Masque Bahtinov pour objectif

La mise au point à l’infini est cruciale pour réaliser des beaux paysages de nuit. Le problème, c’est que les masques de Bahtinov vendus sur Internet ne sont pas très adaptés aux focales courtes des objectifs utilisés en paysages de nuit.

Le repère infini marqué sur les objectifs n’est pas fiable, faire la mise au point de jour puis bloquer l’objectif avec un ruban adhésif ne fonctionne pas non plus. La meilleure façon est de la faire manuellement de nuit, juste avant les prises de vues, sur une étoile lumineuse, avec un masque de Bahtinov ou bien avec une loupe sur l’étoile seule au LiveView.

Les masques pour objectifs photo

Quand on cherche des masques de Bahtinov pour objectifs, ceux qui sont le plus souvent proposés sont:

  • Des masques avec des fentes ouvertes (souvent imprimés en 3D), qui fonctionnent rarement en dessous de 100 mm de focale, au mieux 70 mm, en deçà, les aigrettes sont trop petites pour les voir et les aligner correctement.
  • Des masques avec des traits gravés au laser sur une plaque transparente en acrylique extrudé dont l’épaisseur est typiquement de 1 à 1.5 mm. On voit bien les aigrettes jusqu’à 24 mm de focale environ. Mais deux problèmes rendent ces masques peu précis : d’abord des tolérances de fabrication très larges sur l’épaisseur (+/- 10% soit +/-100 à 150µm) sur un même échantillon ; ensuite la technique de gravure au laser qui déforme l’acrylique. Ces deux problèmes déforment le front d’onde et on constate que la mise au point n’est plus parfaite une fois le masque retiré.

Ces masques sont de surcroit généralement chers (généralement plus de 30€).

Masque imprimé sur acétate

Une solution est d’imprimer le masque avec une imprimante à jet d’encre sur un support transparent de bonne qualité. Comme ce procédé ne chauffe pas le support, celui-ci ne se déforme pas. La feuille acétate est aussi très fine (environ 50-100 µm), donc le front d’onde est assez peu perturbé même si les tolérances de fabrication sont aussi de +/-10% (soit +/- 5 à 10 µm). Mais on est limité par la précision et la résolution de l’imprimante.

J’ai décrit la théorie associée aux masques de Bahtinov. On peut retenir la formule suivante, qui donne l’intervalle S maximal entre deux fentes en fonction de la focale F et de l’ouverture N de l’objectif pour que les aigrettes soient le plus visibles possible, la fente faisant la moitié de l’intervalle :

Plus la focale est courte, ou plus l’objectif est fermé, plus le pas requis est fin. Toute la difficulté de la réalisation du masque est de faire des fentes bien rectilignes, avec le moins de crénelage possible, et sans bavures. C’est d’autant plus difficile que les traits sont inclinés :

On peut considérer qu’une imprimante jet d’encre bas de gamme ne peut pas imprimer des lignes régulières inclinées séparées de moins de 0.2 mm. Il faut déjà une bonne imprimante pour imprimer les lignes inclinées séparées de 0.1 mm, et quasiment aucune ne peut faire beaucoup mieux que ça. En comparaison, les imprimantes 3D ne peuvent en général pas faire de longues et fines barres de moins de 0.5 mm de large, qui plus est très élancées celles qui séparent les fentes d’un masque de Bahtinov.

Voici une liste d’objectifs usuels en photographie de paysages de nuit, avec les caractéristiques du masque associé :

