Reikan FoCal et étalonnage du Sigma 150-600mm F5-6,3 DG Contemporary Page d'entrée > Photo > Tests > Sigma 150-600C
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Autres mots clés: calibrage, calibration, dock USB Sigma
maj: 02/2016
A lire d'abord:

Voir la page du Sigma 150-600 C pour situer le contexte.

Les divers fichiers et les rapports des essais sont dans ce dossier. Vous avez tout intérêt à ouvrir le fichier Excel récapitulatif pour suivre les commentaires ci-dessous. Chaque test est repéré de manière unique par la date de début du test, qui sert de préfixe au nom du fichier.

Procédure et commentaires

A ce stade, et jusqu'à notification contraire, mon Sigma 150-600C n'a pas encore été reprogrammé au moyen du dock USB. On le teste donc avant réglages afin de déterminer les décalages de focus à appliquer.

Matériel et logiciel
Il faut acheter la version Pro de Reikan FoCal pour pouvoir l'utiliser aux longues focales:
http://www.reikan.co.uk/focalweb/index.php/versions/version-comparison/
Je n'ai pas creusé la question, mais FoCal reconnait les boitiers auxquels il a été connecté, il les comptabilise, et il y a une limite de boitiers. Les indications ne sont pas claires. J'ai cru comprendre qu'après 5 boitiers il faut payer à nouveau...

Le problème de ces tests, c'est la lumière qui doit rester à peu près constante sur la durée de chaque test (5 à 10 minutes). Dehors c'est très pénible: le vent fait bouger l'appareil, la luminosité change en fonction des nuages. Il faudrait un temps superbe et sans vent.

Pour simuler l'infini il faut une grande distance. On peut se passer de mire avec FoCal. J'ai essayé sur l'antenne de TV de voisins mais ça fonctionne mal car le logiciel tire partie de la mire et marche mieux avec. Donc le mieux que j'ai trouvé, ce sont les sous-sols et mon jeu de mires de diverses tailles (chez moi j'ai 20m de recul, à partir de 40m on simule bien l'infini, même avec une focale de 600mm, et c'est accessible dans les sous-sols d'une résidence par exemple). J'éclaire avec une torche photo équipée d'une lampe 1000W, et c'est juste suffisant (j'avais commencé avec un spot halogène de 300W et c'était un peu limite).

J'ai utilisé un pied photo solide Q1000, lesté si possible, et une tête pendulaire BK-45, tous deux décrits sur cette page.

Mires
On peut utiliser Reikan FoCal sur des sujets très contrastés quelconques, mais je ne vous le conseille pas car FoCal fonctionne bien mieux sur sa mire dédiée, qu'il reconnait, recentre, et dont il sait évaluer la qualité d'image de manière plus fiable que sur un objet quelconque.
Selon la distance de mise au point et le grossissement (focale, taille du CCD), il faut adapter la taille de la mire.
J'ai imprimé des mires de diverses tailles pour m'adapter à toutes les circonstances. De 32mm, 64mm, 132mm, formats A4, A3, et A2.
Pour savoir quelle taille optimale de mire utiliser en fonction de la distance et de la focale, j'ai fait un tableau. Voir l'onglet "Excellent" de ce fichier.
C'est étalonné pour mon D7100 (et donc valable pour d'autres capteurs au format DX). On utilise les lignes vertes 31 à 34, on prend t = 5000 (valeur que j'ai estimée comme idéale), on indique la focale en mm et la distance de mise au point en mètres, et on lit en D33 la taille de mire optimale, sachant que ça marche bien aussi avec des mires deux fois plus grandes ou deux fois plus petites (le logiciel FoCal s'adapte). Par exemple pour 600mm et 6m, on trouve 50mm, donc les mires de 64mm ou de 32mm conviennent.

Pour imprimer les mires les plus petites (jusqu'au A4), du papier couché et mon imprimante jet d'encre sont parfaits.
Pour le A3 j'ai utilisé une imprimante laser.
Pour le A2 j'ai utilisé un service de reprographie mais ils n'avaient plus de papier mat et ils me l'ont faite sur du papier satiné. Ca brille un peu et il vaut mieux du mat. La mire imprimée fait 408 mm de large.

Tests du premier soir (nuit du 16 au 17/01/2016, éclairage par tube halogène 300W d'un lampadaire de salon)
Je voulais commencer par les tests à courte distance pour l'étalonnage par le dock USB, soit en principe à 2.8m. Mais comme 2.8m est exactement la distance de MAP mini de cet objectif, j'ai pris un peu de marge et je me suis mis finalement à 3.12m pour ce test.
Aux focales de 150, 250, et 400mm, tout s'est bien passé.
A la focale de 600mm, pour l'instant je n'arrive à aucun résultat fiable. 

