• Fokusverlagerung mit Nikon Kameras

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Einleitung

In diesem Video (Beitrag) geht es um Makrofotografie und im speziellen um das technische Hilfsmittel ‚Focus Stacking‘ und dieses Hilfsmittel ganz speziell bezogen auf die in den Nikon Kameras integrierte Funktion ‚Fokusverlagerung‘.

Wenn Dich dieses Thema interessiert, schau Dir das nachfolgende Video an (den kompletten Text zum nachlesen findest Du unter dem Video).

Technische Hintergründe

Dazu stellt sich zuerst die Frage, weshalb überhaupt Fokus Stacking und um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns vorgängig kurz mit den Problematiken der Makrofotografie befassen. Allerdings bedeutet das nicht, dass Fokus Stacking nur für die Makrofotografie genutzt werden kann, auch in der Landschaftsfotografie kann diese Technik durchaus in gewissen Situationen genutzt werden.

In der Makrofotografie werden spezielle Objektive mit einer sehr kurzen Naheinstellgrenze und einem Abbildungsmassstab von zum Beispiel 1:1 eingesetzt. Die Schärfentiefe, auch als Depth of field bezeichnet, lässt sich aus der Sensorgrösse, der Brennweite, der Blendenöffnung und dem Abstand zum Motiv kalkulieren. Ich zeige hier die Kalkulation mit der App PhotoPills (PhotoPills Online Calculator), in welche alle benötigten Werte eingegeben werden, um dann den entsprechenden Depth of field Wert zu bekommen.

Mein 60mm Nikkor Makro Objektiv mit einer Anfangsblende von 2,8 ist über den FTZ Adapter an der Nikon Z7 montiert. Die Nikon Z7 ist mit einem Vollformat Sensor ausgestattet. Das 60mm Makro hat eine Naheinstellgrenze von 18,5cm und bei dieser Distanz einen Abbildungsmassstab von maximal 1:1 oder wie Nikon das nennt, lebensgross.

Wenn ich nun diese Werte mit Blende 2,8, Distanz zum Motiv von 18,5cm und 60mm an der Nikon Z7 eingebe, dann erhalte ich eine Schärfentiefe von Null. Die alternative App PlanIT kalkuliert einen Wert von ungefähr 0.34mm!

Um die Schärfentiefe zu verbessern, ohne dass ich die Brennweite oder die Distanz zum Motiv ändere, bleibt nur die Blende, welche bei diesem Objektiv bis zu Blende 32 eingestellt werden könnte. Dies hat zum einen zur Folge, dass ich zum Beispiel sehr lange belichten oder den ISO Wert hochschrauben muss und zum anderen, dass ab gewissen Blendenwerten das Problem der Beugungsunschärfe auftritt. Die PhotoPills App kalkuliert für Blende 32 einen Wert von 0,01m wohingegen die PlanIT App einen Wert von 3,86mm errechnet. Mir scheint die Kalkulation der PlanIT App in diesem Fall etwas plausibler…

Natürlich kann all dieses Wissen auch zur bewussten Bildgestaltung genutzt werden. Um zum Beispiel Motive vom Hintergrund freizustellen wird die Blende nur soweit geschlossen, dass sicher das Motiv scharf abgebildet wird, der Hintergrund aber unscharf bleibt.

Wenn aber das Motiv von vorne bis hinten scharf abgebildet werden soll, dann bleibt bei der Makrofotografie als Lösung eigentlich nur das Fokus Stacking. Bei dieser Technik werden wie bei der Panorama Fotografie mehrere Bilder aufgenommen und dann in einer dafür spezialisierten Software zu einem Bild zusammengerechnet. Im Gegensatz zur Panoramafotografie wird aber beim Fokus Stacking die Kamera nicht bewegt, sondern nur die Fokusebene so verstellt, das für jeden Bereich des Motivs ein scharfes Bild aufgenommen wird. Diese Bilder werden dann von der Software übereinandergelegt, eben gestackt und von jedem Bild wird nur der schärfte Bereich eingeblendet.

Ich werde am Schluss zwei Softwarelösungen zum Verrechnen der Bilder zeigen. Zuerst müssen wir uns aber darum kümmern, die benötigten Einzelbilder richtig aufzunehmen.

