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Tutorialbeschreibung

Nah- & Makrofotografie - Teil 05 - Unendliche Schärfentiefe mit Makro-Objektiven

Nah- & Makrofotografie - Teil 05 - Unendliche Schärfentiefe mit Makro-Objektiven

Wie im Tutorial „Die Schärfentiefe in der Nah- & Makrofotografie - mehr als nur Abblenden“ erklärt wurde, ist es manchmal nicht möglich, die Schärfentiefe so weit auszudehnen, dass das gesamte Motiv scharf abgebildet wird, da die Beugung die Abbildungsqualität zu stark beeinträchtigen würde. Mit ein paar Tricks kann man jedoch der Physik ein Schnippchen schlagen. Wie es geht, erfahren Sie in diesem Tutorial.



Deep Focus Fusion Aufnahme eines FrauenschuhsBilder

Dreimal scharf
Bei dieser Aufnahme war es nicht möglich, die Schärfentiefe so weit auszudehnen, dass alle drei Blüten ausreichend scharf sind, ohne dass der Hintergrund unangenehm deutlich würde. Daher wurde mit dem in diesem Tutorial erklärten Verfahren die Schärfentiefe ausgedehnt
Nikon D3x mit AF-S VR Micro-Nikkor 105 mm f 2.8 - Belichtungszeit 1/100 s - Blende 8


 

Unendliche Schärfentiefe mit Makro-Objektiven

Wie im Tutorial „Die Schärfentiefe in der Nah- & Makrofotografie - mehr als nur Abblenden“ erklärt wurde, ist es manchmal nicht möglich, die Schärfentiefe so weit auszudehnen, dass das gesamte Motiv scharf abgebildet wird, da die Beugung die Abbildungsqualität zu stark beeinträchtigen würde. Auch der Einsatz von kurzbrennweitigen Objektiven  kann hierbei keine Abhilfe schaffen, da die Schärfentiefe im Nah- & Makrobereich unabhängig von der Brennweite des Aufnahmeobjektivs ist. Dennoch kann mit ein wenig Aufwand eine theoretisch unendliche Schärfentiefe erzeugt werden. Sicher eignet sich nicht jedes Motiv für eine ungewöhnlich hohe Schärfentiefe, doch entstehen bei geeigneten Motiven hochinteressante Bilder, die dann ihren ganz eigenen Reiz haben.

Dazu gibt es zwei Techniken. Zum einen kann mit speziellen Tilt-Shift-Objektiven oder Balgengeräten die Ebene der Schärfe so gelegt werden, dass eine quasi unendliche oder zumindest stark gedehnte Schärfentiefe entsteht. Dazu jedoch in einem späteren Tutorial mehr. Mit ganz normalen (Makro-) Objektiven und einem Computer zur Nachbearbeitung kann jedoch ebenfalls der Eindruck von quasi unendlicher – aber zumindest sehr hoher – Schärfentiefe erzeugt werden. Wie hoch dabei die Schärfentiefe ist, kann dabei sehr fein durch den Fotografen bestimmt werden.

Die Anfänge der „unendlichen“ Schärfentiefe ohne Spezialobjektive

Die Grundidee hinter der Erzeugung von ungewöhnlich hoher Schärfentiefe mit normalen Objektiven ist das Zusammenführen von Einzelaufnahmen mit unterschiedlichen Schärfeebenen. Vor der allgemeinen Verfügbarkeit von leistungsfähigen Computern war es sehr schwierig, Einzelbilder zu einem Gesamtbild zusammenzusetzen, in dem nur die scharfen Bereiche der Einzelbilder enthalten waren. Mit rein fotografischen Techniken war dies nur möglich, indem in einem abgedunkelten Raum ein unbewegliches Motiv auf einem fahrbaren Schlitten in der Aufnahmeachse vor der Kamera montiert und ein kleiner Bereich des Motivs durch eine Schlitzlampe, die senkrecht zur Aufnahmeachse stand, beleuchtet wurde. Dabei wurde nur die Schärfeebene beleuchtet.