Tests du deuxième soir (17/01/2016, éclairage avec lampe Q1250, 1000W, 33000 lumens)
L'éclairage bien plus puissant permet des temps de pose plus courts.
J'ai stabilisé le trépied en y suspendant un sac.
J'ai fait des essais à 100, 400, et 200 iso.
La fiabilité des résultats n'est toujours pas au rendez-vous.

A 600mm et une distance de MAP de 3m environ
- à f/6.3 le réglage AF optimum serait autour de -3
- à f/8 le réglage AF optimum serait autour de -15
Si c'est confirmé, ça rend tout espoir de faire fonctionner correctement l'AF de cet objectif, à cause du "focus shift" (voir détails plus loin). Il faudra donc choisir d'optimiser l'AF pour une ouverture donnée!
Malheureusement, ça rejoint les observations que j'ai déjà pu faire auparavant, simplement en regardant les images.

Tests du 3ème soir (nuit du 18 au 19/01/2016, trépied carbone et tête pendulaire)
J'ai fait aussi des essais en RAW => le temps de traitement des images est beaucoup plus long... Par contre, c'est sensé donner des résultats plus fiables sur les mesures de chromatisme de l'objectif.

Après la batterie de mesures à 600mm et à une distance de MAP de 3m environ, les résultats ne sont guère fiables mais il émerge que:
- à f/6.3 le réglage AF optimum serait autour de -5 (4 mesures effectuées, une "excellent", 3 "poor")
- à f/8 le réglage AF optimum serait autour de -15 (6 mesures effectuées, une "excellent", 2 "acceptable", 3 "poor")

Du coup, je retente des résultats à 400mm et aux ouvertures f/6 et f/8 pour voir.

Puis j'ai fait plein d'essais pour terminer ceux à 2.8m et à 6m. A ce stade, j'en suis là des fine tunings déterminés par FoCal.
Vu que les résultats à 600mm ne sont pas très fiables, j'ai rajouté la focale 500mm pour essayer d'extrapoler, mais ça ne va pas dans le sens d'une progression régulière!
Et comment gérer les résultats différents en fonction de l'ouverture?


Tests du 4ème soir (nuit du 19 au 20/01/2016, à 14m)
J'ai fait ce soir les calibrages à 14m aux 4 focales, et à chaque fois à pleine ouverture et à f/8.
Les courbes sont toutes excellentes, les points se placent presque tous sur les courbes idéales. Les fichiers sont là.
Malheusement, on observe toujours une différence entre la pleine ouverture et F/8.
Voici les résultats mis à jour:


Tests à l'infini
On peut faire des tests à l'infini avec Reikan FoCal, en utilisant pour mire n'importe quel objet très contrasté. J'ai commencé par une antenne de TV, mais ce n'est pas idéal. Finalement je me suis fait imprimer une énorme mire Reikan FoCal au format A2. La mire imprimée fait 408mm de large. Je l'ai photographiée dans un sous-sol, à une distance de 38 mètres.
Voici les résultats mis à jour:


Glissement du réglage de mise au point en fonction de l'ouverture (focus shift):
J'ai trouvé ces informations intéressantes sur le glissement du réglage de mise au point en fonction de l'ouverture (focus shift):
http://www.reikan.co.uk/focalweb/index.php/2013/06/lens-focus-shift-reikan-focal/
http://www.reikan.co.uk/focalweb/index.php/2014/05/preview-reikan-focal-focus-shift-test/
La question qui se pose donc avant d'essayer de calibrer l'objectif avec le dock USB est la suivante: est-ce que j'essaie d'optimiser les réglages de focus pour la pleine ouverture ou pour F/8 ?
Pour les photos d'oiseaux à très longue focale, on manque toujours de lumière, donc le seul intérêt de passer à F/8 serait le gain en qualité d'image.

La question subsidiaire est donc: qu'est-ce qu'on gagne en qualité en passant de F/6.3 à F/8 aux longues focales?
Reikan FoCal dispose précisément d'un test pour répondre à cette question.
Voir dans la liste de mes essais, les tests dont le nom contient "AvSharp".
J'ai fait les tests du 26/01/2016 avec une distance de MAP de 14m. Bien que la mire (de 133mm de large) soit éclairée à bout portant avec une torche 1000W crachant 33000 lumens, les images prises sur gros trépied (Manfrotto 055CXPro4, tête pendulaire, lesté avec un sac) présentent du flou de bougé dès qu'on diaphragme un peu. Puis j'ai posé l'appareil sur une table et un oreiller servant de beanbag, ce qui a bien amélioré les choses. Malheureusement les résultats de ce test ne sont guère reproductibles et présentent quelques irrégularités douteuses dans les courbes. Il faut avoir à l'esprit que ce test est réalisé en faisant varier l'ouverture sans retoucher la MAP, réalisée au préalable. J'ai utilisé pour la MAP préalable soit la mesure de contraste de l'appareil, soit la mesure plus élaborée réalisée par FoCal.
Bref, dans certains cas le test donne des qualités assez similaires à F/6.3 et à F/8, dans d'autres cas des résultats nettement meilleurs à F/8, et parfois des résultats meilleurs à F/6.3. Impossible de conclure...

