Introduction à la photographie

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🎯 Objectifs d'Apprentissage

À la fin de ce chapitre, vous serez capable de :

  • Comprendre le concept de Ground Sampling Distance (GSD) et pourquoi 1mm/px est critique
  • Expliquer comment les trois paramètres d’exposition (vitesse d’obturation, ouverture, ISO) affectent la qualité d’image
  • Utiliser les histogrammes pour évaluer une exposition correcte de la pale
  • Comprendre la profondeur de champ et les principes de mise au point pour une détection nette des défauts

⏱️ Temps estimé : 15-20 minutes


Introduction

Commençons par ce que nous voulons : l’objectif d’une inspection de pale est de rapporter des photos de la pale pour visualiser et qualifier les défauts possibles. Cela nécessite deux choses :

Voici un échantillon du type de photos que nous désirons :

samplessamplessamples
samplessamplessamples

Ground Sampling Distance

Ces photos peuvent ensuite être expertisées pour détecter des fissures potentielles ou d’autres dommages. Cela nous donne la contrainte la plus importante lors des inspections :

📝 Concept Clé

Nous voulons détecter des défauts plus petits que 1mm. Cela signifie qu’un pixel sur la photo correspond à 1x1mm sur la pale.

La précision des photos dépend de la caméra et de la distance entre le drone et la pale. Si le drone est plus éloigné que la distance de vol que vous avez sélectionnée, la qualité sera réduite.

schema precision distance La taille d’un des carrés roses correspond au GSD : le Ground Sampling Distance.

💡 À retenir

Le premier objectif du pilote est donc de maintenir une distance correcte entre la pale et le drone.

Quiz

Quel est le GSD cible ?

Réponse unique

Qu’est-ce qui influence le GSD ?

Réponses multiples

Pourquoi est-il critique de maintenir la distance cible pendant les inspections ?

Réponse unique

Paramètres d’exposition

Le second critère pour la qualité de la photo est une exposition correcte : les photos ne doivent être ni trop sombres ni trop lumineuses, car les défauts ne pourraient pas être détectés.

Image trop sombreImage trop lumineuse
dark imagewhite image

⚠️ Attention

Les images sous-exposées (trop sombres) et surexposées (trop lumineuses) empêcheront toutes deux la détection des défauts !

Sur n’importe quelle caméra, trois paramètres dictent la quantité de lumière qui arrive sur le capteur : la vitesse d’obturation, l’ouverture et l’ISO.

Vitesse d’obturation

La vitesse d’obturation correspond à la vitesse à laquelle une photo est prise. Plus le diaphragme reste ouvert longtemps, plus la lumière atteindra le capteur.

shutter speed

Cependant, si l’obturateur reste ouvert trop longtemps, l’image deviendra floue car la cible bouge pendant qu’il est ouvert.

example motion blur

📝 En Pratique

Pendant l’inspection, la vitesse d’obturation s’ajuste en fonction de l’exposition sélectionnée (environ 1/1000 s). Cela influence directement la vitesse du drone pour éviter le flou de mouvement.

Ouverture

L’ouverture détermine la largeur de l’ouverture. Plus elle est large, plus la lumière arrive.

aperture animation

Cependant, plus le diaphragme est ouvert, plus l’image devient floue. C’est ainsi que fonctionne le Mode Portrait.

example portrait mode

⚠️ Important

Pendant l’inspection, nous voulons éviter d’utiliser une très grande ouverture. En vol, la distance entre le drone et la pale n’est pas constante et peut varier d’environ ±0,7 m. Une grande ouverture entraîne une faible profondeur de champ, donc si la distance réelle ne correspond pas exactement à la distance de mise au point, l’image peut devenir floue. L’utilisation d’une ouverture plus petite augmente la profondeur de champ et aide à garantir des images nettes malgré ces variations de distance.

ISO

L’ISO détermine la sensibilité du capteur. Nous pouvons utiliser un ISO plus élevé pour avoir une image plus lumineuse, mais cela augmentera le bruit sur l’image.

example noise ISO

💡 Point Clé

Par conséquent, un équilibre doit être trouvé entre les trois paramètres : ouverture, vitesse d’obturation et ISO. Bien qu’augmenter l’ISO puisse aider à obtenir une exposition correcte, le régler trop haut introduit du bruit sur l’image, ce qui réduit la qualité globale de celle ci. Même si la pale semble correctement exposée, un bruit excessif peut rendre les détails fins plus difficiles à voir et compromettre la précision de l’inspection. Pour cette raison, l’ISO doit être maintenu aussi bas que possible, et les inspections doivent être évitées dans des conditions où la lumière ambiante est insuffisante.

Quiz

Qu’est-ce qui rend l’image floue ?

Réponses multiples

Pourquoi une vitesse d’obturation rapide est-elle nécessaire pendant les inspections par drone ?