Schematischer Aufbau des Light-Scanning VerfahrensBilder

Schematischer Aufbau des Light-Scanning-Verfahrens
Eine Schlitzlampe beleuchtet einen kleinen Streifen des Motivs, das auf einem fahrbaren Tisch auf die Kamera zu bewegt wird.

Der beleuchtete Bereich sollte dabei schmaler sein als die Schärfentiefe des Objektivs bei der Arbeitsblende. Nun wurde eine Mehrfachbelichtung angefertigt, bei der zwischen den Einzelbelichtungen das Motiv um die Breite der Beleuchtung verschoben wurde. Das Resultat war ein scharfes Motiv vor schwarzem Hintergrund. Bei diesem Verfahren war insbesondere die Positionierung der Kamera vor dem beweglichen Schlitten kritisch sowie die gleichmäßige Bewegung des Motivs zwischen den Einzelaufnahmen. Fehlerhafte Bildergebnissen waren nicht selten, sondern eher häufig. Der Trick lag eben darin, nur die scharfen Bildbereiche zu beleuchten.

Moderne Aufnahmepraxis

Seit einigen Jahren kann man ein ähnliches Ergebnis auch deutlich einfacher erreichen. Zwar müssen von dem Motiv nach wie vor unterschiedliche Einzelaufnahmen mit unterschiedlicher Schärfeebene angefertigt werden, doch kann nun ganz wie gewohnt bei Umgebungslicht fotografiert werden. Es können also alle Motivteile in den Einzelaufnahmen sichtbar sein – auch die unscharfen Bereiche. In der Praxis heißt das also:

1.     Kamera auf einem Einstellschlitten vor dem Motiv positionieren.

2.     Erste Aufnahme bei einer für das Motiv geeigneten Blende anfertigen. Ich verwende dazu gerne Blende 11 oder 16.

3.     Kamera um ca. die Hälfte der Schärfentiefe auf das Motiv zu bewegen und wieder bei gleicher Kameraeinstellung auslösen. Belichtung, Blende und Weißabgleich sollten sich nicht ändern.

4.     Nun wird dies solange wiederholt, bis der gewünschte Bereich „abgetastet“ wurde.

Beim Einsatz von Blitzgeräten sollte darüber hinaus bedacht werden, dass sie nicht an der Kamera befestigt werden sollten, da sich so der Beleuchtungswinkel und damit der Schattenwurf zwischen den Einzelaufnahmen ändern würde. Bei dieser Methode spielt die Art der Beleuchtung keine Rolle, so dass man im späteren Bild auch den Hintergrund sehen kann.

Variante: Wenn Sie keinen Einstellschlitten zur Hand haben, können Sie natürlich auch den Fokusring an der Kamera verwenden. Allerdings ist es so wesentlich schwieriger, zwischen den Aufnahmen gleichmäßig die Schärfeebene zu verstellen. Am besten suchen Sie sich daher nun ein Motiv, bei dem Sie das Verfahren ausprobieren möchten. Gut geeignet wäre beispielsweise ein Schachbrett mit Figuren auf unterschiedlichen Feldern, das Sie von der Seite fotografieren. Wagen Sie sich am besten zunächst nicht an belebte Motive.

Zur Demonstration habe ich eine junge Ringelnatter als Motiv, die gerade Beute herunter würgt. Keine Angst, von der Beute sieht man nichts mehr, nur der Kiefer ist noch etwas ausgerenkt. Mein erstes Bild sieht so aus:

Bilder

Das erste Bild der Serie.

Nun habe ich die Schärfeebene pro Bild ein wenig nach hinten verschoben und hinter dem Kopf des Tieres die Serie beendet, da ich den Kopf besonders hervorheben wollte. Das letzte Bild der Serie sah dann so aus:

Bilder

Das letzte Bild der Serie.

