OBJECTIFS

Stabilisateur d'image

Découvrez comment la stabilisation d'image intégrée aux objectifs (ou appareils photo) peut assurer la netteté de l'image malgré le flou de bougé ou autre mouvement involontaire des appareils photo.
Le flou de bougé est à blâmer lorsqu'une image manque de netteté. Le tremblement de votre main pendant que vous tenez l'appareil photo, la petite secousse lorsque vous appuyez sur l'obturateur – même le plus infime des mouvements lors de l'exposition peut créer un flou sur vos images.

La plupart du temps, les effets du flou de bougé passent inaperçus. Si vous utilisez une vitesse d'obturation rapide ou un objectif à grand-angle, ce flou peut être trop léger pour que vous le remarquiez. Pourtant, il sera bien présent et peut devenir voyant si vous effectuez un recadrage radical ou que vous imprimez l'image en grand format.

Le moyen le plus évident d'éliminer les mouvements de l'appareil photo au cours de l'exposition est de fixer votre appareil sur un objet qui ne bougera pas, comme un trépied, et de prendre ses précautions pour prévenir les secousses, par exemple en déclenchant l'obturateur à distance. Cependant, un trépied n'est efficace que s'il est solide. Or « solide » rime souvent avec « lourd », ce qui explique que vous ne pouvez pas toujours en transporter un avec vous. Dans bien des situations, un trépied est loin d'être pratique. Dans d'autres, son utilisation n'est pas autorisée.

Heureusement, Canon propose une autre méthode pour réduire – voire éradiquer – les effets de flou de bougé : la stabilisation de l'image (Image Stabilisation, soit « IS »).

Le premier objectif équipé d'un système de stabilisation d'image a été dévoilé en 1995. Il abordait le problème du flou de bougé de façon latérale. Plutôt que de tenter d'empêcher l'appareil photo de bouger, un objectif stabilisé introduit un mouvement compensateur interne, pour que l'image reste statique sur le capteur de l'appareil photo.
Objectif Canon EF 400mm f/2.8L IS III USM.

Canon EF 400mm f/2.8L IS III USM, l'une des gammes d'objectifs Canon équipées de la stabilisation d'image optique intégrée. Remarquez, sur le côté latéral, l'interrupteur permettant de permuter entre les trois modes IS disponibles.

Vue en transparence d'un objectif Canon EF 400mm f/2.8L IS III USM, sur laquelle les éléments d'objectif sont bien visibles.

Dans un objectif Canon, l'unité de stabilisation d'image n'est rien de plus qu'un élément optique et électronique complexe parmi d'autres.

Comment fonctionne la stabilisation d'image

Les cameramen avaient accès à la stabilisation d'image bien avant que cette technologie soit introduite dans des objectifs EF. Même après que les systèmes électroniques et optiques furent disponibles, les contraintes de taille et de poids étaient telles qu'aucun système ne convenait pour les appareils photo EOS. C'est pourquoi Canon est retourné à ses croquis pour étudier le problème sous un autre angle.

La solution de Canon a été d'utiliser, à l'intérieur de l'objectif, un groupe d'éléments capables de bouger perpendiculairement à l'axe de l'objectif afin de neutraliser le flou de bougé. Le mouvement de ce groupe d'objectifs spéciaux est contrôlé par un processeur intégré. Il est important de noter que cela ne réduit en rien les performances optiques de l'objectif.

Avec un objectif stabilisé, le flou de bougé est détecté par deux gyrocapteurs à l'intérieur barillet : l'un détecte le lacet (mouvement d'un côté à l'autre), l'autre le tangage (mouvement vers le haut ou le bas). Ces capteurs détectent aussi bien l'angle que la vitesse du mouvement.

La séquence d'événements suivante a lieu lorsque le déclencheur de l'obturateur de l'appareil photo est partiellement enfoncé :

• Le groupe spécial d'éléments d'objectif de stabilisation, qui se bloque dans une position centrale en cas d'inactivité, est commercialisé.
• Deux gyrocapteurs démarrent et détectent la vitesse et l'angle de déplacement de l'appareil photo/objectif.
• Les données des gyrocapteurs sont transmises à un microprocesseur dans l'objectif, qui analyse et élabore une instruction pour le groupe spécial d'éléments d'objectif de stabilisation.
• Cette instruction est transmise au groupe d'éléments d'objectif de stabilisation, qui se déplace à la vitesse et dans la direction appropriées pour neutraliser le mouvement de l'appareil photo.
• Cette séquence complète est répétée en continu, de sorte que le système réagit instantanément à tout changement ayant des répercussions sur l'importance ou la direction du flou de bougé.