Hilfsmittel für Focus Stacking

Zu diesem Zweck gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie zum Beispiel Makroschlitten, welche von einem Schrittmotor angetrieben werden oder auch externe Softwarelösungen, wie zum Beispiel Helicon Remote von Heliconsoft, welche auf einem Smartphone, Tablet oder PC genutzt werden kann und die Steuerung der Kamera für Fokus Stacking übernimmt.

Bei allen Lösungen geht es darum, die Kamera automatisch zu steuern, dass heisst, den Fokus in definierten Schritten zu ändern und bei jedem Schritt ein Bild aufzunehmen.

Seit der Nikon D850 gibt es bei einigen Nikon Kameras, so auch bei den spiegellosen Modellen Z6, Z7, Z6 II und Z7 II, eine Kamerainterne Funktion welche als ‘Aufnahme mit Fokusverlagerung’ bezeichnet wird. Dahinter verbirgt sich nichts anderes als Fokus Stacking.

Und genau diese Funktion möchte ich nachfolgend kurz erklären und zeigen, wie die Einstellungen zu verstehen sind und natürlich dürfen auch ein paar wichtige Tipps und Tricks nicht fehlen.

Vorausschicken muss ich aber auch, dass sich diese Technik im Normalfall nur für statische Motive eignet. Das meiste, was sich bewegt, ist ungeeignet. Für Blumen, welche sich im Wind bewegen, gibt es allerdings geeignete Hilfsmittel von zum Beispiel Wimberley, um diese sanft zu stabilisieren. Bei dem Käfer hatte ich nur Glück, da dieser während den Aufnahmen bockstill stand, sich aber kurz nach dem letzten Bild umgedreht hat und weggelaufen ist.

Ich mache es mir jetzt aber einfach und demonstriere das in meinem geheizten Büro mit einem Motorradmodel, welches auf einem Aufnahmetisch steht. Dabei beträgt die Distanz vom Motiv zur Bildebene ca. 32cm. Ich werde diese Aufnahmen mit einer Blende von 5,6 machen, da viele Objektive die beste Schärfe bei 2 Blendenwerten über der Anfangsblende aufweisen. Der Depth of Field Wert für diese Konstellation beträgt gemäss PlanIT App 2,27mm. Die Szene wird mit einer kleinen LED-Flächenleuchte ausgeleuchtet. Ausserdem ist am Objektiv ein POL-Filter montiert, welcher auch in der Makrofotografie dazu dienen kann, unerwünschte Reflektionen zu minimieren.

Wenn die Kamera auf manuelles Fokussieren eingestellt ist und Fokus Peaking aktiviert wurde, ist sehr schön zu sehen, wie die Schärfeebene mit verdrehen des Fokusring in die eine oder andere Richtung wandert. Für diese Setup habe ich die Farbe fürs Fokus Peaking auf gelb gesetzt, da die Standardfarbe rot etwas schwer zu erkennen wäre.

Kameraeinstellungen

Nun kommen wir zu den Einstellungen in der Kamera. Die Funktion selbst ist im Foto Menü an zweitletzter Stelle zu finden. Wenn wir diese Funktion aufrufen, sollten wir vorgängig bereits folgendes erledigt haben:

Da der Fokus-shift immer von vorne nach hinten erfolgt muss der Fokuspunkt auf die vorderste Stelle, welche scharf dargestellt werden soll, gelegt und fokussiert werden. Hier gibt es die Empfehlung, nach dem Fokussieren auf diesen Punkt über den Fokusring das erste Bild etwas vor den vordersten Punkt scharf zu stellen. Der Autofokus muss aktiviert sein, sonst verweigert die Funktion ihren Dienst. Den Auslöser dürfen wir nun nicht mehr berühren, bis alle Bilder aufgenommen wurden. Natürlich ist auch die Belichtung des Bildes korrekt eingestellt …

Wenn wir jetzt die Funktion aufrufen und alles bereits richtig eingestellt wäre. Könnten wir über die Ok. Taste den Vorgang starten.

Vorgängig eine kurze Erklärung der einzelnen Punkte. Wir können die gewünschte Anzahl Bilder bis maximal 300 eingeben. Nach der eingestellten Anzahl Bilder stoppt der Vorgang, er stoppt aber auch dann, wenn zum Beispiel bei Landschaftaufnahmen die ‘unendlich’ Stellung des Objektivs erreicht wurde.