Die Nachbearbeitung am Computer

Doch was geschieht nun mit den Einzelaufnahmen? Nachdem Sie die Bilder auf ihren Computer geladen haben und alle Bilder mit den gleichen Einstellungen ggf. aus dem RAW-Format in ein gängiges Bildformat umgewandelt haben, kommt das Zusammenführen der Einzelbilder zu einem Gesamtbild mit der gewünschten Schärfentiefe. Das Zusammenführen kann entweder manuell mit einem ebenenfähigen Bildbearbeitungsprogramm wie Photoshop oder automatisch mit spezieller Software durchgeführt werden. Bei der manuellen Methode müssen in jedem Einzelbild die unscharfen Bereiche maskiert werden, sodass sich beim Übereinanderlegen der einzelnen Aufnahmen in Ebenen ein Gesamtbild mit nur scharfen Bereichen ergibt. Dies ist jedoch extrem zeitintensiv und nicht leicht. Schneller und qualitativ besser lässt sich das Zusammenfügen mit spezieller Software durchführen. Dazu gibt es derzeit drei Programme, die mehr oder weniger gut sind:

Photoshop CS 4

Photoshop CS 4 bewirbt das automatische Zusammenführen von Einzelaufnahmen mit unterschiedlichen Schärfeebenen. Selbst bei perfektem Material gelingt Photoshop CS 4 das Zusammenfügen eher schlecht als recht. Meist sind die Ergebnisse so schlecht, dass man das Zusammenfügen besser selbst in die Hand nimmt. Mehr als ein Marketing-Gag ist die Funktion von Photoshop CS 4 also leider derzeit noch nicht.

Combine (ZM)

Seit vielen Jahren gibt es das sehr leistungsfähige Programm Combine (ZM), das mit sehr vielen Korrekturmöglichkeiten aufwartet. Die Ergebnisse sind gut. Sehr schön ist, dass das Programm Shareware ist. Nicht so schön ist jedoch, dass es das Programm nicht für Mac OS X gibt und es nicht von aktuellen Mehrkernarchitekturen profitiert.

HeliconFocus

Dieses Programm arbeitet ähnlich wie Combine (ZM) und bietet ebenfalls sehr viele Einstellungsmöglichkeiten. Sogar Retuschewerkzeuge sind mit an Bord. Die Ergebnisse sind hervorragend. Selbst für nicht ganz perfekt aufgenommene Einzelbilder besteht Hoffnung, das HeliconFocus leicht Vergrößerungsunterschiede und Helligkeitsschwankungen ausgleichen kann. Darüber hinaus profitiert das Programm von aktuellen Architekturen mit viel Ram und mehreren Prozessoren bzw. Kernen stark. Auch eine 64 Bit Version gibt es und das Beste – zumindest für mich – ist die Unterstützung von Mac OS X.

Deep Focus Fusion mit HeliconFocus

Im Folgenden soll das Verfahren am Beispiel von HeliconFocus erklärt werden. Mit dieser Software kann eine große Anzahl an Fotos innerhalb weniger Minuten zusammengefügt werden, was mit der manuellen Methode via Photoshop nicht mehr praktikabel wäre. Dies ist sehr häufig der Fall, da man für optimale Ergebnisse schnell einige Dutzend Bilder zusammenfügen muss.

Anmerkung: Da ich einen Mac verwende, können sich verschiedene Begrifflichkeiten zu der Windowsversion unterscheiden. So heißt das Windows-Menü „Datei“ unter Mac OS „Ablage“. Leider kenne ich die Eigenheiten der Windowsplattform nicht genauer.
 

Die Programmoberfläche

Nach dem Start des Programms präsentiert sich HeliconFocus in der Karteikarte Parameter. Dort werden die Bilder geladen und grundlegende Einstellungen getätigt. Im linken Bereich werden die Einzelbilder oder das fertige Rohbild angezeigt. Rechts findet sich eine Leiste, in der im oberen Bereich die Vorschauen der Einzelbilder, im mittleren Bereich die Parameter des Zusammenfügens und unten Vorschauen des fertigen Bilds oder verschiedene Versionen davon angezeigt werden.

