Makrofotografering med "uendelig" dybdeskarphet: stacking av bilder

Makrofotografering er trolig den formen for naturfotografering som stiller minst krav til reisebudsjettet, for man trenger ikke reise (langt) hjemmefra for å finne en tilsyneatende uendelighet av motiver å jobbe med. Regnkleggen på bildet kom jeg over på terassen, der den ubemerket prøvde å lure seg til en blodprøve. Det ble det siste den gjorde.

Dermed ble den et egnet motiv for å prøve ut "stacking", eller på norsk stabling av bilder. Dette er en teknikk som gir muligheten til å oppnå så stor dybdeskarphet man bare vil ha, men som til gjengjeld krever motiver som ikke beveger seg det aller minste.

Dybdeskarphet, eller rettere sagt mangel på slik, er en av de store utfordringene ved makrofotografering. Noen ganger kan det for så vidt være greit å isolere hovedmotivet fra bakgrunnen gjennom redusert dybdeskarphet, men når man dykker virkelig langt ned i makroverdenen blir dybdeskarpheten kritisk liten. Bildet av kleggen viser et utsnitt på omtrent 6 x 4 mm, og er ved hjelp av belg tatt med en forstørrelse på omtrent 3:1 (eventuelt 6:1 dersom det skulle vært tatt med fullformat, men den tråden lar vi ligge). Ved slike forstørrelser bør blenderen være så liten som mulig for å få dybdeskarpheten opp i mer enn en millimeter, men blender man for mye ned, får man problemer med det optiske fenomenet diffraksjon: Lysstråler spres når de treffer kanten av et objekt (i dette tilfellet blenderlamellene), og effekten av dette synes best ved små blenderåpninger fordi en større andel av det lyset som passerer gjennom objektivet har vært utsatt for diffraksjon. Dette går ut over skarpheten. Å blende ned til 16 og 22 (eller 32!) fører til større dybdeskarphet, men dessverre også til at bildet blir mer "soft" og mindre skarpt.

 

Grunnleggende om stacking

Bildet nedenfor er tatt med blender 8, som tilsvarer 16 i fullformat (for dere som ikke bruker Olympus). Fokuspunktet er lagt i overgangen mellom nærmeste øye og panna til kleggen, og dybdeskarpheten er omkring en halv millimeter. Greit nok i noen sammenhenger kanskje, men det hadde jo vært ønskelig å få hele insektet skarpt på en gang...

Ved hjelp av stacking er dette mulig. Løsningen er å ta en rekke bilder av samme motiv, der skarphetsplanet forskyves gradvis i små hakk for hvert bilde til det har dekt alt man ønsker skal være skarpt i det endelige bildet. Bildet av regnkleggen øverst er resultatet av 23 eksponeringer, og ettersom kleggen er omtrent 3 millimeter bred betyr det at for hver eksponering ble fokus flyttet i overkant av en tidels millimeter. Til slutt sitter man da igjen med en serie bilder, og nå er tiden kommet for å la kameraet hvile og slå på PCen. Stablingen og sammensyingen av bildene skjer i dataprogram som er utviklet spesielt for formålet. Det er forsåvidt mulig å gjøre jobben i Photoshop eller andre bildebehandlingsprogrammer med "layers", men da skal du ha mye tid til overs og trives svært godt foran PCen. Det er flere dataprogrammer tilgjengelig for å stable bildene og sy dem sømløst sammen (det er denne prosessen som kalles "stacking"), du finner lenker til noen av dem nederst på siden.

Men det viktigste er fotograferingen. Med så små motiver som det er snakk om her, bør du ha et ekte makro-objektiv for å oppnå best mulig skarphet. Dette er likevel ikke nok for å komme så nær at du kan ta portretter av små insekter, så i tillegg trengs mellomringer eller belg for å øke avstanden mellom kamerahuset og objektivet. Jeg bruker en Olympus belg fra det gamle OM-systemet. Belg har den fordelen at den er utstyrt med en fokusskinne som hele oppsettet (objektiv, belg og kamera) kan forskyves trinnløst fram og tilbake på. Det er da ikke noe problem å gjennomføre ørsmå endringer i fokus for hvert bilde. Det går også an å fokusere ved å vri fokusringen på objektivet. Uansett må man være oppmerksom på at fokusering endrer bildeutsnittet en hel del (bruker man fokusringen på objektivet er det nesten som å zoome), og at stacking-prosessen kutter vekk alt som ligger utenfor det trangeste bildeutsnittet:

Bildet til venstre er det første i rekken på 23 bilder, der fokus er lagt på den nærmeste delen av kleggen (øyet). Bildet i midten er det siste i rekken, med fokus på den fjerneste delen. Legg merke til hvordan fokusendringen tilsvarer en liten "utzooming", slik at det er med mer av motivet når fokus ligger lengst vekk (se f.eks. på vingen, og på bladflikene til høyre). Komponeringen av motivet må ta hensyn til dette før bildeserien blir tatt, slik at stacking-prosessen ikke kutter vekk eventuelle viktige deler av motivet i kantene. Det lønner seg derfor å fokusere noen ganger fram og tilbake for å sjekke hva som vil komme med på det endelige bildet (til høyre).