Die zweite Einstellung, ein Wert zwischen 1 und 10, steuert die Schrittweite der Fokusverlagerung. Grundsätzlich kalkuliert die Kamera die Schrittweite anhand des Depth of Field Wertes, der sich wie vorgängig erklärt, aus den Einstellungen und dem Abstand zum Motiv ergibt. Mit dieser Einstellung wird lediglich die Überlappung der Fokusbereiche eingestellt. Ich habe dazu selbst keine Tests durchgeführt und halte mich deshalb an die Empfehlungen von Steve Perry, welcher in seinem Video Lehrgang erklärt, dass eine Einstellung über 5 zu unscharfen Bereichen zwischen den Aufnahmen führen kann. Ich stelle diesen Wert auf 4 ein und mache damit keine Experimente.

Bei der Einstellung ‘Intervall bis nächste Aufnahme’ geht es lediglich darum, einem Blitzgerät genügend Zeit zu geben, sich wieder aufzuladen. Ich belasse diese Einstellung auf null. Auch die folgende Einstellung zur Belichtungsmesswert-Speicherung fürs erste Bild belasse ich auf Standard, welcher auf ‘Ein’ gesetzt ist.

Die Einstellung ‘Aufnahme mit Konturfilterstapel’ gibt es bei der zweiten Z Generation bereits nicht mehr. Diese Funktion kann auch an der ersten Z-Generation nur genutzt werden, wenn ein natives Z Objektiv ohne FTZ Adapter angebracht ist. Mit FTZ Adapter ist diese Option deaktiviert. Falls diese Option dann doch aktiviert werden kann, könnte für die aufgenommen Bilder eine Vorschau des Fokusstapels angezeigt werden. Dies geht aber nur in der Kamera und nur mit der Kamera, mit der die Bilder aufgenommen wurden.

Die Option ‘Stille Auslösung’ steht bei mir generell auf ‘Ein’ und diese müsste nur auf ‘Aus’ gesetzt werden, falls ein Blitzgerät zum Einsatz kommt.

Die Option ‘Speicherordner bei Start’ nutze ich überhaupt nicht, da ich alle Aufnahmen direkt in Lightroom importiere und dann die die zusammengehörenden Bilder in einem Stapel gruppiere. Ich würde aber empfehlen, vor der ersten Aufnahme die Hand oder ein paar Finger zu fotografieren, um den Beginn eines Stapels zu markieren.

Wenn alles passend eingestellt ist, kann der Cursor auf Start gesetzt werden und dann kann mit Ok. der Vorgang gestartet werden. Auf keinen Fall den Auslöser drücken, da damit der Vorgang abgebrochen wird.

Tipps und Tricks

Und jetzt der erste wirklich wichtige Tipp, welcher hilft, nicht unnötig viele Aufnahmen machen zu müssen!

Das schwierigste oder unberechenbarste bei dieser Funktion ist die benötigte Anzahl Bilder, um den Bereich abzudecken, der schlussendlich im gestackten Bild scharf sein muss. Es wäre zwar möglich, einfach das Maximum von 300 Bilder einzustellen, aber ich denke das macht in den meisten Fällen nicht viel Sinn.

Einfacher ist es, eine vernünftige Anzahl von zwischen 20 und 30 Bildern einzustellen und dann, jetzt kommt der Trick und zu diesem Trick gehört auch, auf keinen Fall den Auslöser zu betätigen, sondern nach dem ersten Durchgang in der Vorschau zu kontrollieren, ob auf den letzten Bildern der gewünschte Bereich scharf ist. Wenn dies nicht der Fall ist, einfach noch einmal die Funktion aufrufen und ‘Start’ mit Ok. bestätigen, um weitere 20 bis 30 Bilder aufzunehmen. Der Trick besteht darin, dass der Fokus noch dasteht, wo er beim letzten Bild der vorherigen Serie gestanden hat, ausser eben, man hat zwischendurch den Auslöser berührt.

Wenn wir jetzt schon bei den Tricks sind dann zeige ich auch noch gleich, wie diese Funktion auf die Filmaufnahmetaste gelegt werden kann und so ohne Menü-Fummelei sofort zur Verfügung steht.