Bilder

Abbildung 1: Programmfenster nach dem Start.
 

Einzelbilder laden

Zunächst müssen nun die Einzelbilder geladen werden. Dabei verarbeitet das Programm zwar auch RAW-Dateien, doch ist es besser, zunächst alle Bilder mit den gleichen Einstellungen aus einem RAW-Konverter als TIFF-Dateien zu exportieren. Klicken Sie zum Importieren der Bilder auf das Icon oben rechts (siehe auch Abbildung 1). Nun werden alle Bilder der Serie im oberen Bereich der Programmleiste rechts angezeigt. Durch Auswählen eines Bildes wird die entsprechende Schärfeebene angezeigt. Ganz zuoberst sollte das Bild mit der am weitesten entfernten Schärfeebene liegen.

Bilder

Abbildung 2: Das Startbild der Serie wurde ausgewählt. Bitte beachten Sie, dass dies nicht zwingend das erste Bild bei der Aufnahme ist.

Bilder zusammenfügen

Bevor es nun an das Zusammenfügen der Bilder geht, lohnt ein Blick auf die Voreinstellungen des Programms. Dazu ruft man diese im Menü „Helicon Focus“ auf. Im Karteireiter „Allgemein“ sollte man die Einstellung „Zwischenergebnisse während der Berechnung anzeigen“ desaktivieren. Dies verlangsamt nur de Berechnung und erlaubt auch keinen ernsthaften Rückschluss auf das spätere Ergebnis. Im Karteireiter „Autoanpassung“ habe ich sehr gute Erfahrungen mit den in Abbildung 4 gezeigten Einstellungen gemacht.

Bilder

Abbildung 3: Meine bevorzugten Grundeinstellungen. Je nach Programmversion können einige Teile ausgegraut oder unsichtbar sein. Hier wird die Version X64 gezeigt.

Bilder

Abbildung 4: Einstellungen für das Zusammenfügen der Bilder.

Nun kann mit dem Zusammenfügen begonnen werden. Zunächst ist es sinnvoll, die im mittleren Bereich der rechten Leiste angezeigten Fokus-Parameter „Radius“ und „Glättung“ beizubehalten. Der Radius bestimmt die Schärfe eines Bildpunktes und ist daher die Grenze, bis zu der ein Bildteil als scharf betrachtet wird. Bei Fotos mit stärkeren Unschärfen kann es hilfreich sein, diesen Wert auf 10 bis 12 zu erhöhen. Generell gilt: Niedrigere Werte erzeugen ein schärferes Bild, was aber auch einige Artefakte mit sich bringen kann. Der zweite Parameter, Glättung, gibt an, wie stark die scharfen Bildbereiche der Einzelaufnahmen ineinanderkopiert werden. Auch hier ist der Standardwert von 8 sehr gut.

Oberhalb dieser Schieberegler kann schlussendlich noch die Methode der Überblendung ausgewählt werden. Je nach Motiv erzeugt einmal die eine und einmal die andere Methode das bessere Ergebnis – Ausprobieren hilft. Voreinstellung ist „Methode B“, was auch meist die bessere ist.

Mit einem Klick auf das „Rendern-Icon“ rechts oben (siehe Abbildung 2) beginnt HeliconFocus, die Bilder zusammenzufügen.

Bild optimieren

In der Pro und X64 Version von HeliconFocus können Artefakte, die durch das Zusammensetzen entstehen, entfernt werden. Dazu wird der Reiter Retusche ausgewählt. Manchmal passiert es, dass das Programm an einer Bildstelle eine flache Schärfeebene einrechnet. Dazu kann der Pinsel „Quelle kopieren“ (oben rechts in der Seitenleiste) verwendet werden. Wird er angeklickt, teilt sich das Anzeigefenster und das fertige Bild wird rechts angezeigt und die aktuell ausgewählte Schärfeebene links. In diesem Beispiel ist dies zwar nicht passiert, doch findet sich am linken Bildrand ein unschöner Rand, da die Kamera während der Aufnahme nicht absolut ruhig auf dem Bohnensack lag. Dies kann auch mit diesem Werkzeug korrigiert werden. Dazu wird eine passende Schärfeebene ausgewählt und mit dem Pinsel im rechten Bild einfach über den Rand gemalt. Falls nötig, kann dann nochmals die Schärfeebene gewechselt und weiter optimiert werden.

