Focus stacking

Soms willen we een maximale scherptediepte. Dat betekent; alles op de foto van voor tot achter scherp. Hoe korter de brandpuntsafstand, hoe eenvoudiger het wordt om een maximale scherptediepte te bereiken, zeker wanneer er gebruik gemaakt wordt van de hyperfocale afstand. Het is mogelijk om een nog grotere scherptediepte te bereiken door gebruik te maken van een cropsensor. Op wat voor manier je ook de maximale scherptediepte bereikt, uiteindelijk loop je tegen de grens wat mogelijk is. En soms is het wenselijk om ook die grens te doorbreken.

Hyperfocale afstand berekend met een App. Hiermee behaal je de maximaal mogelijke scherptediepte.
Hyperfocale afstand berekend met een App. Hiermee behaal je de maximaal mogelijke scherptediepte.

Als het kleinste diafragma in combinatie met de hyperfocale afstand niet voldoende om de gewenste scherptediepte te bereiken, moet er uitgeweken worden naar digitale trucjes. Dit trucje heet focus stacking: het samenvoegen van foto’s waarbij het scherpstelpunt per foto verlegd is.

Wil je meer weten over hoe scherptediepte werkt, lees dan mijn tutorial: Scherptediepte in de praktijk.

Sommige camera’s hebben de mogelijkheid tot focus stacking ingebouwd. De Panasonic Lumix DSC-G9 is daar eentje van. Het is een optie die ik uitgebreid getest heb bij de review van deze camera, maar waar beperkingen aan kleven omdat er uitsluitend JPEG opnamen mee gegenereerd worden. Een (landschaps)fotograaf wil over het algemeen in RAW fotograferen om maximaal gebruik te kunnen maken van de mogelijkheden die dit bestandsformaat biedt. Voor die fotograaf valt de prachtige focus stacking optie van camera’s zoals de Lumix DSC-G9 af en zal het handmatig moeten worden uitgevoerd. Dit kan dan ook met elke camera door een serie opnamen te maken waarbij het focuspunt bij elke foto steeds een klein beetje verder weg gelegd wordt.

Mijn eerste focus stacking: 4 beelden met het scherpstelpunt per opname iets verder weg. De foto's zijn samengevoegd in Photoshop. (EOS 5D4 + EF16-35 @ 16mm | ISO100 | f/8 | t=1,3 sec)
Mijn eerste focus stacking: 4 beelden met het scherpstelpunt per opname iets verder weg. De foto’s zijn samengevoegd in Photoshop. (EOS 5D4 + EF16-35 @ 16mm | ISO100 | f/8 | t=1,3 sec)

 

Tot op heden heb ik nog nooit noodzaak gezien voor het gebruik van focus stacking. Ik maak veel gebruik van een kleine scherptediepte in mijn landschapsfotografie. Wanneer er toch een maximale scherptediepte gewenst is, hou ik zoveel mogelijk rekening met de hyperfocale afstand. Ik ben niet bang om f/16 of f/22 te gebruiken, ondanks het risico van achteruitgang in beeldkwaliteit door refractie verschijnselen.

Het gebruik van kleine lensopeningen betekent dat er weinig licht door het objectief komt. Hierdoor is het nodig om langere sluitertijden of hogere ISO waarden te gebruiken. Die laatste, de ISO waarde, probeer ik altijd zo laag mogelijk te houden zodat de ruis minimaal is. Daardoor zal bij gebruik van maximale scherptedieptes de sluitertijd altijd lang zijn.

Wil je meer weten over de relatie tussen diafragma, sluitertijd en ISO waardes, lees dan mijn artikel “Alles over sluitertijd, diafragma en ISO.”

Helaas bevond ik me onlangs, tijdens mijn Masterclass Landschapsfotografie, in een situatie waarbij ik geen lange sluitertijd wilde gebruiken, terwijl ik wel de maximale scherptediepte wilde hebben. Ik had daarom de keuze: of een hoge ISO, of focus stacking.