Så er det bare å finstille lyset og ta bildene. Kleggen er fotografert innendørs, der belysningen var en nattbordslampe med LED-lyskilde (gir mindre varme enn andre lamper), og et speil for å lette opp skyggene. I dette tilfellet var motivet dødt og ubevegelig, og jeg hadde god tid til å ta mange bilder. Jeg valgte å avslutte skarphetsfeltet ved den borteste delen av kleggen, slik at bakgrunnen ble utvisket, men i prinsippet kunne jeg ha tatt flere bilder og latt hele bildet bli skarpt. Med levende motiver får man neppe tid til å ta så mange bilder før en antenne eller noe annet beveger seg, og man må begynne på nytt. Bruk i så fall så liten blender (= stor dybdeskarphet) som mulig, slik at antall bilder kan begrenses. Jo større avstanden til motivet er, jo færre bilder er nødvendig, fordi dybdeskarpheten blir større når motivavstanden øker. Store biller og øyenstikkere kan derfor "stackes" med relativt få eksponeringer, men uansett bør det jobbes raskt. Øv gjerne opp teknikken på blomster og andre ubevegelige gjenstander til å begynne med. Fjernutløser eller selvutløser anbefales for å hindre at kameraet beveger seg under eksponeringene.

 

Retusj og oppretting

I praksis vil det være vanskelig å unngå at levende motiver beveger seg litt, eller kanskje at noen av bildene blir uskarpe. I så fall er det mulig å fjerne problembilder frå serien før stacking-prosessen settes i gang, men resultatet blir da at den delen av motivet som disse skulle dekke ikke blir skarpt. Dette er ikke alltid så nøye, særlig i de bakre delene av motivet, men de viktigste delene av motivet (særlig hodet og øynene) må være i fokus.

Jeg har prøvd ut programmet Zerene Stacker, som har en god retusjerings-funksjon. Den gjør det mulig å fjerne eventuelle uskarpe skygger av antenner eller annet som har rørt på seg, ved å fjerne innflytelsen fra de lagene du ikke vil ha med på akkurat den delen av bildet. Skjermbildene til høyre antyder hvordan dette fungerer. Først ser vi resultatet av en stacking-prosess med 10 bilder. Venstre del viser det siste av de ti bildene, mens høyre del viser det kombinerte (stackede) resultatet. I dette tilfellet var det litt bevegelse i kleggens antenner, slik at på ett av de 10 originalbildene stod de plassert litt forskjellig fra posisjonen i de andre ni bildene. Resultatet ble svarte skygger rundt antennespissene i det stackede bildet. Programvaren fjerner slike avvik dersom de ikke er altfor store, men her ble det altså for mye av det gode.
 

Her er retusjeringsfunksjonen hentet fram, og bildet er forstørret opp. Retusjeringen går ut på å finne fram til det bildet av de 10 som er skarpest på det stedet man ønsker å fjerne skyggene fra, og så kopiere inn dette på det stackede bildet. Det rette bildet er funnet fram til venstre, og den gule sirkelen som markerer hva man ønsker å kopiere, beveger seg synkront på begge bildene.











Museknappen har fått et klikk, og kopieringen er gjort. Fordi bare selve antennetuppen er skarp på det bildet det kopieres fra her, må et annet (og skarpere) bilde hentes inn i venstre bilderamme før resten av antenna kan kopieres derfra for å få vekk mer av den svarte skyggen. Etter en del slike kopieringer, der man må være nøye med å justere størrelsen på den gule sirkelen og plassere den riktig for ikke å kopiere uskarpe partier over på det stackede bildet, er jobben gjort.

