisissez-le à l’aide du pad.

Le capteur autofocus

Comme vous le soupçonnez sûrement, les capteurs autofocus ne ressemblent pas vraiment aux collimateurs de mise au point que vous observez dans le viseur. En réalité, ils sont plutôt disposés comme sur l’image ci-dessous :

Les collimateurs sont donc plus un guide qu’une définition précise. En outre, il arrive souvent que les capteurs ne soient pas situés parfaitement au centre des collimateurs ; en exagérant, quelque chose comme ça :

Les capteurs autofocus sont en fait constitués d’une rangée de photosites, semblables à ceux du capteur principal de votre boîtier [6]

Le principe de l’autofocus est très simple : faire varier la mise au point de façon à obtenir, entre deux pixels adjacents, le contraste le plus élevé. (si ça sonne comme du charabia, ne vous inquiétez pas et poursuivez, tout va s’éclaircir)
Si vous prenez un sujet avec peu ou pas de contraste, comme un ciel dégagé, un mur blanc ou une feuille de papier vierge, l’autofocus ne peut pas fonctionner.
Essayez par vous-même : tentez de faire le point sur une feuille de papier vierge. Tant que vous êtes suffisamment près, ou zoomez assez, de sorte que le capteur autofocus n’embrasse que le papier et rien de ce qui l’entoure, l’appareil ne sera pas en mesure de faire le point. Et pour cause : il n’y a aucun contraste, aucun point possible d’accroche.

Prenons maintenant la plus simple des cibles : une page vierge avec une ligne bien nette dessus. [7] Allez-y, visez la ligne avec le collimateur central, et constatez à quel point la mise au point est précise et rapide. [8] Et ce, que vous visiez avec l’axe optique bien perpendiculaire à la feuille, ou de biais, avec la ligne à l’horizontale, à la verticale ou en diagonale.

Maintenant, petite variante, sélectionnez l’un des autres collimateurs, par exemple celui de gauche. Visez la ligne suivant la disposition ci-dessous. Tout va bien, le point se fait.

Maintenant visez la ligne comme ci-dessous :

Catastrophe, la mise au point patine et peine à se faire.

Voyons ce qui se passe au niveau microscopique ; la figure suivante représente la bordure de la ligne tracée sur la feuille, nette à gauche, et floue à droite ; le capteur d’autofocus est représenté perpendiculaire à la ligne cible (premier cas) . Lorsqu’il fait varier la mise au point, l’autofocus cherche à obtenir la situation de gauche, dans laquelle deux pixels adjacents enregistrent le plus de contraste, l’un voyant du noir, l’autre du blanc.

Si l’on tourne la ligne de 90°(deuxième cas), le capteur est perdu car il n’arrive pas à obtenir plus de contraste quelle que soit la mise au point : suivant sa position, il n’enregistrera soit que du noir, que du gris, ou que du blanc ! Ceci est illustré ci dessous :

Revenez au collimateur central : celui-ci étant constitué de deux capteurs en croix, quel que soit l’angle de la ligne par rapport au collimateur, la mise au point se fera sans problème. Voilà pourquoi dans des conditions difficiles, il est recommandé d’utiliser le capteur central, plus sensible. [9]

Si vous êtes joueur, vous pouvez, avec les capteurs autofocus "simples", vous amusez à voir à partir de quel angle limite entre capteur et ligne l’autofocus est de nouveau fonctionnel.
Voilà, vous avez maintenant une bonne idée du fonctionnement de votre autofocus et de ses limites.

Les problèmes de mise au point : frontfocus et backfocus.

Basiquement, on parle de frontfocus lorsque l’appareil fait la mise au point en avant du sujet visé, et de backfocus lorsque la mise au point se fait en arrière. Petite illustration :

Si vous obtenez le résultat du haut en cherchant celui du bas, c’est du frontfocus, et inversement.

C’est le genre de problème réellement pénalisant au quotidien, même des photos "tata-ginette" : quoi de plus énervant que de tirer le portrait d’un proche, et de s’apercevoir une fois devant l’écran que son visage est flou, et ses oreilles parfaitement nettes ?
Il peut y avoir plusieurs origines, entre autres des problèmes de positionnement des capteurs par autofocus rapport au plan image en ce qui concerne le boîtier. Compte-tenu des tolérances de montage, tout appareil, et tout objectif feront forcément un peu de front/backfocus, sans que l’on s’en rende compte ni que cela se voit sur les photos. Hélas il arrive qu’on s’écarte des tolérances et que cela devienne critique ; l’usage de combinaisons donnant une profondeur de champ très réduite (grande ouverture et longue focale, classique pour du portrait) le met particulièrement en évidence, et du jour au lendemain, l’appareil qui semblait parfaitement réglé avec son objectif standard et peu lumineux de base va vous apparaître complètement à côté de la plaque une fois un bon télé lumineux monté dessus.
Attention toutefois, avant de courir étrangler votre revendeur à être certains que le problème ne vient pas d’un manque de rigueur de votre part dans l’utilisation de l’autofocus ; les petites expérimentations précédentes ont démontrés les limites du système.

Le test

Voici la procédure de test ; suivez-la précisément sans quoi vos conclusions risquent d’être faussées.