La stabilisation d'image étant efficace contre les mouvements de toute une gamme de fréquences, elle peut surmonter non seulement le flou de bougé ordinaire (entre 0,5 Hz et 3 Hz), mais également les vibrations de moteur que l'on peut ressentir à bord d'un véhicule en mouvement ou un hélicoptère (entre 10 Hz et 20 Hz).

Lorsque le premier objectif EF avec stabilisation d'image a été lancé, c'était la première fois qu'un microprocesseur 16 bits à haute vitesse était intégré dans un objectif. Le processeur contrôlait simultanément le stabilisateur d'image, le moteur à ultrasons (pour la mise au point de l'objectif) et le diaphragme électromagnétique (pour le réglage de l'ouverture de l'objectif).

L'alimentation requise par le système de stabilisation d'image dans un objectif est fournie par la batterie de l'appareil photo. Lorsqu'un objectif IS est monté sur l'appareil photo et que le système IS est activé, cela entraîne donc une légère baisse de l'autonomie de la batterie.
Diagramme de la trajectoire d'un rai de lumière à travers l'objectif et effet de mouvement sur l'image obtenue.

Lorsque l'appareil photo est immobile, les rais de lumière passent à travers l'objectif et forment une image sur le capteur. Lorsque l'appareil photo bouge, les rais de lumière provenant du sujet sont courbés selon l'axe optique et l'image subit un léger décentrement optique sur le capteur. Vous remarquerez cet effet dans le viseur de l'appareil photo si vous bougez doucement l'appareil photo tout en regardant un sujet.

Unité de stabilisation d'image d'un objectif Canon.

La technologie derrière le système de stabilisation d'image de Canon inclut des gyrocapteurs pour détecter la vitesse et la direction du mouvement, des éléments d'objectif « flottants » spéciaux, capables de bouger pour compenser ce mouvement, ainsi qu'un microprocesseur pour contrôler le tout.

Diagramme de la trajectoire d'un rai de lumière à travers l'objectif, dont le mouvement est corrigé afin de stabiliser l'image obtenue.

Dans un objectif IS, des gyrocapteurs détectent le mouvement de l'appareil photo, et le microprocesseur présent dans l'objectif déplace les éléments d'objectif IS selon la direction et le degré exacts nécessaires pour contrebalancer le degré et la direction du flou de bougé. L'image qui en résulte reste stable sur le capteur de l'appareil photo.

Diagramme des différents plans de mouvement qu'un appareil photo et un objectif peuvent subir.

L'appareil photo et l'objectif peuvent bouger de multiples façons. Le tangage correspond au mouvement rotationnel vers le haut ou le bas. Le lacet désigne le mouvement rotationnel d'un côté à l'autre. La rotation autour de l'axe de l'objectif s'appelle le roulis. Des mouvements latéraux et verticaux (respectivement sur les axes X et Y) sont aussi possibles. Les systèmes IS modernes et sophistiqués peuvent détecter et tenter de corriger ces cinq types de mouvements.

Modes du stabilisateur d'image

L'un des problèmes rencontrés avec les premiers objectifs EF avec IS était que le système, considérant les mouvements suivis comme un flou de bougé, essayait de les neutraliser. L'image du viseur tressaillait alors en tous sens, ce qui rendait les choses difficiles pour voir et cadrer le sujet avec précision.

Les objectifs IS plus récents vous permettent de choisir entre deux ou trois modes IS, comme suit :

Mode 1 : lorsque le mode IS 1 est sélectionné sur un objectif stabilisé, le système IS fonctionne de la même manière que le système d'origine, c'est-à-dire qu'il corrige les mouvements de tangage et de lacet. Ce mode représente la meilleure option lorsque les sujets sont statiques.

Mode 2 : le mode 2 est le meilleur paramètre lorsque vous effectuez un panoramique pour suivre un sujet en mouvement. Lorsque ce mode est activé, l'objectif ignore le mouvement panoramique et compense uniquement le mouvement perpendiculaire à la direction du panoramique. Il s'assure également que l'image est plus fluide dans le viseur.

