Praxistest: Focus-Stacking in der Makrofotografie.

Die Makrofotografie ist ein faszinierendes Spezialgebiet innerhalb der Fotografie, das zur Zeit besonders vom technischen Fortschritt profitiert. Denn mit der Digitalfotografie werden viele Fotografen nicht nur experimentierfreudiger, weil die Materialkosten keine Rolle mehr spielen. Durch den “Sofortbildeffekt” kann man sich nun auch Schritt für Schritt an eine Bildidee herantasten, ausprobieren und optimieren. Und es kommt noch mehr technischer Fortschritt zu Hilfe: Eine moderne Kamera läßt sich Dank OTG-Schnittstelle mit einem Tablett-PC komplett steuern, nicht nur auslösen. Daraus entwickelt sich eine “Focus-Stacking” genannte Aufnahmetechnik mit der man die Schärfentiefe signifikant erhöhen kann.

Sonnentau (Bild: U. Block)

Sonnentau in Focus-Stacking-Technik
(Bild: U. Block)

Dabei kann die auf dem Tablett-PC laufende Software nicht einfach nur die Kamera auslösen, sondern sogar den Autofokusmotor des Objektivs steuern und so gezielt die Schärfeebene auswählen. Dies macht man sich zu Nutze, indem ein Motiv in mehreren “Scheibchen” aufgenommen wird. Ausgefuchste Software kann die dazu notwendigen Schritte berechnen und direkt an der Kamera einstellen. Anschließend werden die Teilaufnahmen am heimischen Computer zu einem Bild mit durchgehender Schärfe zusammengesetzt. Dies ist bis zu einem gewissen Grad ähnlich HDR, nur eben auf Schärfeebenen bezogen.

Nicht nur lesen, sondern mitmachen: Wer etwas Interessantes zu sagen hat (vorzugsweise aus dem Bereich Technik/Fotografie), kann gern einen Gastbeitrag schreiben. Heute stellt Fotofreund Ulrich Block im Praxistest Focusstacking in der Makrofotografie vor. Neben einer Spiegelreflexkamera ist ein Tablett-PC wichtiges Zubehör, wie ihn Ulrich in “Praxistest Acer Iconia Tab A700” vorstellt oder in meiner kleinen Übersicht “Kaufentscheidung für 8 Zoll“.

Ulrich erläutert in seinem Praxisbericht, wie er bei das komplexe Zusammenspiel der Vorbereitung vor Ort und der anschließenden Bearbeitung in den Griff bekommt. Dazu gehören selbstverständlich eine Menge schöner Beispielaufnahmen.

Wie komme ich dazu Focus Stacking zu verwenden?

Ich habe mich seit Jahren immer wieder mit Makrofotografie beschäftigt und unter anderem versucht, einen Schmuckring so zu fotografieren, dass der Schmuckstein und der im Innenring befindliche Stempel gleichzeitig scharf sind. Das Ergebnis mit einem Makroobjektiv war, dass bei einem füllenden Bildausschnitt, für beides zu wenig Schärfentiefe entstand. Bei größerer Entfernung erhielt ich ausreichende Schärfentiefe, aber nach dem ich dann eine Ausschnittvergrößerung mit dem gewünschten Bildausschnitt bearbeitet habe, war die Auflösung so schlecht, daß wiederum nichts Überzeugendes zusehen war. Die andere Problematik ist meine Lieblingspflanze Sonnentau, bei der im einfachen Makro nur wenige der kristallklaren Tautropfen brillant scharf werden.
Die Abhilfe war schnell klar, ich brauche eine Software für Focus Stacking. Nach einer monatelangen Beobachtungsphase zu diesem Thema im Internet und in Zeitschriften, bekam ich eine Fotozeitschrift mit einer CD, auf der eine Demosoftware für Helikon Fokus war, in die Hände. Die Software habe ich dann gründlich getestet und später gekauft habe.

