Oorspronkelijk gepubliceerd in 2007

"Focus & recompose"

Fout !

Je wil een foto maken van je lievelingshaas en in tegenstelling tot de vorige duizend foto's die je van het beestje hebt gemaakt, wil je nu eens niet dat hij centraal in beeld komt. Je wil hem dit keer links in beeld ('t is eens iets anders). Je wil natuurlijk niet iets zoals dit...

Schrpstelling op verkeerde object

Afbeelding 1: Scherpstelling op het verkeerde object.

... want mijnheer moet scherp op de foto staan! Daarom heb je je camera eerst op hem gericht en heb je de ontspanknop half ingedrukt (zodat er scherpgesteld is op de afstand tussen jou en Haas)... en terwijl je die ontspanknop half ingedrukt hield, heb je je camera naar rechts gedraaid tot de compositie naar je zin was.

Vervolgens heb je afgedrukt.

In het Engels noemt men deze techniek: "focus & recompose". Je stelt scherp op een punt, en daarna verander je de compositie, met behoud van de scherpstelling.

Het nadeel van deze methode is dat je op het ogenblik dat de foto wordt gemaakt niet precies hebt scherpgesteld op Haas. Je hebt scherpgesteld op een punt achter hem. Haas zal niet perfect scherp op de foto staan.

Om dat uit te leggen doen we hieronder eerst de theorie uit de doeken. Nadien zeggen we nog iets over de praktische relevantie ervan.

De theorie

Als je scherpstelt met je camera op een punt 2 meter van je vandaan, dan betekent dat niet dat alles op 2 meter afstand van je lens scherp is. Concreet: als je scherpstelt op punt X in de tekening hieronder, dan betekent dit niet dat punt H en J scherp zijn, ook al liggen die even ver als punt X.

Afwijking van de echte focusafstand

Figuur 1: Scherpstelling op punt X is anders dan scherpstelling op punten H en J.

In de volgende tekening zie je de punten die perfect scherp op de foto zullen staan wanneer je scherpstelt op punt X. Het zijn de punten op de lijn door X die evenwijdig loopt aan de camera (sensor), met o.a. de punten Y en Z (en nog een oneindig aantal andere).

Schets: de lijn waarop je scherpstelt

Figuur 2: Scherpstelling op punt X is scherpstellen op de lijn Y-X-Z

Field curvature

In praktijk is de lijn voor de meeste lenzen niet perfect recht. Men spreekt dan van "field curvature". Macro-lenzen hebben daar doorgaans het minst last van.

Als je dus scherpstelt op punt X, dan zal ook punt Y en Z scherp worden weergegeven, samen met alle andere punten op die lijn. Punt H en J in afbeelding 1 echter niet.

Wat gebeurt er nu als je de camera richt op mijnheer Haas (die zich ter hoogte van punt H bevindt) en op hem scherpstelt? Dan worden alle punten op de rode lijn hieronder scherp weergegeven.

Visuele voorstelling focus afwijking

Figuur 3: Visuale voorstelling van de fout

De breedte van het visuele veld

Hoe is de grootte van het visuele veld van een camera-lens combinatie te berekenen? De formule is:

Visuele veld = 2 * atan ((36 / C) / (2 * F))

... waarbij C = cropfactor (1 tot 1.6x, afhankelijk van uw camera), en F = focale lengte van de lens (bv. 50mm).

(Voor de berekening van de grootte van het verticale visuele veld vervang je het getal 36 door 24, vermits we uitgaan van een 36*24mm sensor.)

Hier zijn enkele waarden voor de breedte van het visuele veld (in graden). Hopelijk hebben we correct gerekend:

Breedte visueel veld (graden)

Tabel 1a: Breedte visueel veld (graden)

bv. met een 28mm lens en een camera met cropfactor gelijk aan 1x (zoals 35mm "full frame" camera's), bedraagt het visuele veld 65.5 graden (horizontaal), want 2* atan ((36 / 1) / (2 * 28)) = 65.47.

Het scherptediepteveld

Dit moet niet beschouwd worden als een veld waarin alles scherp is en daarbuiten niets. Het object op de afstand waarop je scherpgesteld hebt, is optimaal scherp, en hoe meer je daarvan afwijkt, hoe minder scherp de objecten worden. Het scherptediepteveld is niet meer dan een afspraak omtrent van waar tot waar iets (onder gestandaardiseerde kijkomstandigheden en nog veel meer) als "scherp genoeg" kan worden beschouwd.

Met de overgang van papier naar scherm moet men die afspraak opnieuw in vraag stellen: wat je ziet op het scherm wordt doorgaans kritischer beoordeeld dan wat afgedrukt wordt op papier.

Dan draai je de camera over een hoek alpha (= de helft van het visuele veld), en omdat je de scherpstelling niet hebt veranderd (je houdt de ontspanknop ingedrukt), heb je nu scherpgesteld op een punt X recht voor de camera, op dezelfde afstand als punt H. Zoals daarnet gezegd zijn de punten op de lijn evenwijdig met de camera eveneens scherp... en dat zijn in dit geval de punten op de lijn Y-X-Z. Mijnheer Haas ligt echter op de groene lijn en zal daardoor niet optimaal scherp op de foto komen.