Réponse unique

Quel est le principal inconvénient de l’utilisation d’un réglage ISO élevé ?

Réponse unique

Histogramme

Un outil pour vous aider à décider est l’histogramme : il montre la répartition des pixels, du plus sombre au plus lumineux.

histogram example

Sur cet exemple, nous pouvons voir deux pics : 1 et 2. Si nous regardons l’image à laquelle correspond l’histogramme :

example image

Nous pouvons voir que :

Voici une animation qui montre comment l’histogramme varie avec la luminosité de la scène. Nous pouvons voir le pic sur l’histogramme (partie supérieure droite de l’image) se déplacer vers la droite à mesure que l’image devient plus lumineuse.

Quiz

Quel est le but d’un histogramme en photographie ?

Réponse unique

Quel élément doit être correctement exposé dans les images d’inspection de pale ?

Réponse unique

Pourquoi un arrière-plan saturé (surexposé) peut-il être acceptable dans l’inspection de pale ?

Réponse unique

De plus, les parties vertes de l’image indiquent les régions qui sont saturées (trop lumineuses). Cela ne signifie pas nécessairement que l’image est trop lumineuse : seule la pale doit être correctement exposée. green_saturation

💡 Astuce Pro

Sur l’exemple ci-dessus, l’arrière-plan est coloré en vert car il est trop lumineux, mais le reste de la pale ne l’est pas (sauf une petite tache en haut). C’est parfaitement acceptable !

Sur l’Application Cornis Drone

Pendant l’inspection, vous n’avez pas à choisir les paramètres séparément, le logiciel le fera pour vous. Il existe un ensemble de valeurs d’exposition, et le pilote doit choisir celle qui est la plus appropriée à la situation. Pour changer l’exposition, utilisez les boutons C1 et C2 à l’arrière de la télécommande.

image C1/C2

Mise au point

Cependant, même si les photos sont correctement exposées, il y a une dernière chose que nous devons vérifier : que la mise au point est correctement effectuée. La mise au point correspond à la distance de la caméra où l’image est nette. Plus près ou plus loin, et l’image devient floue.

illustration focus distance

La profondeur à laquelle l’image est nette est appelée la profondeur de champ. Sur le M300/M350, c’est environ 1m. Comme discuté précédemment, cela varie avec l’ouverture utilisée.

Pour changer la mise au point, trouvez un point avec beaucoup de contraste sur l’image et double-cliquez dessus. Assurez-vous de ne pas sélectionner une surface blanche, car la caméra sera incapable de trouver la mise au point correcte s’il n’y a rien sur quoi faire la mise au point.

Quiz

Qu’est-ce que la profondeur de champ et pourquoi est-elle importante pour l’inspection ?

Réponse unique

Pourquoi devriez-vous éviter de sélectionner une surface blanche lors de l’ajustement de la mise au point ?

Réponse unique

Quelle est la profondeur de champ approximative sur le M300/M350 ?

Réponse unique

Quiz final

Quelle est la relation entre l’ouverture et la profondeur de champ ?

Réponse unique

Sélectionnez les paramètres qui contrôlent l’exposition de la caméra

Réponses multiples

Quel est le principal compromis lors de l’équilibrage des trois paramètres d’exposition (vitesse d’obturation, ouverture, ISO) ?

Réponse unique


✅ Résumé du Chapitre

Félicitations ! Vous avez terminé l’introduction à la photographie pour l’inspection de pale. Voici les points clés à retenir :

🎯 Points Clés à Retenir

  1. Ground Sampling Distance (GSD) : L’objectif est de 1mm/px pour détecter les défauts plus petits que 1mm
  2. Le GSD dépend de : La résolution de la caméra et la distance entre le drone et la pale
  3. Trois paramètres d’exposition :
    • Vitesse d’obturation : Vitesse rapide (1/1000s) empêche le flou de mouvement
    • Ouverture : Une ouverture plus petite augmente la profondeur de champ, empêche le flou des variations de distance
    • ISO : Maintenir aussi bas que possible pour minimiser le bruit
  4. Compromis d’exposition : Équilibrer la capture de lumière vs. les artefacts d’image (flou, bruit, mise au point peu profonde)
  5. Histogramme : Affiche la distribution de la luminosité des pixels, aide à évaluer l’exposition appropriée
  6. Focus sur la pale : Seule l’exposition de la pale compte, la saturation de l’arrière-plan est acceptable
  7. Profondeur de champ : ~1m sur M300/M350, faire la mise au point sur des zones à fort contraste

💭 Avant de continuer…

Assurez-vous de comprendre :

  • Pourquoi maintenir une distance appropriée est critique pour la détection des défauts
  • Comment chaque paramètre de caméra affecte la qualité d’image
  • Le concept de compromis acceptables dans les réglages d’exposition

Prêt pour le prochain chapitre sur les procédures d’inspection ? Allons-y !


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