MAximale scherptediepte met hyperfocale afstand en f/22 levert een te lange sluitertijd op. De wenste sluitertijd betekent de ISO omhoog. Een hoge ISO is echter niet altijd wenselijk.
Maximale scherptediepte met hyperfocale afstand en f/22 levert een te lange sluitertijd op. Daardoor verdween teveel detail in het water. De gewenste sluitertijd betekende dat de ISO omhoog moest om dezelfde scherptediepte te houden. Hoewel de camera deze hoge ISO uitstekend aan kan, is die hoge ISO niet altijd wenselijk.

 

De situatie was als volgt: bij het fotograferen van een snelstromende beek wilde ik de beweging van het water vastleggen zonder dat het een witte melkachtige vlek zou worden, ontdaan van detail. De ideale sluitertijd daarvoor was in dit geval 0,6 seconde. Ik kon deze sluitertijd alleen behalen door bij ISO100 het diafragma f/5,6 te gebruiken. Maar dit diafragma gaf niet de scherptediepte die ik wenste. Daarvoor was minimaal diafragma f/22 nodig.

Echter, diafragma f/22 laat 4 stops minder licht door, waardoor de sluitertijd 4 stops langer moest worden om de juiste belichting te bereiken, waardoor het water alsnog melkachtig wit zou worden. Om toch de 0,6 seconde sluitertijd met diafragma f/22 te gebruiken, moest ik de ISO naar 1600 zetten, met alle risico van storende ruis. Dit was dus de ideale situatie om focus stacking te gaan gebruiken: een maximale scherptediepte met diafragma f/5,6 door een serie foto’s te maken waarbij de scherpstelling bij elke foto iets verder weg lag.

Een lage ISO met de gewenste sluitertijd betekende in dit geval diafragma f/5,6. Maar hiermee is de scherptediepte niet voldoende om alles van voor tot achteren scherp te hebben.
Een lage ISO met de gewenste sluitertijd betekende in dit geval diafragma f/5,6. Maar hiermee is de scherptediepte niet voldoende om alles van voor tot achteren scherp te hebben. Door het samenvoegen van een serie foto’s waarbij de scherpte op verschillende plekken ligt is het mogelijk om toch alles scherp te krijgen. Dit is focus stacking.

 

Mijn methode

Ik heb gebruik gemaakt van Lightroom en Photoshop om de foto’s die ik met focus stacking heb gemaakt samen te voegen. Allereerst heb ik de serie foto’s in Lightroom exact hetzelfde bewerkt door één foto naar wens te bewerken, en deze bewerking naar de overige foto’s te kopiëren.

(klik op elke foto voor een grotere versie)

Stap 1 = zorg dat de serie foto's allemaal exact hetzelfde bewerkt zijn. Elke foto in deze serie heeft het scherpstelpunt op een andere plek liggen.
Stap 1 = zorg dat de serie foto’s allemaal exact hetzelfde bewerkt zijn. Elke foto in deze serie heeft het scherpstelpunt op een andere plek liggen.

 

Stap 2 - Open de selectie foto's als lagen in Photoshop. Zo hoef je niet zelf alle foto's als lagen op elkaar te stapelen
Stap 2 = Open de selectie foto’s als lagen in Photoshop. Zo hoef je niet zelf alle foto’s als lagen op elkaar te stapelen

 

Na de bewerking in Lightroom kunnen de foto’s automatisch als lagen in Photoshop geladen worden. Dit kan echter even duren, afhankelijk van de resolutie van de opnamen, het aantal opnamen, en de snelheid van je computer. Na deze stap gaan we verder in Photoshop.

Het mooiste van deze methode is, dat je geen kennis nodig hebt van het werken met lagen en maskers in Photoshop.