Focus-Stacking mit Helicon Focus

Wer im Makrobereich fotografiert, kennt das Problem: Spätestens ab dem Maßstab 1:1 ist die Schärfentiefe auch bei mittleren oder höheren Blendenstufen nur wenige Zehntelmillimeter groß. Das führt teilweise zu einem reizvollen Bokeh, aber nicht selten ist dann selbst der bildbestimmende Teil nicht vollständig scharf. Hier setzen die optischen Gesetze bei der Bildgestaltung eine Grenze. Die Lösung nennt sich Focus Stacking. Hierbei wird eine, auf unterschiedliche Ebenen fokussierte Fotoserie mit einer Software zusammengerechnet und damit die Schärfentiefe fließend aneinander gereiht. Es gibt verschiedene Programme die diese Aufgabe erfüllen, in meinem Beispiel beschreibe ich es mit Helicon Focus.

Kaffeebohnen (Bild: U. Block)

Dieses Bild der Kaffeebohnen zeigt die Unschärfezonen, die ohne Focus-Stacking entstehen
(Bild: U. Block)

Beispiel Kaffeebohnen: Das Drittel links zeigt das erste von 20 Bildern, der mittlere Bereich zeigt das Stacking-Bild mit 20 zusammengerechneten Bildern und das letzte Bild zeigt, das 20. der Ausgangsbilder (siehe rechts oben). Hier erkennt man wie klein die Schärfentiefe bei Blende 8 ist.

Focus Stacking ist nicht immer einsetzbar, immerhin ist ein erheblicher Aufwand nötig der entsprechend Zeit erfordert, womit spontane schnelle Aufnahmesituationen ausscheiden, wie beispielsweise mißtrauische Insekten. Bedingung für diese Aufnahmetechnik ist außerdem eine fest installierte Kamera auf einem Stativ, da jetzt eine Aufnahmeserie mit festem Bildausschnitt erstellt werden soll. Zum Ausrichten der Kamera ist ein Makroeinstellschlitten sehr hilfreich. Als Objektiv empfiehlt sich ein Makroobjektiv mit einem Abbildungsmaßstab von 1:1. Alle Bedingungen für die Einzelaufnahmen entsprechen natürlich den allgemeinen Grundlagen der Makrofotografie sowie der üblichen Motivgestaltung. Ich empfehle Blende f 8, da dann die optische Leistung der meisten Objektive am besten ist.

Die Aufnahmeserie erstellen

Natürlich könnte eine Stacking-Serie auch durch manuelles Umfokussieren realisiert werden, doch mit Software-Unterstützung geht es deutlich präziser. Das Programm Helicon Focus ist ein hilfreiches Zusatztool zum erstellen der Stacking zu dem als Android-App Helicon Remote gehört. Damit können Kameras von Nikon und Canon ferngesteuert werden.

Focus-Stacking 1 Focus-Stacking 2 Focus-Stacking 3 Focus-Stacking 4

Einige Bilder aus einer Focus-Stacking-Reihe: Schärfeverlauf von der Krone zum unteren Rand
(Bilder: U. Block)

Helikon Remote kann die nötigen Fokusstufen anhand der Objektivdaten automatisch in der Funktionsgruppe “FOKUS” errechnen und ausführen, dazu verwende ich ein Tablet-PC mit einer USB-OTG Schnittstelle (was zur Zeit nur Android-Tablets bieten). Nachdem ich meine Kamera über ein USB-Kabel mit dem Tablet-PC verbunden habe öffnet sich Helicon Remote mit einem Live-View Bild zum Ausrichten der Kamera auf das Motiv, anschließend kann die Schärfe eingestellt werden.

Wie viel Schärfe brauchen wir?

Vorsicht vor zuviel Schärfentiefe! Wer es mit dieser Technik übertreibt, kann die Bildaussage auch verschlechtern. Ein Foto mit zuviel Schärfentiefe kann schnell sehr steril wirken, es verliert an Emotionen und der Betrachter erkennt nicht wo er hinsehen soll — wie beispielsweise bei dieser Blüte.

