Faire de la photo et de la vidéo avec votre drone

La prise de vues aériennes est une activité qui a favorisé l’essor des drones civils en France et ailleurs. Il n’est pas question ici de faire preuve d’habileté dans son pilotage comme avec un racer, mais plutôt de prouver sa maîtrise du vol stabilisé, voire du vol stationnaire. Dans notre dossier sur les drones, nous avons introduit cette discipline toute en toucher et en douceur.

Que ce soit à titre professionnel ou bien simplement avec son drone de loisir, les matériels spécifiques existent pour tous les budgets ou presque. Les bonnes pratiques peuvent s’acquérir avec un premier drone pas cher, les résultats de très haute qualité technique demanderont un effort financier largement plus important.

La photo et la vidéo avec votre drone

Photo et vidéo, deux disciplines aériennes cousines

Les matériels permettant de faire soit de la photographie soit de l’image vidéo partent des mêmes principes, et ils permettent souvent de faire les deux. L’image provenant de l’objectif correctement mis au point se forme sur le capteur, lequel va l’enregistrer durant une fraction de seconde. La bonne exposition de la photographie sera obtenue en fonction de la luminosité de la scène, de l’ouverture du diaphragme de l’objectif, de la sensibilité du capteur et de la durée de l’exposition.

Pour une photographie unique, celle-ci sera sauvegardée en format brut ou en format standardisé, généralement JPEG, sur une carte mémoire SD. Pour une vidéo, c’est simplement une succession de photographies régulièrement espacées qui sont prises, la séquence étant sauvegardée dans un fichier unique.

Les boîtiers et les capteurs

Ces deux éléments sont toujours indissociables. Le boîtier contient le capteur ainsi que toute l’électronique de commande. Il propose de plus une connectique plus ou moins complète selon les modèles. Pour les versions à objectifs interchangeables, le type de monture est très important puisqu’il détermine les objectifs qui peuvent s’y adapter. Dans les options proposées par l’électronique embarquée se trouve parfois un dispositif de zoom numérique. Comme pour la photographie traditionnelle, il ne s’agit là que de réduire la surface de capteur utilisée afin de donner l’illusion d’une focale plus longue au détriment de la résolution. Il est beaucoup plus efficace et sûr d’effectuer cette manipulation après-coup en post production. Cela permet de réviser ses choix sans devoir décider du cadrage définitivement avant la prise de vue.

La plupart du temps, le boîtier sera fixé sur la nacelle à l’aide d’une vis d’un quart-de-pouce semblable au standard de la photographie argentique ou numérique. Le système en trois points inauguré par les caméras d’aventure GoPro tend à devenir un second standard de fait.

Les caractéristiques sur lesquelles on s’attardera concernant les capteurs sont un peu différentes selon que l’on se destine à la photographie aérienne ou à la vidéo. Nous y revenons plus longuement dans la suite de ce billet.

Les objectifs

Deux critères président au choix de la focale des objectifs habituellement présents sur les drones, la plupart du temps à focale fixe :

Correspondre au champ de vision dit habituel de l’œil humain afin d’avoir des perspectives naturelles. L’angle de vision correspond à peu près à celui d’un objectif de 50 mm de focale en photographie classique 24x36. Comme la taille du capteur influe sur le champ de l’objectif, on utilise souvent cette valeur dite équivalente pour comparer deux boîtiers à objectifs fixes.
On s’éloigne de cette moyenne plus volontiers vers les courtes focales que vers les téléobjectifs. Un objectif grand-angle sera propice aux photographies de paysages, voire de panoramiques. Il sera toujours possible de ne conserver après coup qu’une partie du cadrage au prix d’une petite perte de résolution. Un téléobjectif sera toujours moins lumineux et exigera un capteur plus performant. Il sera surtout plus difficile à régler.

Le drone porteur

La vidéo en plan fixe va, comme la photographie aérienne, demander à ce que le drone puisse se positionner précisément dans l’espace afin d’avoir un champ de vision stable. En pilotage manuel sans assistance, c’est un exercice complexe, le drone se devra donc de disposer d’un système de stabilisation adapté. En mouvement, il faudra que stabilisation soit très précise afin d’éviter d’obtenir des séquences tremblantes très désagréables.