De fout (de afstand tussen de groene lijn en de lijn Y-X-Z) is te berekenen als volgt:

fout = (afstand tss. camera en X) * (1 - cos (alpha))

(Dat is leerstof van op school. Gelukkig is er deze Wikipedia-pagina.)

Een praktisch voorbeeld: je werkt met een 35mm lens op een APS-C camera crop factor = 1.5). Het visuele veld is dan 37.8 graden (zie Tabel 1), en in het meest extreme geval draai je de camera over de helft daarvan, 18.9 graden. Als punt H zich op 2 meter afstand bevindt, en (a) je richt de camera naar H en stelt scherp op H, en (b) vervolgens draai je de camera zodat H uiterst links in het visuele veld komt te staan... dan is de meetfout volgens de formule gelijk aan 2 meter * (1 - 0.9461) = 0.11 meter. De lijn met de punten YXZ, de lijn waarop je uiteindelijk scherpstelt, ligt dus 11 cm verderaf dan de groene lijn door H, het punt waarop je dacht scherp te stellen.

In praktijk

Hoe relevant is die fout in praktijk? Als die 11cm buiten het scherptediepteveld valt, dan beschouwen we punt H per definitie als "onvoldoende scherp". Is het scherptediepteveld naar jou toe groter dan 11 cm, dan is het minder erg. Vermits scherptediepte afhangt van het diafragma, kunnen we alleen over de praktische relevantie spreken in combinatie met het diafragma.

De tabel hieronder geeft de grootte van de fout aan als een percentage ten overstaan van het voorste gedeelte van het scherptediepteveld (bij een gegeven diafragma en lens). 100% betekent dat de fout die je maakt door de focus-recompose methode nog net binnen het scherptediepteveld valt. Meer dan 100% betekent dat de fout te groot is (en dat Haas dus volgens de definitie onscherp zal zijn); minder dan 100% betekent dat je er beter vanaf komt. De eerste tabel geldt voor de 35mm camera's en de digitale full-frame toestellen (cropfactor = 1).

Relatieve grootte van de fout (full frame)

Tabel 1: Grootte focus-recompose fout t.o.v. scherptediepteveld vooraan (full=frame camera's) in %

Bv. als je Haas fotografeert met een 28mm lens op 1 meter afstand met een diafragma gelijk aan f/2, dan is de maximale fout ge´ntroduceerd door de "focus-recompose" methode 2.48x groter dan het scherptediepteveld (aan jouw kant, want de achterkant interesseert ons nu niet). Volgens de definitie van het scherptediepteveld, staat Haas in dat geval onscherp op de foto. Neem je de foto van 2 meter verder, dan is de maximale fout 94% van het scherptediepteveld -en dat is volgens nog net OK volgens de norm.

De tweede tabel geldt voor camera's met een crop-factor gelijk aan 1.5x: Relatieve grootte van de fout (APS-C)

Tabel 2: Grootte focus-recompose fout t.o.v. scherptediepteveld vooraan (APS camera's) in %

We beperken onze commentaren tot de tweede tabel. Je ziet dat je erg moet opletten met "focus-recompose" als Haas op niet meer dan 1 meter staat, want zelfs met een diafragma van f/8 raak je al de helft van de scherptediepte kwijt -en f/8 kan je je niet altijd veroorloven. Tot op een afstand van 3 meter is waakzaamheid geboden, want bij f/4 ben je nog steeds een derde van de scherptediepte kwijt. Hetzelfde geldt voor grote diafragma's zoals f/2: dikke kans dat Haas niet scherp op de foto komt. 't Is dus opletten geblazen met deze methode!

Daarmee is echter niet alles gezegd. We zijn steeds uitgegaan van de meest extreme situatie, namelijk scherpstelling op een punt dat na draaiing in de uiterste rand van het beeldveld komt te liggen (we hebben de camera dus gedraaid over de ganse helft van het visuele veld). Als onze draaiing minder groot is (zoals meestal het geval zal zijn), wordt de fout kleiner.

Anderzijds zijn we ervan uitgegaan dat je telkens perfect kan scherpstellen op een punt en dat is ook niet altijd waar. Als de fouten elkaar versterken, wordt het probleem alleen maar erger.

Hoe moet het dan wel?

Elke eigentijdse digitale reflexcamera heeft een aantal vooraf gedefinieerde scherpstelpunten (soms zelfs honderden) die je manueel kan selecteren, met een kleine joystick achteraan de camera, of met je vinger op het LCD scherm. Je maakt de juiste compositie maar in plaats van de hele camera, verplaats je nu alleen het scherpstelpunt naar Haas. De camera stelt daarop scherp, zelfs al ligt het punt in de periferie. Draaien/scherpstellen/terugdraaien (focus-recompose) hoeft dus niet meer.

Eye-focus is een andere oplossing. Ook hier is geen sprake meer van een focus-recompose fout.

Links

Atkins, Bob
Focus and Recompose