 

 

 

 

 


Reflekser fra vanndråper eller blanke overflater kan også dempes ned. Sammenlign for eksempel det lille stack-bildet av kleggen i den øverste serien med det store bildet i innledningen, og legg merke til refleksene i vanndråpen på øyet. Zerene Stacker plukker som regel vekk uønskede effekter av lyspunkter ute av fokus under selve stacking-prosessen, men i dette tilfellet var refleksene så sterke at det måtte litt håndarbeid til. I praksis var det bare å velge ut hvilket av de 23 bildene i stabelen som skulle få representere glimtet i vanndråpen (det med fokus akkurat på vanndråpen, for på det bildet er refleksen minst), og slik fjerne påvirkningen fra de andre, uskarpe bildene på akkurat det stedet.

De to utsnittene under illustrerer hvordan reflekser kan dempes ved å fjerne påvirkningen fra alle andre enn ett enkelt bilde (det som er mest i fokus) på det aktuelle punktet. Overstråling fra kneledd og panser (og noen andre defekter) er langt mindre framtredende i utsnittet til høyre:

 

 

 

 

 


Noen bildeeksempler

Bildene over er utsnitt av det til høyre, ei neshornbille eller nærmere bestemt en valsehjort (Sinodendron cylindricum), som lever i råtnende løvtrestubber. Eksemplaret ble funnet på ryggen på stuegulvet, men viste seg å være i live. Mens den kom til seg selv ble den plassert på en vedkubbe og fotografert. Skarpheten går fra laven i forgrunnen og bak til borteste frambein, ved hjelp av 16 eksponeringer. Lyskilden er en LED-lampe, med et speil som reflektor.

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Portrett av husflue (Musca sp.), satt sammen av sju eksponeringer. Bildeserien kunne ikke bli lenger, da fronten på objektivet støtte mot underlaget som flua satt på, og fokus dermed ikke kunne flyttes lenger inn i bakgrunnen. I dette tilfellet er det imidlertid ingen ulempe at hovedmotivet er isolert fra bakgrunnen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Denne blå vannymfen (Coenagrion hastulatum) ble fotografert kvart over seks om morgenen, idet sola holdt på å komme fram. Det ble tatt 11 bilder i rekkefølge, og dyret ble sittende stille under hele seansen. Andre serier ble mislykkede på grunn av små vindkast, kameraet som ikke stod helt støtt på stativet i myra, eller at vannymfen bevegde seg. Det var for så vidt noen ørsmå bevegelser i vingene da dette motivet ble foreviget, men de uskarpe skyggene dette førte til kunne fjernes med retusjeringsfunksjonen i programvaren Zerene Stacker.

Dette bildet har ikke stor forstørrelses-grad, og det hadde vært mulig å få hele vannymfen skarp ved ganske enkelt å blende ned til blender 22 eller deromkring. Men da hadde bakgrunnen blitt vesentlig skarpere og mer forstyrrende (sammenlign her). Dette viser en annen nyttig side av stacking.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Stacking kan naturligvis brukes til andre motivområder enn makro. Landskapsbilder, for eksempel, med uendelig skarphetsdybde fra blomsten i forgrunnen til fjellene i horisonten. Jeg har bare såvidt prøvd ut teknikken, og anbefaler en titt på nettsider med stacking-programvare:

Helicon Focus: Programvare som kan håndtere raw-filer og 16 bits bilder. Ved hjelp av et gratis tilleggsprogram (Helicon 3D Viewer) kan det lages tredimensjonale animasjoner. Basisversjonen koster 30 $ for ett års lisens eller 115 $ for fri bruk, med gratis oppdateringer. 30 dagers gratis prøveversjon.

Zerene Stacker: Dette programmet anbefales på svært mange nettsteder. Det er enkelt å bruke, og gir svært gode bilder. Håndterer 16 bits bilder, men ikke raw-filer (må bruke tiff eller jpeg). Har derimot en god retusjeringsfunksjon for de typiske bieffektene av stacking-prosessen (som det ellers blir få av med dette programmet). For Zerene Stacker betaler du avhengig  av om du skal tjene penger på bildene dine (Professional, 289 $), er hobbyfotograf (Personal, 89 $) eller er student (39 $). 30 dagers gratis prøveversjon.

Photo Acute: Programvare som gjør mye mer enn bare stacking med bildene. Kan bedre både oppløsning og dynamisk omfang, og redusere bildestøy, fargeavvik og geometrisk forvrenging. Programvaren ser ut til å være skreddersydd for spesifikke kamerahus/objektiv - kombinasjoner. Lisens for speilreflekskameraer koster 119 $. Det finnes også en gratis prøveversjon som ikke går ut på dato, men der det kommer et vannmerke på bildene.

Det finnes også en del gratis programvare, men mye av dette ser ut til å være spesielt utviklet for astrofotografering. 