Pour les modèles les moins chers, le drone est de type monobloc, la caméra étant intégrée ou bien solidaire de l’engin. Le choix du système complet n’est donc pas évolutif, mode de radio commande mis à part. Quand on monte en gamme, on va pouvoir choisir un boiter de prise de vue séparément du drone. Un critère incontournable sera donc que celui-ci soit capable d’emporter la masse totale représentée par la caméra équipée de sa batterie, ainsi que la nacelle qui l’accueille. La charge emportée déterminera la durée maximale de vol de notre aéronef.

La transmission des images

Transmettre l’image de la caméra en temps réel est utile pour le cadrage, et le déclenchement de la photo ou de la séquence vidéo. Mais il serait à la fois techniquement très contraignant, voire impossible et peu utile d’envoyer le flux dans sa qualité maximale. Le retour en temps réel vers l’opérateur va donc se faire généralement avec une qualité (et une cadence en ce qui concerne la vidéo) moins importante que le stockage sur la carte SD qui sera exploitée au retour (voire un disque SSD pour les matériels les plus performants).

La radiocommande

Le pilotage en mode manuel d’un drone radiocommandé est une discipline demandant une concentration sans faille. Avec les modèles de base, la caméra est la plupart du temps dirigée fixement dans l’axe de l’aéronef. Mais avec les nacelles orientables, 2 axes sont proposés : son orientation vers la gauche ou la droite (ou vers l’arrière même pour atteindre les 360°) et l’angle de plongée. On ne peut plus facilement estimer le champ de la prise de vues en regardant simplement la position de notre drone au loin à l’œil nu. Il devient illusoire de nous concentrer à la fois sur le pilotage en lui-même et sur la visée.

Afin de procéder dans des conditions correctes de confort à la photographie aérienne ou bien à la vidéo, une radiocommande adaptée va s’agrémenter de quelques dispositifs bien pratiques :

Elle intégrera un écran pour le retour vidéo en direct, ou au moins elle permettra d’héberger une tablette tactile iOS ou Android. C’est l’aspect aide au cadrage.
Elle disposera elle aussi d’un module GPS intégré et d’une application de cartographie. Il est possible alors de se passer du pilotage en temps réel, mais de faire suivre à notre drone un parcours déterminé à l’avance.

Avec ces différents éléments, l’attention du pilote de drone peut se focaliser sur sa prise de vues. Le pilotage devient presque une activité annexe durant cette phase, l’opérateur se tenant simplement prêt à reprendre la main sur l’engin en cas d’imprévu. Cet incident oblige de toute façon à quasiment abandonner, très temporairement, seulement jusqu’au prochain décollage, l’idée de filmer et photographier avec un drone.

La photographie en altitude et la vue à 360 degrés

Pour la photographie, nous allons demander à notre caméra embarquée différentes choses adaptées :

Une très haute résolution de capteur va permettre des recadrages tout en conservant une résolution suffisante. Certains modèles atteignent actuellement les 20 mégapixels.
Une haute sensibilité va permettre des prises de vues même avec une luminosité peu importante. Elle va autoriser la fermeture du diaphragme de l’objectif, augmentant fortement la profondeur de champ. On pourra alors se régler non pas sur l’infini, mais à l’hyperfocale. Pour des sujets en mouvement, cette sensibilité permet d’augmenter la vitesse d’obturation, donc de limiter le flou de bougé.
La possibilité d’enregistrer les clichés en format brut sur la carte SD va permettre une beaucoup plus large gamme de traitements après le retour qu’un simple fichier JPEG. Celui-ci est déjà préparé par la caméra et beaucoup moins riche en informations.

Ce dernier point nous amène à évoquer la phase suivante de la photographie aérienne avec un drone, à savoir le développement des photographies. Ce terme provient de la photo argentique et est utilisé pour les différentes manipulations de post traitement avec des logiciels spécialisés. Il en existe beaucoup, on peut citer parmi les logiciels commerciaux bien connus : Photoshop et Ligthroom. Ils ont des cousins libres, et donc gratuits à l’utilisation : The Gimp et Darktable.