Zviel des Guten (Bild: U. Block)

Zuviel des Guten, der Schärfebereich ist zu groß
(Bild: U. Block)

So geht’s unterwegs…

Durch Antippen des Bildschirms wird der erste Fokuspunkt gesetzt und nach dem Feinjustieren gespeichert. Der zweite Fokuspunkt bestimmt die Schärfentiefe der Aufnahme. Über Pfeiltasten wird der Autofokus der Kamera bedient, um den gewünschten Punkt genau einzustellen. Es ist empfehlenswert, nach vorn und hinten etwas mehr Abstand einzustellen, um bei der späteren Weiterbearbeitung etwas Spielraum zu bekommen. Nach dem Speichern des zweiten Fokuspunktes erscheint sofort die Anzahl der erforderlichen Aufnahmen in der Bildschirmzeile “Shots”.

Ausrüstung für unterwegs: Kamera und Tablett-PC (Bild: Luhm)

Ausrüstung für unterwegs: Kamera und Tablett-PC
(Bild: T. Luhm)

Die Belichtungswerte sollten vor dem Fokussieren eingestellt werden, das geschieht ebenfalls über Helicon Remote in der Funktionsgruppe “EXPOSURE” hier lassen sich die Belichtungsprogramme der Kamera auswählen und alle nötigen Werte einstellen. Ich bestimme zuerst über die Blendenvorwahl “A” die erforderliche Belichtungszeit und stelle dann den gemessenen Wert in der Funktion “M” manuell ein, um zu verhindern, dass die Einzelaufnahmen durch Lichtveränderungen verschiedene Belichtungen bekommen. Jetzt sind die nötigen Einstellungen vorgenommen und mit dem Schalter “Start shooting” wird die Fotoserie gestartet. Das kann je nach Anzahl der Bilder einige Minuten dauern, weil die Fotodaten auf dem Tablet-PC mit USB-Geschwindigkeit übertragen und gespeichert werden. Helicon Remote speichert die Aufnahmen in einer Unterverzeichnisstruktur mit Datumsnahmen und fortlaufender Nummer, das kann individuell vorbelegt werden und läuft bei der Aufnahmeserie dann automatisch ab.

Helicon Remote auf einem Tablett-PC -- wieder einmal die Moorrose.

Helicon Remote auf einem Tablett-PC — wieder einmal die Moorrose.

Bearbeitung am PC

Hier kommt das Programm Helicon Fokus auch auf einem PC zum Einsatz. Helicon Fokus erkennt in einem Bild die scharf fokussierten Bereiche und stellt sie durch Maskieren frei. Da das Fokussieren auf verschiedene Schärfeebenen leichte Größenunterschiede bewirkt oder durch winzige Verschiebungen und Verdrehungen der Kamera, die Bilder nicht mehr zusammenpassen könnten, korrigiert das Programm diese Zoom-, Scroll- und Rotationsfehler vor dem Zusammensetzen. Anschließend werden die Bilder automatisch zusammengerechnet.Es empfiehlt sich, die im Rohdatenformat fotografierten Bilder in einem Programm wie z. B. Adobe Lightroom zu entwickeln und dann im JPG-Format in Helikon Fokus einzulesen. Eigentlich kann Helikon Fokus Rohdatenformate direkt einlesen, jedoch dauert das sehr lange und man hat keine Möglichkeit Entwicklungseinstellungen zu beeinflussen.

Mit Helicon Focus kann man die Teilbilder zusammensetzen.

Mit Helicon Focus kann man die Teilbilder zusammensetzen.