 

Litt mer om programvare og hårete småkryp

Edderkopper er noe herk, i alle fall med tanke på artsbestemming, men de skaper også problemer for stacking-programvaren. Edderkoppen på bildet under ble funnet død på verandaen, der den hadde inntatt forvarsstilling før den dro sitt siste sukk. Sannsynligvis er det en nattvever Nuctenea umbratica, en vanlig beboer på husvegger der den spinner et nytt nett hver natt og på den måten bidrar sterkt til behovet for husvask med ujevne mellomrom.

Men det er altså ikke hverken husvask eller artsbestemming som er poenget her. Bildet ser ved første øyekast helt greit ut, men saumfarer man det med kritisk blikk vil man kunne se at det over den midtre øyeseksjonen, i overgangen mellom for- og bakkropp, er et tåkete parti, og at noe av det samme kan spores rundt beinfestet til høyre og ellers i hårete partier her og der. Dette skyldes både påvirkning fra lyse deler av motivet (i dette tilfellet lyse hår), og at enkelthår, eller rettere sagt å få fram det som er bak hårene, setter programvaren på store prøver under stacking-prosessen. Bildet er satt sammen av 19 eksponeringer, og med den begrensede dybdeskarpheten som ligger i hvert bilde sier det seg selv at lyse hårstrå ute av fokus blir store, utviskede lyse partier. 

Disse tre bildene utgjør nummer 1, 6 og 19 av bildene som er sydd sammen i stacking-programvaren. Vi ser at forflyttingen av fokus bakover fører til en zoom-effekt som gjør at edderkoppen til høyre fyller opp mer av bildet. Programvaren kompenserer for forskjellen i størrelse, men problemet er at selv etter en slik prosess tar de lyse, uskarpe partiene større plass enn de skarpe. Det er dette som fører til tåke på bildet, særlig der det fins lyse partier med litt avstand til detaljrike mørkere partier lenger bak - som over øyepartiet.

Stacking-programvaren takler i de fleste motiver dette forbløffende godt, men noen ganger - som med hårete edderkopper - klarer den ikke å håndtere problemet fullt ut. Zerene Stacker har utviklet en egen tilnærming til slike problemer, og i tillegg til den vanlige måten å stable og håndtere bildene på (kalt DMap i Zerene Stacker) kan man velge en annen framgangsmåte kalt PMax. DMap krever brukerens medvirkning til å velge i hvilken grad programvaren skal gå i dybden for å hente ut detaljer, for dette kan gå på bekostning av andre deler av bildet. PMax løser dette problemet selv på en forbilledlig måte, men (naturligvis) ikke uten malurt i begeret: Der DMap gir bilder med like lite støy som hvert enkelt originalbilde, øker støymengden i PMax proporsjonalt med antall bilder som er stablet på hverandre. Bildene under viser forskjellen på de to framgangsmåtene:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DMap til venstre viser noen kunstige, skarpe overganger i partiet mellom for- og bakkroppen. For å gjøre dette så lite iøyenfallende som mulig, har jeg valgt en høy grenseverdi ("Percentile" i Zerene Stacker), som på sin side omtrent har visket vekk det lille vi ser av bakbeina.

PMax til høyre gir ikke slike bieffekter, men partiet er likevel tåkete på grunn av de mange lyse hårene oppå forkroppen som gir utviskede, lysende partier på de bildene i stabelen som har skarphetsplanet liggende helt andre steder. Forskjellen i støynivå (kornstruktur) er ikke synlig i lyse deler av bildet, og i dette tilfellet heller ikke så påfallende at den synes her på nettet.

Zerene Stackers ellers utmerkede retusjeringsfunksjon kan ikke gjøre så mye med dette, i alle fall ikke uten nitid innsats på mikronivå, og trolig heller ikke da. Men det finnes andre løsninger for disse problemområdene, da både Photoshop og Lightroom (og sikkert flere) kan endre kontrast og/eller eksponering i små, avgrensede deler av bildet. Men det kreves altså litt arbeid, dersom man velger å gi seg i kast med de små og hårete av våre medskapninger.

Det store bildet øverst i dette avsnittet er et PMax-bilde, som jeg ikke har gjort annet med enn å øke kontrasten i hele bildet under ett, og justere Shadows og Highlights i Photoshop. Finarbeidet får vi ta senere, kanskje en regnfull dag utpå høsten...

 

Til Makrofotografering

5.7.2011

Theme by Danetsoft and Danang Probo Sayekti inspired by Maksimer