Le système IS détecte automatiquement la direction du panoramique. Ainsi, vous n'avez plus besoin de vous demander si vos images seront au format Portrait ou au format Paysage, ni de vous soucier de la direction vers laquelle vous déplacez l'appareil photo.

Mode 3 : ce mode 3 de stabilisation d'image a été introduit en 2010, avec les objectifs EF 300mm f/2.8L IS II USM et EF 400mm f/2.8L IS II USM (désormais remplacé par l'objectif EF 400mm f/2.8L IS III USM). Il est également disponible sur les téléobjectifs EF 400mm f/4 DO II IS USM, EF 500mm f/4L IS II USM, EF 600mm f/4L IS II USM (désormais remplacé par l'objectif EF 600mm f/4L IS III USM), EF 100-400mm f/4.5-5.6L IS II USM, EF 200-400mm f/4L IS USM Extender 1.4x et RF 70-200mm F2.8L IS USM.

Très utile, ce mode jouit des avantages de la stabilisation d'image standard (efficace pour les mouvements horizontaux et verticaux de l'appareil photo). Toutefois, au lieu d'activer cette dernière en permanence, ce mode n'active la stabilisation que lorsque vous enfoncez complètement le déclencheur pour capturer une image.

Le mode 3 est particulièrement utile pour la photographie sportive, où vous devez souvent passer rapidement d'un sujet à un autre. En mode IS 1, cela peut créer un tressaillement dans le viseur, pendant que le stabilisateur d'image travaille fébrilement pour fonctionner aussi vite que les mouvements de l'objectif. Au lieu de cela, en ne s'activant que lorsque le déclencheur est entièrement enfoncé, le système n'a plus à essayer de compenser tous les mouvements aléatoires et rapides de l'objectif ; il ne les compense qu'au moment précis où vous capturez une image.

En outre, limiter l'activation au moment de la capture garantit le centrage du groupe de stabilisation au sein du barillet, donc une stabilisation maximale.

Stabilisateur d'image hybride

Introduit avec l'objectif EF 100mm f/2.8L Macro IS USM en 2009, le stabilisateur d'image hybride applique le concept de stabilisation d'image à la photographie macro. Lorsque vous utilisez de longs objectifs ou lors d'une prise de vue ordinaire, le flou de bougé semble rotationnel, c'est-à-dire qu'il s'apparente à un mouvement vers le haut ou le bas (tangage) ou d'un côté à l'autre (lacet) autour d'un point, ce point étant l'appareil photo. Ces mouvements sont efficacement corrigés par les moteurs IS présents dans les objectifs. Cependant, lorsque vous vous approchez du sujet pour de la photographie macro, les mouvements à l'origine du flou de bougé évoquent plus un décalage qu'une rotation – comme si le cadre entier se décalait vers le haut et le bas ou d'un côté à l'autre, parallèlement au sujet. C'est ce que la fonction Shift IS, incluse au système IS hybride, cherche à rectifier.
Photo d'une course de kart, dont l'arrière-plan a été flouté grâce à un panoramique.

Lorsque vous effectuez un panoramique pour suivre un sujet en mouvement, sélectionnez le mode IS 2. Lorsque ce mode est activé, le stabilisateur d'image ignorera les mouvements de l'appareil photo dans la direction du panoramique et compensera uniquement les mouvements perpendiculaires à ces mouvements.

Diagramme des mouvements de tangage et lacet comparés au flou de bougé d'un côté à l'autre.

En photographie macro, l'appareil photo a tendance à subir non seulement des mouvements de tangage et de lacet (image du haut), mais également des mouvements de roulis sur les axes X et Y (image du bas). La stabilisation d'image hybride a été conçue pour répondre à cet ensemble de problèmes particulier.

Quel est le degré d'efficacité de la stabilisation d'image ?

Les premiers objectifs IS permettaient d'obtenir des images nettes à des vitesses d'obturation environ deux fois plus lentes que la normale. Cela signifie, par exemple, que si vous pouvez obtenir une image nette en photographiant à main levée sans stabilisation d'image à une vitesse d'obturation de 1/60 s, la netteté obtenue sera similaire à celle que vous obtiendriez avec une vitesse de 1/15 s et avec la stabilisation d'image, les autres facteurs demeurant inchangés.