1. Vérifiez que votre boîtier est bien réglé tel que recommandé plus haut (autofocus, mode A, AF-S, etc.)
2. Sélectionnez le collimateur central.
3. Si ce n’est pas déjà fait, imprimez la mire de test.
4. Disposez la mire sur une surface plane, de façon à ce que la mire elle-même soit parfaitement plane, sans pli ni gondolement.
5. Placez votre caméra de façon à viser la mire avec un angle de 45°.
6. Placez-la de façon à ce que la mire de test couvre tout le champ ; vérifiez que vous n’êtes pas trop près non plus et que vous pouvez encore faire le point.
7. Faites le point sur la ligne de mise au point au centre du cadre de mise au point au centre de la mire.
8. Prenez un premier cliché et vérifiez rapidement que vous obtenez une image claire et contrastée, lisible en somme. NB : sensibilité ISO, balance des blancs et mesure d’exposition importent peu tant que votre photo est lisible ! Ajustez l’exposition si ce n’est pas le cas, et n’hésitez pas à rajouter une source lumineuse.
9. Utilisez le retardateur ou la télécommande pour éviter tout flou de bougé (dans le même esprit, essayez d’éviter les temps d’exposition de de 1/30" à 1/3" pour éviter les vibrations dues au mouvement du miroir).
10. Voilà, c’est prêt, prenez vos photos !

Interprétation des résultats

Vous devez clairement discerner la zone qui est nette, et la transition progressive hors zone de netteté en avant et en arrière-plan, comme sur l’exemple ci-dessous. Sinon, refaites une série de photo en suivant méticuleusement les instructions.

Il est normal, en particulier avec les longues focales, d’obtenir une plus grande profondeur de champ en arrière-plan qu’en avant-plan. C’est parfaitement normal, tant que la ligne de focus est bien dans la zone de netteté. [10]

Si vous obtenez ceci, vous avez un problème de backfocus :

Si vous obtenez cela, vous avez un problème de frontfocus :

Notez que vous pouvez quantifier la valeur de l’erreur de distance de mise au point grâce aux échelles sur les bords ; celles-ci sont ajustées pour tenir compte de l’angle de 45°.

Epilogue

Ce test a été largement diffusé par internet, et soumis à des critiques plus ou moins constructives, d’une part par des aficionados Nikon qui niaient toute possibilité de problème, mais surtout par des grincheux qui refusaient d’admettre que leur problème de focus venait probablement d’eux et non de leur appareil. Le village global est ainsi fait que tout y résonne bien fort, surtout les envies de râler des uns et des autres.
Cet article essaie d’éviter toute polémique stérile et, par son aspect didactique, de contribuer à une meilleure compréhension de vos outils phtographiques.

Examinons donc les principales objections quant à la validité et la fiabilité du test de Tim Jackson ; au-delà des couinements habituels reviennent trois arguments :

1. l’autofocus n’aime pas les lignes parallèles au bord de la mire ; ça le rend fou ; il y a même un avertissement à ce sujet dans les manuels d’utilisation.
2. l’autofocus n’aime pas viser un sujet à 45°.
3. les capteur autofocus ne sont pas parfaitement alignés avec les collimateurs, donc les résultats sont erronés

Premier point : c’est encore pire que ça, l’autofocus ne voit même pas les lignes parallèles ! N’importe qui ayant lu les instructions de l’article l’aura compris : puisqu’on utilise le capteur central, qui englobe une unique ligne au milieu de la mire, d’aussi près que l’autofocus est concerné, ces lignes parallèles n’existent même pas… Notons par ailleurs que puisqu’on utilise le capteur central, en croix, quel que soit le sens de la ligne, ainsi qu’on l’a expérimenté plus haut, la mise au point ne pose aucun problème.

Deuxième objection : depuis quand l’angle a-t-il quoi que ce soit à voir avec la mise au point ? Qu’un bord de la ligne visée soit plus proche d’un pouillième de l’appareil ne change rien. L’autofocus ne raisonne pas en terme de distance, mais de contraste. Il ne voit pas si la ligne est à plat ou pas ! De même qu’il se contrefiche de l’angle sous lequel il vise une citerne ou un lampadaire ou n’importe quel sujet rond !
Si vous en doutez, refaites l’exercice avec la feuille marquée d’un simple trait, en essayant différents angles. Vous constaterez que l’autofocus trouve sa cible quel que soit l’angle incident…

Numéro trois : à moins d’avoir un appareil sérieusement défectueux, les capteurs sont suffisamment proches des collimateurs pour que ça n’affecte pas ce test. Si le focus se fait rapidement, sans souci, lorsque vous visez la ligne noire au centre de la mire, alors c’est bon ; tant qu’un petit bout du capteur "voit" la ligne, peu importe, compte tenu de la taille d’un capteur la variation de distance est infime.
Toujours pas convaincu ? Voici trois clichés, pris dans les configurations correspondant à ce shéma :

Êtes-vous capables de les différencier ?

Voilà qui répondra j’espère à d’éventuelles interrogations. Tout commentaire est le bienvenu ; Tim Jackson vous invite même à lui faire part de vos suggestions ou questions, et à lui soumettre vos résultats pour analyse à l’adresse suivante : tim@FocusTestChart.com.