Stap 3 = alle foto's zijn als lagen in Photoshop geladen. Doe je dit niet via Lightroom maar met losse bestanden op je harde schrijf, dan zul je dit handmatig moeten doen.
Stap 3 = alle foto’s zijn als lagen in Photoshop geladen. Doe je dit niet via Lightroom maar met losse bestanden op je harde schrijf, dan zul je dit handmatig moeten doen.

 

Om de foto’s samen te voegen is het nodig om eerst alle lagen te selecteren, om vervolgens de optie [Auto-Blend Layers] te selecteren. Deze is te vinden in het [Edit] menu. Is de functie daar niet te vinden, dan kan het zijn dat de Photoshop versie je gebruikt wordt te oud is. In dat geval zal er een software upgrade nodig zijn, of je moet je wenden naar speciale focus stacking software zoals Helicon Focus of Zerene Stacker.

Het is belangrijk dat je foto’s goed uitgelijnd zijn, om stacking fouten te voorkomen. Mocht je twijfels hebben over de uitlijning, doordat tussen de opnames door de camera misschien iets bewogen is, dan kan de optie [Auto-Align Layers], die in het menu net boven de [Auto-Blend Layers] optie te vinden is, uitkomst bieden. Er bestaat altijd de kans dat het uitlijnen niet helemaal correct gebeurd. Omdat de camera in mijn geval tussen de opnames door absoluut niet bewogen is, heb ik de [Auto-Align Layers] niet gebruikt.

Stap 4 = Kies [Edit] - [Auto-Blend Layers]
Stap 4 = Kies [Edit] – [Auto-Blend Layers] – Eventueel kun je eerst de optie [Auto-Align Layers] uitvoeren, mocht je twijfel hebben over de uitlijning van de foto’s. Photoshop probeert dan de foto’s perfect over elkaar te leggen.
Stap 5 = Kies in het pop-up window de optie [Stack Images] en vink de twee opties [Seamless Tones and Colors] en [Content Aware Full Transparant Areas] aan.
Stap 5 = Kies in het pop-up window de optie [Stack Images] en vink de twee opties [Seamless Tones and Colors] en [Content Aware Fill Transparant Areas] aan. Druk dan op [OK]

In het pop-up dialoogvenster dat verschijnt zijn een aantal opties te vinden. De optie [Stack Images] moet uiteraard gekozen worden. Het kan verstandig zijn om [Seamingless Tones and Colors] aan te vinken, voor een geleidelijke, nette overgang van kleuren en helderheden in de foto na het samenvoegen. De optie [Content Aware Fill Transparant Areas] moet ook aangevinkt worden. Bij het samenvoegen kunnen namelijk lege plekken ontstaan als de foto’s niet helemaal aan elkaar passen (meestal vanwege focus breathing, wat ik later nog even ter sprake zal brengen). Met de [Content Aware Fill] zorgt Photoshop voor de invulling van deze lege delen in de foto. Vink je de optie niet aan, dan kun je dat na het samenvoegen ook handmatig doen. Druk op [OK] om de software aan het werk te zetten. Ook hier geldt: hoe groter de resolutie en hoe meer bestanden, hoe langer het duurt.

Stap 6 = het resultaat. Photoshop heeft de scherpe delen van de foto's samengevoegd tot een enkel beeld. De bovenste laag is de laag waarmee [Content Aware Fill] eventuele lege plekken heeft gevuld.
Stap 6 = het resultaat. Photoshop heeft de scherpe delen van de foto’s samengevoegd tot een enkel beeld. De bovenste laag is de laag waarmee [Content Aware Fill] eventuele lege plekken heeft gevuld.
Met maskers heeft Photoshop ongewenste delen van de lagen gemaskeerd. Dit is een van de maskers. Je kunt eventueel handmatig de maskers aanpassen indien dit gewenste is.
Met maskers heeft Photoshop ongewenste delen van de lagen gemaskeerd. Dit is een van de maskers. Je kunt eventueel handmatig de maskers aanpassen indien dit gewenste is.