L'un de ces facteurs – à prendre absolument en compte – est la distance focale de l'objectif. Non seulement l'augmentation de la distance focale agrandit le sujet, mais elle amplifie également les effets du flou de bougé. L'une des règles empiriques qu'il est utile de garder à l'esprit que la suivante : sans stabilisation d'image, le mieux est d'utiliser une vitesse d'obturation égale ou supérieure à la vitesse d'obturation que vous utiliseriez si vous teniez l'appareil photo et l'objectif à main levée. Aussi, si vous photographiez à main levée sans stabilisation d'image et que la distance focale de votre objectif est de 500 mm, la vitesse d'obturation devrait être de 1/500 s. Si l'objectif que vous utilisez propose deux vitesses de stabilisation d'image, vous pouvez utiliser une vitesse d'obturation de 1/125 s à la place (soit une vitesse 2 fois plus lente que 1/500 s) et obtenir malgré tout une image nette. Les objectifs IS récents font preuve d'une efficacité améliorée, en offrant un gain de 4 ou 5 vitesses. Un gain de 4 vitesses signifie qu'au lieu de 1/500 s, vous devriez être capable d'atteindre 1/30 s, tandis qu'avec 5 vitesses, vous atteindriez 1/15 s. Pour l'expliquer autrement, disons qu'un gain de 5 vitesses signifie que photographier avec une vitesse d'obturation de 1/15 s et la stabilisation d'image permet d'obtenir la même netteté que si vous photographiiez à 1/500 s sans stabilisation d'image.

N'oubliez pas que la stabilisation d'image réduit uniquement l'effet de flou de bougé ; elle n'a donc aucun effet sur le flou causé par les mouvements du sujet.
Diagramme du système IS à double capteur dans un Canon EOS R.

Le système Canon EOS R utilise les informations provenant de l'appareil photo et de l'objectif pour corriger le flou. Le système IS acquiert à la fois les données relatives au flou de bougé du gyrocapteur de l'objectif et les données d'image du capteur CMOS de l'appareil photo. Ce système IS à double capteur permet la détection et la compensation précises du flou (lent) basse fréquence, qui était auparavant difficile à détecter avec les gyrocapteurs seuls.

Compatibilité avec les caméras

Le système de stabilisateur d'image optique que nous vous décrivions – gyrocapteurs, microprocesseur et groupe spécial d'éléments d'objectif – fait partie de l'objectif, et non de l'appareil photo. En d'autres termes, la stabilisation d'image peut être optimisée en fonction de chaque objectif, et la stabilisation de l'image fonctionnera, quel que soit l'appareil photo sur lequel vous montez l'objectif. Dans certaines circonstances, vous verrez peut-être l'image bouger dans le viseur après l'exposition, mais cela n'affectera pas la netteté de l'image exposée. Si vous utilisez le flash intégré dans certaines des anciennes caméras EOS, vous verrez peut-être l'image du viseur tressaillir pendant que le flash est en recyclage, car l'alimentation est temporairement déviée du système de stabilisation d'image pour charger le flash, mais cela n'aura aucune incidence sur la netteté de l'image exposée.

Notez que la stabilisation d'image ne fonctionne pas sur la plupart des appareils photo EOS si vous utilisez le mode Pose longue pour les longues expositions. De toute façon, il y a de fortes chances pour que la stabilisation d'image soit inefficace pour les longues expositions. Pour obtenir les meilleurs résultats dans ces cas-là, désactivez la stabilisation d'image et veillez à éviter tout mouvement de l'appareil photo.

Dans cet article, nous n'avons discuté que du système de stabilisation d'image optique qui se trouve dans les objectifs, mais les objectifs EOS R5 et EOS R6 de Canon, sortis en 2020, ont introduit la technologie de Stabilisation d'image intégrée (In-body Image Stabilisation, IBIS) à 5 axes pour la première fois de l'histoire de Canon. Cette technologie, qui fonctionne en tandem avec le système de stabilisation d'image des objectifs, est particulièrement efficace contre les vibrations basse fréquence (comme celles créées par votre respiration ou les battements de votre cœur) et à des distances focales plus larges, tandis que la stabilisation d'image dans l'objectif est surtout efficace à des distances focales de téléobjectifs. L'action combinée des systèmes de stabilisation d'image dans l'appareil photo et dans l'objectif peut fournir une stabilisation d'image à 8 vitesses révolutionnaire. Avec certains objectifs dotés d'un grand cercle d'image, comme les RF 28-70mm F2L USM et RF 85mm F1.2L USM, la stabilisation d'image intégrée à l'appareil photo peut atteindre 8 vitesses, bien que les objectifs ne soient pas équipés d'un système de stabilisation optique intégré.