Bilder

Abbildung 5: Bei diesem Bild wird der linke Rand mit dem "Quelle kopieren" Werkzeug retuschiert.

Sehr selten entstehen auch Doppelränder. Diese werden mit dem Klonen-Werkzeug entfernt. Dazu klickt man zunächst auf den Bereich, den man klonen will und fährt dann über die Stelle, die retuschiert werden soll. Dabei folgt der Ursprung der Bewegung.

In beiden Modi kann die Größe und Härte des Pinsels eingestellt werden. Falls man sich mal „vermalt“ hat, ist das auch kein Problem: Je nach vorhandenem Arbeitsspeicher verfügt HeliconFocus über eine sehr umfangreiche Historienfunktion.

Bilder

Abbildung 6: Neben der Pinselgröße und -härte kann auch eine Kantenempfindlichkeit eingestellt werden, die harte Kanten als nicht zum retuschierenden Bereich zählt. Auch die Helligkeit der Retusche kann verändert werden. Meist ist hier jedoch "0" die beste Einstellung.

Das fertige Bild speichern

Zu guter Letzt wird nun in den Karteireiter „Speichern“ gewechselt und das Bild im gewünschten Format abgespeichert. Welches Sie nehmen, ist Geschmackssache. Da ich meist eine grundlegende RAW-Entwicklung vornehme und die Bilder anschließend als 16 Bit-Tiff speichere, ist dies auch mein bevorzugtes Ausgabeformat. In der aktuellen Version kann sogar ein 3D-Modell abgespeichert werden, das die scharfen Bereiche dreidimensional darstellt. Ganz nett, aber fotografisch nicht ganz so interessant wie das fertige Bild.

Bilder

Ringelnatter
Diese junge Ringelnatter begegnete mir bei einem "Spaziergang". Eigentlich hatte ich mit Schlangen eher näher am Wasser gerechnet. Dieses sehr kleine Exemplar (Körperlänge ca. 12 cm) hatte sich jedoch zum Essen auf einer Straße niedergelassen - und zwar genau dort, wo die Reifen eines Autos waren. Nach einer kurzen, aber aufwändigen Fotosession mit Reflektoren etc. kam unter anderem dieses Bild heraus, das aus 12 Einzelbildern besteht. Danach trug ich das Tier in Richtung Wald und legte es einige Meter entfernt von der Straße ab, denn das nächste Auto hätte sie nicht überlebt.
Nikon D200 mit AF-S VR Micro-Nikkor 105 mm f 2.8 - Belichtungszeit 1/180 s - Blende 10

Für alle, die dieses Verfahren mit der Testversion von Helicon Focus (www.heliconsoft.com) ausprobieren möchte, habe ich ein Zip-Archiv bereitgestellt, das die nötigen Bilder für dieses Beispiel enthält. Die Bilder haben eine Kantenlänge von 500 px. Dies ist zwar nicht wirklich groß, doch sind schon einige der hier eingebetteten Bilder auf anderen Seiten aufgetaucht. Für mich als Fotograf ist das natürlich sehr problematisch, da ich mein Geld damit verdiene. Daher bitte ich hier nochmals darum, die Bilder nicht für andere Zwecke als hier im Tutorial zu verwenden.
Meine Bildagentur sieht das ähnlich und geht daher gegen jeden Missbrauch vor. Dabei entstehen für den Missbrauchenden sehr hohe Kosten, da er natürlich auch die Anwaltskosten tragen muss. Wer eines der Bilder gerne auf seiner Seite zeigen möchte, sollte mich daher in jedem Fall anmailen, damit ich die Verwendung der Agentur melden kann!!!