 

Wanneer je vanuit Lightroom bent begonnen, hoef je alleen nog deze foto in Photoshop op te slaan en sluiten. De samengevoegde foto zal dan automatisch in Lightroom zichtbaar worden voor verdere bewerkingen, of wat je er ook mee wilt doen.

Het resultaat is een foto die op alle plekken scherp is, ondanks dat er slechts f/5,6 gebruikt is.
Het resultaat is een foto die op alle plekken scherp is, ondanks dat er slechts f/5,6 gebruikt is.

 

Een paar dingen om op te letten

Je moet wel op een aantal dingen letten wanneer je gebruik gaat maken van focus stacking.

Natuurlijk is het fotograferen vanaf een statief noodzakelijk om zo geen enkele verschuiving in compositie te krijgen. Een goed en stevig statief en een stabiele plek is daarvoor het beste. Als je uitgangsfoto’s goed zijn, maakt dit het samenvoegen alleen maar makkelijker. Heb je het vermoeden dat tussen de opnames door het statief of de camera een millimeter verschoven is, dan is het te adviseren om de opnamen opnieuw maken, of anders moet de gok genomen worden dat Photoshop de foto’s perfect kan uitlijnen alvorens je focus stacking uitvoert.

Helaas vertonen veel objectieven het zogenaamde “focus breathing”. Dit betekent dat bij het verzetten van je focuspunt de grootte van de objecten in de voorgrond ten opzichte van de achtergrond verandert.  Hierdoor is het bijna niet mogelijk om focus stacking uit te voeren door simpelweg gradient maskers te gebruiken. Gelukkig kan stacking software hier wel mee overweg en lukt het om via de ingewikkelde maskers, zoals Photoshop ook laat zien, de foto’s bijna naadloos in elkaar over te laten gaan. Daar waar dat dan niet lukt komt Content Aware Fill een handje helpen. Toch bestaat de kans altijd dat de overgangen niet naadloos zijn. Hou daar rekening mee.

Focus breathing in actie. Gefotografeerd met 100mm macro op f/5,6 waarbij het scherpstelpunt steeds verder gelegd wordt. De afstand van de camera tot het onderwerp is bij elke foto gelijk gebleven.
Focus breathing in actie. Gefotografeerd met 100mm macro op f/5,6 waarbij het scherpstelpunt steeds verder gelegd wordt. De afstand van de camera tot het onderwerp is bij elke foto gelijk gebleven.

Indien je een enkele keer focus stacking uitvoert, voldoet het werken met Photoshop uitstekend. In de meeste gevallen zal het programma het samenvoegen perfect doen. Ga je echter veelvuldig gebruik maken van deze techniek, of in landschappen, of bij macro, dan is het misschien verstandig om te investeren in speciale software die in dit soort bewerkingen gespecialiseerd is. Vaak zijn er veel meer mogelijkheden, opties of werkt het samenvoegen veel nauwkeuriger. Ik noemde eerder al de software pakketten Helicon Focus of Zerene Stacker, maar er zijn er nog meer. Zelf heb ik geen ervaring met deze software; voor mij is de optie in Photoshop voorlopig voldoende.

Doe je aan focus stacking? Laat dit dan weten en vertel welke software je gebruikt. Ik ben benieuwd.

 

5 Replies to “Focus stacking”

  1. helder verhaal en duidelijk beschreven.gebruik het niet zo vaak maar goed dit weer eens te gaan oefenen

  2. hallo Nando
    Interessant artikel, hyperfocal is dus niet alles zoals je haarfijn duidelijk maakte..…
    Doe zelf veel stacking maar eigenlijk alleen voor macros, gebruik freeware stacking software CombineZM dat ook goed raad weet met “focus breathing”
    Hartelijke groeten

Een (korte) reactie over wat je ervan vindt wordt op prijs gesteld :)