Comme c’est le cas avec un bon trépied et sa tête panoramique orientable à 360°, on peut, en faisant tourner un drone sur lui même, faire de belles photos panoramiques avec un drone. Il faudra et suffira d’assembler plusieurs clichés successifs pour obtenir un grand champ de vision sur la photographie reconstituée.

La vidéo, des contraintes spécifiques et un post traitement à penser

Dès l’entrée de gamme, les capteurs vidéo seront capables de fournir au moins une image en HD 720p voire en full HD 1080p. La norme 4k se développe de plus en plus sur les boîtiers haut de gamme, et on voit l’émergence de l’UHD. Des résolutions intermédiaires sont parfois proposées telle la HD en 2,7 K. Les différents capteurs vont également se différencier par la cadence maximale de la prise de vues. 25 images par seconde est un standard minimal correspondant au cinéma. Des vitesses plus hautes de 30, 50,60, voire 100 images/s seront très utiles pour pouvoir procéder à la création de scènes ralenties.

Ce qui est intéressant dans la très haute résolution, c'est de pouvoir après la prise de vues procéder à un recadrage en studio. Pour la vidéo, ce peut être simplement via votre ordinateur personnel s’il est assez puissant pour cela. Attention, les quantités de données en jeu deviennent énormes avec le 1080p et la 4k, aussi votre système se devra d’avoir des capacités de traitement vidéo plutôt musclées. Pensez également que si vous réalisez un film destiné à être publié sur une plateforme Internet, une résolution 4k ne sera quasiment jamais exploitée.

Filmer avec un drone est une activité bien spécifique sur laquelle nous revenons plus avant ici.

Se mettre soi-même en scène sans effort

Avec les drones permettant le retour vidéo en temps réel, il est facile en FPV de se voir et donc de s’enregistrer en train de piloter notre engin. Certains quadricoptères disposent de logiciels spécifiques leur permettant de vous suivre automatiquement. Le principe en est assez simple en résumé :

Le drone vous repère à l’aide de sa caméra et vous lui confirmez que c’est bien vous qu’il a détecté.
Ensuite, il va automatiquement ajuster en permanence sa position afin que vous restiez au même endroit de son champ de vision. Il va donc devoir se déplacer parallèlement à vous.

Un tel drone qui vous filme est particulièrement utile pour fabriquer un reportage sur une randonnée en solitaire. Il n’est nul besoin d’un assistant qui vous suit en permanence. Il faudra simplement être prêt à reprendre le contrôle si votre aéronef signale qu’il vous a perdu de son champ de vision. Cela pourra se solder par un recadrage ou bien un atterrissage afin de pouvoir commencer une nouvelle séquence de prises de vues.

Un marché très dynamique

Les fabricants de drones ne s’y sont pas trompés. La miniaturisation des capteurs photo et vidéo a été fulgurante avec l’évolution des Smartphones sur une dizaine d’années. L’engouement du public pour les histoires racontées en vidéo sur les réseaux sociaux a dopé les ventes de caméras de type GoPro. Parrot, DJI et les autres fabricants de drones équipent la plupart de leurs modèles d’entrée de gamme d’une mini caméra embarquée.

Les drones spécifiquement adaptés à la prise de vue sont proposés dans une gamme de budgets très large. Parmi les drones d’entrée de gamme, on s’initiera à l’aide de mini drones, tel le Bebop Parrot pour quelques centaines d’euros. Un DJI Phatom 4 va permettre une flexibilité beaucoup plus grande et proposer des performances sans commune mesure. Mais cela se fera au prix d’un investissement de plusieurs milliers d’euros.

Le passionné des drones va vite se trouver un terrain de prédilection. Pour l’acrobatie ou bien la course, il va chercher une grande vitesse de pointe, une maniabilité maximale pour effectuer un évitement. Cela va donner des gammes de produits spécifiques.

Il en est de même pour la prise de vues. Pour la vidéo, la HD 720p est presque de l’histoire ancienne en ce qui concerne les drones adaptés désormais. On va très régulièrement trouver des caméras en full HD 1080 p et l’UHD 4k est de plus en plus souvent proposée.

De nombreux bancs d’essai sont publiés, notamment sur Internet, pour que chacun puisse déterminer quels sont l es meilleurs drones pour filmer, une fois ses propres critères déterminés.