Concrètement, pour reprendre les exemples mentionnés ci-dessus, une stabilisation d'image à 8 vitesses signifie que vous pouvez photographier à main levée avec un objectif de 500 mm à 1/2 s, et avec un objectif à grand-angle, vous pouvez photographier à main levée avec une exposition de 4 secondes. Ce délai est suffisant pour flouter de l'eau en mouvement tout en s'assurant que le paysage reste net, sans avoir recours à un trépied.

Vous pouvez en apprendre davantage sur la stabilisation d'image intégrée dans les EOS R5 et R6.
Diagramme du système IS de combinaison dans un Canon EOS R5.

Dans les Canon EOS R5 et EOS R6, le système de stabilisation d'image intégré (In-Body Image Stabilisation, IBIS) fonctionne en tandem avec le stabilisateur d'image optique de l'objectif, de façon à atteindre des niveaux de stabilisation sans précédent. Le microprocesseur de l'objectif reçoit des données du gyrocapteur présent dans l'objectif, tandis que le processeur DIGIC X de l'appareil photo reçoit des données d'un gyrocapteur et d'un capteur d'accélération se trouvant dans l'appareil photo. Ces deux processeurs partagent leurs informations en temps réel pour ajuster à la fois les éléments de l'objectif et le capteur de l'appareil photo, produisant ainsi une image remarquablement stable.

Unité de stabilisation d'image d'un Canon EOS R5.

À l'instar du système de stabilisation d'image d'un objectif Canon, qui utilise des éléments d'objectif mobiles spécifiques, la technologie de stabilisation d'image intégrée dont est doté le Canon EOS R5 assure le « flottement » magnétique du capteur d'image, afin que ce dernier puisse se déplacer pour compenser le flou de bougé.

Accessoires pour objectifs IS

Les objectifs IS fonctionnent bien lorsqu'ils sont utilisés avec des accessoires. Par exemple, ils sont très utiles lorsque vous ajoutez un multiplicateur de focale pour augmenter la distance focale effective de l'objectif de 1.4x ou 2x. Comme il a déjà été mentionné, une augmentation de la distance focale se traduit par une amplification des effets de flou de bougé. C'est pourquoi la stabilisation d'image est extrêmement avantageuse.

Les multiplicateurs Canon EF sont compatibles avec les objectifs DO, ceux de la série L de distance focale de 135 mm minimum et un petit nombre de téléobjectifs à grande ouverture. Les multiplicateurs Canon RF sont compatibles avec les objectifs RF supérieurs à 300 mm. Les deux sont compatibles avec de nombreux objectifs IS.

Par ailleurs, la stabilisation d'image reste efficace lorsque des tubes-allonges ou des bonnettes macro sont utilisés.

Utilisation d'un trépied

Même si un objectif IS offre plus d'opportunités pour la photographie à main levée, l'utilisation d'un trépied peut encore s'avérer nécessaire − lorsque les durées d'exposition sont de plusieurs secondes, par exemple, ou lorsque vous travaillez avec des objectifs lourds.

Certains des anciens objectifs exigeaient la désactivation de la stabilisation d'image lorsqu'un trépied était utilisé, car le manque de mouvements désorientait le système et l'image commençait à tressaillir dans le viseur. Cependant, même lorsque vous utilisez un trépied, l'appareil photo peut réagir à des mouvements dus au vent ou à un super-téléobjectif, auquel cas la contribution du système IS peut être inestimable. Les nouveaux objectifs IS sont capables de détecter l'utilisation d'un trépied et de désactiver automatiquement le système IS, si nécessaire.

Lorsque vous utilisez un monopied, il est également conseillé de laisser la stabilisation d'image activée, car malgré vos efforts, il est peu probable que ce type de support reste parfaitement immobile.

Rédigé par Angela Nicholson


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