Das Laden der Bilder geschieht im rechten Bereich der Software in einem Dateibrowser, bei dem auch Bildminiaturen angezeigt werden. Hier ist es am besten, wenn die Bilderstaffeln mit dem von Helicon Remote auf dem Tablet-PC angelegten Unterverzeichnis auf dem PC weiter verwendet werden. Nun brauchen wir nur noch den Schalter “START” drücken und fertig! — Nein natürlich nicht! Bei einer verhältnismäßig kurzen Berechnungszeit, in der zusehen ist wie die einzelnen Bilder maskiert werden, ist das erste Ergebnis auch schon schnell auf dem Bildschirm angezeigt. Das ist wohl der erste Wow-Effekt nach der aufwendigen Arbeit.

Das Ergebnis sollte nun genauestens betrachtet werden, es können in Einzelpartien durchaus schleierartige Ränder entstehen (Artefakte). Das Bild sollte dazu im 1:1-View über die Navigationsfläche im unteren rechten Bildrand systematisch kontrolliert werden, außerdem gibt es dafür mit der linken Maustaste eine Lupenfunktion. Vermeintliche Fehler lassen sich über verschiedene Wege korrigieren.

Korrekturen der Automatik

Zur Berechnung stehen 3 Modi A, B und C sowie 2 Schieberegler Radius oder Glättung zur Verfügung, hiermit kann untersucht werden, ob durch eine Neuberechnung besser wird. Meistens unterscheiden sich die Ergebnisse nur wenig, dann hilft die Retuschefunktion. Hiermit öffnet sich ein Zweitbild-Fenster mit dem fertigen Bild und einem ausgewählten Bild aus der Ursprungsserie. Ein Radiergummi-ähnliches Werkzeug mit einstellbarer Größe ermöglicht nun das Retuschieren der Ränder, die verschleiert sind. Dazu lassen sich die passenden Ursprungsbilder über einem Strukturbaum am rechten Bildrand auswählen und mit dem fertigen Bild zur Nacharbeit gegenüberstellen. Zum Schluß natürlich das Speichern nicht vergessen!

Fehler bei der Retusche

Fehler bei der Retusche

Wann entstehen Fehler?

Je mehr Bilder kombiniert werden, um so eher entstehen Fehler. Auch bei mehr Tiefe zwischen Vordergrund und Mittelgrund, bei Abstufungen oder z. B. überkreuzenden Äste, entstehen Fehler. Weiche Konturen wie z. B. Blätter bleiben von Fehlern eher verschont. Ich habe ein extremes Focus Stacking mit 101 Bilder gemacht mit ungefähr 20 mm Schärfentiefe und für die Fehlerretusche viele Stunden gebraucht, aber der Aufwand hat sich gelohnt.

Unter dem Strich ist das Programm ist durchaus empfehlenswert. Die Lizenz beinhaltet auch eine Freischaltung für die App Helicon Remote (Basisfunktionen sind kostenlos), erst durch eine Freischaltung werden alle Funktionen zugänglich und die volle Auflösung im Raw-Format unterstützt. Ich verwende eine Nikon D300S mit einem Sigma 70-mm-Makro F2,8 und habe in vollem Funktionsumfang keine Probleme bekommen. Bei Versuchen mit einer Canon DSLR und einem Fremdobjektiv war das Vorfokussieren und Einstellen des 1. Fokuspunkt über Antippen für den Autofokus problematisch [gemeint ist meine EOS 50D mit Tamron 60-mm-Makro, (thl)]. Dann läßt sich der 1. Fokuspunkt manuell justieren und der 2. Fokuspunkt über die Pfeiltasten einstellen, um anschließend die Bildserie automatisch zu bearbeiten. Das Einstellen der Fokusschritte geht natürlich auch manuell, durch gefühlvolles Stellen am Fokusring oder mit einem Makroschlitten. Das wird dann benötigt, wenn ein manuelles Objektiv zum Einsatz kommt oder ein Objektiv mit einem Umkehrring verwendet wird. Viele Funktionen und Einstellmöglichkeiten habe ich nicht aufgelistet, hierfür gibt es natürlich eine Hilfe im Internet mit Ausführlichen Beschreibungen der einzelnen Funktionen.

Comments

comments

Leave a Reply

Your email address will not be published.