Dazu muss diese Funktion ins Mein Menü zugefügt und da an die erste Stelle gesetzt werden. Danach kann in den Individualfunktionen im Bereich f2 – ‘Benutzerdefinierte Bedienelemente’ auf die Taste für Filmaufzeichnung der erste Punkt im Mein Menü gelegt werden. Diese Zuordnung ist nur dann aktiv, wenn der ‘Foto/Video Wähler’ auf Foto steht.

So ist es nun möglich, eine Aufnahme für Fokus Stacking bezüglich erstem Fokuspunkt und Belichtung vorzubereiten und dann die Filmaufnahmetaste zu drücken und mit Ok. den Vorgang zu Starten – schneller gehts nicht!

Focus Breathing

Zu guter Letzt noch ein kleiner Tipp zur Bildgestaltung. Beim Wählen des Bildausschnitts sollte darauf geachtet werden, dass es bei den meisten Objektiven zu kleinen Veränderungen des Bildausschnitts kommt, wenn man am Schärfering dreht und die Schärfe innerhalb des Bildes verlagert. Diese Veränderung des Bildausschnitts wird als »Focus Breathing«, atmen oder pumpen bezeichnet.

Die Software, mit welcher die Bilder gestackt werden, hat damit normalerweise kein Problem, wenn aber der Bildausschnitt zu knapp gewählt wird, kann es passieren, dass beim verrechneten Bild das Motiv beschnitten wird.

Import und Bearbeitung in Lightroom

Wenn nun die Bilder für das Stacking aufgenommen sind, geht es an die Weiterverarbeitung. Ich zeige zwei verschiedene Methoden, wobei ich nicht auf jedes Detail und jede Möglichkeit eingehen werde. Bei beiden Methoden nutze ich Adobe Lightroom als Ausgangspunkt. Das heisst, die RAW Dateien aus der Kamera werden zuerst in Lightroom importiert und wie bereits erwähnt, werden zusammengehörende Bilder in einem Stapel organisiert. Zuerst werden nun die Bilder selektiert, welche für die Weiterverarbeitung in Frage kommen. So kann es sein, dass die Bilder am Ende des Stapels keinen nutzbaren Schärfebereich enthalten. Diese Bilder können gelöscht werden.

Nach dieser Vorselektion markiere ich alle Bilder und verarbeite diese synchron im Entwicklermodul. Mit F11 lasse ich mir auf dem zweiten Bildschirm alle Bilder anzeigen und kann so auch schnell von einem Bild zum andern wechseln. Das ist im Screen-Recording so nicht abbildbar, aber es hilft, um die Bilder zu kontrollieren.

Die Bilder entwickle ich im gleichen Umfang wie normale Einzelbilder.

Stacking in Photoshop

Nun werden diese vorbereiteten Bilder der auf Focus Stacking spezialisierten Software übergeben. Da Photoshop im Adobe Foto Abo enthalten ist und Fokus Stacking beherrscht, liegt es natürlich nahe, diese Software für diese Aufgabe zu nutzen. Ich zeige diesen Weg zuerst, nutze aber normalerweise die Software Helicon Focus von Heliconsoft.

Um die Bilder in Photoshop zu bearbeiten werden alle Bilder markiert um dann über das Kontextmenü und da unter ‘Bearbeiten in…’ den Menüeintrag ‘in Photoshop als Ebenen öffnen’ zu wählen. Dieser Vorgang kann je nach Anzahl Bilder und Auflösung der Bilder eine gewisse Zeit in Anspruch nehmen.

Nachdem alle Ebenen geladen sind, müssen diese als erstes aneinander ausgerichtet werden. In diesem Schritt werden auch die durch das Focus Breathing verursachten Abweichungen der Brennweite korrigiert. Dazu müssen alle Ebenen markiert sein und dann wird im Menü ‘Bearbeiten’ die Funktion ‘Ebenen automatisch ausrichten…’ gewählt. Die Projektion kann auf ‘Auto’ belassen werden. Die Objektivkorrektur lasse ich deaktiviert.

Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, kann die eigentliche Überblendung gestartet werden. Dazu sind immer noch alle Ebenen markiert und nun wird aus dem Menü ‘Bearbeiten’ die Funktion ‘Ebenen automatisch überblenden’ gewählt. Die Überblendungsmethode sollte auf ‘Bilder stapeln’ gesetzt sein und die beiden Optionen ‘Nahtlose Töne und Farben’ sowie Inhaltsbasierte Füllung für transparente Bereiche’ können aktiviert sein.

Dieser Vorgang überblendet nun mit Masken die scharfen Bereiche der einzelnen Bilder zu einem Gesamtbild, welches in einer neuen Ebene angelegt wird.

Es wäre nun möglich, durch manuelle Eingriffe in die einzelnen Ebenen und Masken etwaige Problemstellen zu bearbeiten und zu korrigieren. Auch alle weiteren Photoshop Werkzeuge können zur Weiterverarbeitung genutzt werden. Dies würde aber den Rahmen dieses Videos sprengen.

Deshalb begnüge ich mich damit, das Resultat als TIFF-Datei zu speichern. Diese Datei wird automatisch an Lightroom zurückgegeben und kann auch da natürlich noch einmal im Entwicklermodul feingetunt werden.

Stacking in Helicon Focus

Wie erwähnt, wird auch die zweite Methode mit Helicon Focus direkt aus Lightroom gestartet. Deshalb können wir einfach alle zum Stapel gehörenden und bereits vorbereiteten RAW Bilder markieren und diese über die von Helicon Focus bereitgestellte Exportvorgabe an Helicon Focus übergeben.

Dabei werden die Bilder als 16 Bit TIFF Dateien in einen temporären Ordner kopiert und an Helicon Focus, welches automatisch gestartet wird, übergeben. Da Helicon Focus genau für diese eine Aufgabe, nämlich das Focus Stacking entwickelt wurde, geht hier alles etwas einfacher und schneller als in Photoshop.

Allerdings bietet auch Helicon Focus einige Tools zur nachträglichen Bearbeitung und zum Feintuning des Endresultats an. Aber auch darauf gehe ich nicht weiter ein, da ich diese Möglichkeiten normalerweise nicht nutze und auch dies den Rahmen dieses Videos sprengen würde.

In Helicon Focus kann zwischen 3 unterschiedlichen Rendermethoden gewählt werden, wobei jede dieser 3 Methoden auch noch ihre eigenen Einstellmöglichkeiten bietet. Ich mache es mir auch hier einfach und rendere den Stapel mit allen 3 Methoden, ohne an den Einstellungen etwas zu verändern. Bei diesem Vorgang werden die Bilder automatisch ausgerichtet.

Danach speichere ich alle 3 Resultate als TIFF Dateien und beende das Programm. Die TIFF Dateien werden automatisch an Lightroom zurückgegeben. Die Dateinamen werden so vergeben, dass daraus die Rendermethode ersichtlich ist.

In Lightroom können so die 3 Resultate miteinander verglichen und das beste Endresultat ausgewählt werden. Die beiden anderen Bilder lösche ich direkt in Lightroom.

Selbstverständlich kann auch diese Datei noch einmal im Entwicklermodul von Lightroom feingetunt werden.

Allerdings möchte ich festhalten, dass weder für das Stacken der Bilder mit Photoshop noch für Helicon Focus Lightroom zwingend benötigt wird. Ich persönlich bevorzuge aber diesen Workflow, da ich sowieso alle meine Bilder in Lightroom verwalte und bearbeite.

Empfehlung

Falls Du Interesse an einem umfangreichen Videolehrgang zu diesen Themen hast, kann ich Dir den Video Lehrgang, Focus Shift Shooting Video Workshop von Steve Perry wärmstens empfehlen. In diesem Workshop kommt neben dem Thema Nikon Focus Stacking auch die Software nicht zu kurz. Drei verschiedene Möglichkeiten mit intensivster Nachbearbeitung werden gezeigt. Dies alles aber nur in Englisch. Unter diesem Video findest Du den Link zu dieser Empfehlung.

So, das wars zu diesem Thema. Falls dir etwas in diesem Video gefallen hat, dann lass mich das wissen. Zum Beispiel mit einem Kommentar, einem Daumen nach oben oder gar mit einem Abonnement.

Danke und bis zum nächsten Mal, Tschüss

25 Dezember 2020, von Beat
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