Du coup, j'ai décidé de faire des tests en situation réelle. Je me suis intéressé en particulier au résultat à 600mm et 6m, ce qui correspond assez bien aux conditions utilisées pour les oiseaux dans mon jardin. J'ai choisi plusieurs objets, et je les ai photographiés à main levée (avec stabilisation, épaules appuyées contre un mur) avec les réglages optimaux de fine tuning détectés par Reikan FoCal:
- à 600mm, 6m, f/6.3, AF fine tune à -3
- à 600mm, 6m, f/8, AF fine tune à -6
J'ai traité toutes les images avec DxO avec les mêmes paramètres, cropé le centre de l'image, et ça donne ceci (zip de 14Mo et 36 images). On voit incontestablement une amélioration des images en passant de F/6.3 à F/8.

J'ai donc décidé d'essayer d'optimiser les réglages de focus pour F/8. Si j'y arrive, en me mettant à F/8 j'aurai la qualité optimale.

Compléments sur le glissement de focus (focus shift) pour mon Sigma 150-600 C:
Pour un objectif idéal (qui n'aurait pas de glissement de focus), le réglage de mise au point est indépendant de l'ouverture, et donc on peut faire la mise au point comme on veut (à pleine ouverture donc, et elle sera aussi valable si on diaphragme pour prendre l'image).
Pour un objectif qui a du glissement de focus, si on fait la mise au point à pleine ouverture et qu'on prend l'image à F/8, la mise au point ne sera pas parfaite et l'image pas optimale.
C'est pour cette raison que j'ai fait mes calages dans la situation qui se rapproche de mes conditions de prise de vues réelles: mise au point à pleine ouverture et prise de vue à F/8. Reikan FoCal fait exactement la même chose que ce que je fais moi-même.

Pour que ce soit plus clair, prenons un exemple. Dans ce fichier, voir le tableau situé entre les lignes 53 et 59. On constate que le glissement de focus est particulièrement marqué à 600mm et à 14m: MR de +1 à F/6.3 et -6 à F/8.
Voici les résultats de FoCal pour ces deux cas particuliers:
+1 à F/6.3
-6 à F/8  ou ce second essai quelques jours plus tard, qui donne le même résultat
Donc à ce stade il faut choisir pour programmer l'objectif avec le dock. Soit je choisis d'optimiser pour la pleine ouverture, soit je choisis d'optimiser pour F/8.
On pourrait se dire que c'est à pleine ouverture qu'on a besoin de la meilleure précision de mise au point compte tenu de la profondeur de champ moindre.
Mais on peut voir que pour certains objectifs, il y a tellement de glissement de mise au point que si on optimise le MR (MR = micro réglage = fine focus) à pleine ouverture, l'objectif est moins bon à f/8 qu'à pleine ouverture! Cf. cette page, où il faut regarder le test du Canon 70-200 f/4L IS @ 200mm (la courbe bleue donne la qualité de l'image quand on optimise la mise au point à pleine ouverture sans la retoucher aux autres ouvertures, et la courbe rouge quand on l'optimise pour chaque ouverture. Dans le premier cas on ne dépasse jamais une qualité de 1500, et dans le second cas on dépasse les 2000. Si on veut cette qualité maximale à F/8, il faut optimiser le MR à F/8):
Évidemment, avec un objectif qui n'a pas de glissement de focus, la question ne se pose pas. Si on regarde sur cette page l'exemple du Canon 24-70mm f/2.8L @ 70mm, on obtient la même qualité d'image en réglant le MR à pleine ouverture, ou en le re-réglant à chaque ouverture.

J'ai finalement complété le tableau pour avoir les résultats à F/8 qu'il me manquait.
Mesures de la nuit du 01 au 02/02/2016, qui donnent finalement le tableau d'étalonnage de mon couple D7100 / Sigma 150-600C avant tout réglage:



Reprogrammation avec le dock USB Sigma
Puis j'ai reprogrammé le Sigma 150-600 C avec le dock USB (fait le 02/02/2016 au matin).
Pour plus de détails, voir le fichier Excel Sigma_150-600-C_calibration.xls
Si tout s'est passé comme prévu, je devrais maintenant entrer -6 de fine focus et ça devrait être bien calé pour F/8 à toutes les focales et à toutes les distances de MAP.


Contrôle après programmation
Tests des 09 et 10/02/2016, effectués à F/8. Effectivement, on est très proche d'un fine focus de -6 comme je l'avais souhaité, et qui est désormais la valeur du fine focus que je règle sur mon D7100:


Raccourci vers cette page:
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