Bilder

Zum Autor:
Björn Langlotz, promovierter Naturwissenschaftler, ist Autor des Buchs 'Digitale Fotopraxis Makrofotografie' aus dem Galileo Verlag und ein bekannter Naturfotograf mit dem Schwerpunkt Makrofotografie. Regelmäßig erscheinen seine Texte und Bilder in internationalen Büchern und Zeitschriften. Darüber hinaus ist er Mitbegründer der Plattform Fototrainer4you, wo er Fotokurse für Makrofotografie in kleiner Gruppengröße sowie Einzeltrainings anbietet und Fotoreisen führt.


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Kommentare
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Portrait von HeinzGeorg
  • 06.11.2013 - 22:14

Hallo!

Wenn im Titel focus stacking gestanden hätte, hätte ich den Beitrag nicht heruntergeladen (-10 Punkte).

Jedoch ist schön beschrieben, wie man mit der Spaltlichtquelle und der Objektverschiebung auch "Schärfentiefe" erreichen kann.

Portrait von MichaelZ
  • 29.07.2013 - 11:35

Eigentlich geht es ja um (a) das Prinzip Focusstacking und (b) geeignete Programme dazu. Habe das derzeit einzige für Linux (und Win und Apple) verfügbare Programm http://zerenesystems.com/cms/stacker vermisst, so dass der Artikel mir keine grosse Hilfe war.

Portrait von atom29
  • 14.11.2012 - 20:18

Sehr gut geschrieben ! Danke!

Portrait von Lieschen_Mueller
  • 23.10.2011 - 11:17

Sehr gekonnt erklärt - danke sehr :-)
Werde wohl gleich in die Praxis umsetzen.
Schönen Dank - Gruß

Portrait von Sakartvelos
  • 05.10.2011 - 13:09

vielen dank für dieses tolle tutorial!

Portrait von hamsibone
  • 06.08.2011 - 22:41

Vielen Dank für das Tutorial

Portrait von dianab
  • 30.06.2011 - 10:34

vielen dank - sehr gut

Portrait von Schnuppi8480
  • 21.06.2011 - 09:10

ich kann mich meinen vorgängern nur anschließen ... super gemacht ... danke

Portrait von kollibri
  • 20.01.2011 - 22:36

Vielen Dank, Björn! Ist gut und verständlich geschrieben und hat mich zum Ausprobieren motiviert. Das hat dann mit Combine ZP auch auf Anhieb mit 30 Einzelbildern bestens funktioniert. Werde ausführlicher darüber berichten.

Portrait von wir697296
  • 09.12.2010 - 09:21

vielen dank - sehr hilfreich

Portrait von EroB
  • 15.10.2010 - 09:55

Sehr hilfreich! genau das hab ich gesucht... sehr verständlich und strukturiert geschrieben! danke

Portrait von Tobi404
  • 27.09.2010 - 13:10

Sehr interessant und informativ.

Portrait von motani
  • 09.07.2010 - 22:18

tolles tut, sehr verständlich und nachvollziehbar

Portrait von bearli
  • 12.06.2010 - 15:48

sehr gut, sehr ausführlich !

Portrait von gama_d300
  • 09.04.2010 - 20:44

Sehr interessant, informativ und unterhaltsam geschrieben.

Portrait von hitchhiker54
  • 25.12.2009 - 19:08

gutes tut, bin begeistert; sehr praxisnahe !

Portrait von ElLobo
  • 25.11.2009 - 11:44

sehr gut gemachter und ausführlicher & verständlicher Workshop

vg jörg

Alternative Portrait

-versteckt-(Autor hat Seite verlassen)

  • 15.11.2009 - 06:18

Mal sehen ob ich das auch so gut hinbekomme. Sehr gut und verständlich erklärt. Danke für den hilfreichen Tip.

Portrait von tktoto
  • 01.11.2009 - 09:27

super Tipp zum nachmachen

Portrait von moika111
  • 29.10.2009 - 00:05

Top. Unbedingt lesen, wenn man sich für Makro interesiert

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