ObjectifFocale
(F mm)
Ouverture
(N)
Pas
(S mm)
Fentes
(A mm)
F/S
Olympus M. Zuiko ED (7)-14mm f/2.872.8 0.10 0.05 72.0
Fujinon XF (8)-16mm f/2.8 R LM WR82.8 0.11 0.06 72.0
Samyang 10mm f/2.8 ED AS102.8 0.14 0.07 72.0
Sony FE (12)-24mm f/2.8 G Master122.8 0.17 0.08 72.0
Sigma (14)-24mm f/2.8 DG HSM142.8 0.19 0.10 72.0
Canon RF (15)-35mm f/2.8L IS USM152.8 0.21 0.10 72.0
Canon EF (16)-35mm f/2.8L USM II162.8 0.22 0.11 72.0
Samyang XP 14 mm f/2.4142.4 0.23 0.11 61.7
Irix 15mm f/2.4 Blackstone152.4 0.24 0.12 61.7
Zeiss Batis 18mm f/2.8182.8 0.25 0.13 72.0
Sigma 14mm f/1.8 Art141.8 0.30 0.15 46.3
Sigma 20mm f/2 DG DN202 0.39 0.19 51.4
Sony FE 20mm f/1.8G201.8 0.43 0.22 46.3
Zeiss Batis 25mm f/2252 0.49 0.24 51.4
Fujinon XF 18 mm f/1.4 R LM WR181.4 0.50 0.25 36.0
Samyang 24mm f/1.8241.8 0.52 0.26 46.3
Sigma 20mm f/1.4 Art201.4 0.56 0.28 36.0
Sigma 24mm f/1.4 Art241.4 0.67 0.33 36.0
Samyang 35mm f/1.8351.8 0.76 0.38 46.3
Samyang 45mm f/1.8451.8 0.97 0.49 46.3
Sony Zeiss FE 55mm f/1.8551.8 1.19 0.59 46.3
Sony Planar T* FE 50mm f/1.4 ZA501.4 1.39 0.69 36.0

Fabrication du masque sur transparent

La méthode de fabrication du masque est simple.

  1. Générez le fichier à imprimer. Pour cela il faut se rendre sur le site de SkEye au lien https://skeye.rocks/tools/mask/

Saisissez les paramètres suivants :

  • type de masque (Mask type) : « Bahtinov »
  • format de sortie (Output Type) : « 2D (SVG) »
  • diamètre du masque (Mask Diameter) : 120 mm
  • bordure (Rim Width) : 20 mm
  • focale de votre objectif (Focal length) : celle de votre objectif (par ex. 14 mm)
  • ratio F/S : calculé selon la formule F/S=25.7*N avec N l’ouverture de votre objectif, par exemple pour le Sigma 14/1.8 Art, on trouve F/S=25.7*1.8=46.3.
  • obstruction centrale (central obstruction) : décochée

Cela va générer un masque de 12 cm de diamètre, avec une bordure de 2 cm (donc une zone hachurée de 12-2*2=8 cm de diamètre) et les fentes adaptées à votre objectif

2. Téléchargez le fichier en cliquant sur le bouton Download SVG (*)

3. Imprimez le fichier sur une feuille transparente à la plus haute résolution possible de votre imprimante (c’est très important) et en faisant attention d’imprimer du bon côté de la feuille ! Suivez les recommandations du fournisseur.

(*) Le fichier SVG peut s’imprimer directement depuis le navigateur Internet (testé avec Chrome et Edge, à priori possible avec Safari et Opera… mais apparemment pas depuis Firefox). Je ne vous conseille pas de le convertir en Jpeg ou PDF car vous perdrez énormément de résolution au passage.

Voilà, c’est fait ! Il ne reste qu’à placer le masque dans le support de votre choix.

En ce qui me concerne, je l’ai serré en sandwich entre 2 CD-Roms percés avec une scie cloche de 80 mm et tenus par 3 tiges filetées M2.5 de 25 mm de long, ça me permet de changer de masque s’il est endommagé ou si je veux tester d’autres motifs. J’ai tendu un élastique sur les 3 tiges filetées ce qui me permet de faire tenir le masque sur l’objectif sans problème. Il faut que j’améliore juste le système de tenue de l’élastique car il saute trop facilement quand j’installe ou retire le masque…

Avec l’objectif 14 mm f/1.8 et un pas de 0.30 mm, on distingue à peine les aigrettes sur Arcturus (mag -0.3) dans un ciel urbain, mais suffisamment pour faire convenablement la mise au point sans loupe. C’est vraiment la limite avec mon imprimante… Avec Vénus (mag -4.2) c’est un feu d’artifice sur l’écran, aucune difficulté à centrer les aigrettes.

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