De tilt functie van het tilt-shift objectief

Het is alweer een hele tijd geleden dat ik ben gaan fotograferen met een tilt-shift objectief; de Canon TS-E 17mm f/4L. In het blogbericht waarin mijn impressie van dit bijzondere objectief heb voornamelijk gesproken over de shift functie van dit objectief. Deze functie geeft de mogelijkheid om het perspectief te beïnvloeden door het objectief ten opzichte van de camera in horizontale of verticale richting te verschuiven. Hierdoor kunnen de welbekende ‘omvallende’ gebouwen bij groothoek opnames ter plekke gecorrigeerd worden.

Geschatte leestijd: 17 minuten

Het tilt-shift objectief

De shift functie is maar een deel van de mogelijkheden die een tilt-shift objectief biedt. Zoals de naam al suggereert is er ook een tilt-functie. Deze functie laat het objectief letterlijk kantelen waardoor lijkt het alsof het een andere richting in wijst dan de camera zelf. Het is echter niet zo dat er daardoor ‘om een hoek’ gefotografeerd kan worden; er wordt nog steeds ‘recht vooruit’ gefotografeerd. Alleen ligt het scherpstelvlak niet meer op de plaats waar je die zou verwachten.

In dit blog ga ik dieper in op de tilt functie van het tilt-shift objectief, wat een grote controle geeft op het gedrag van scherpstelling en scherptediepte, zonder in te gaan op ingewikkelde berekeningen of theorie (alhoewel dat laatste wel even aan bod moet komen). Wie dit alles even wil overslaan om de shift functie nog eens te bekijken, verwijs ik door naar mijn vorige blogbericht over de TS-E 17mm f/4L

Het scherpstelvlak

Wanneer we ergens op scherpstellen is in principe alles wat op die afstand ligt scherp in beeld. Dit scherpstelpunt is natuurlijk nooit een enkel punt. Alles wat op de ingestelde afstand ligt, van boven naar onder, links naar recht is scherp. Dit vormt een vlak waar als scherp zal zijn; het scherpstelvlak. Dit vlak is altijd evenwijdig aan de sensor. Alles wat voor of achter dit scherpstelvlak ligt is onscherp. Door het diafragma dicht te draaien is het mogelijk om ook een stuk voor en een stuk achter dit scherpstelvlak ook acceptabel scherp te krijgen. Dit is de scherptediepte. Hoe groot de scherptediepte ook is, het scherpstelvlak blijft evenwijdig aan de sensor.

Laten we voor het gemak de scherptediepte even buiten beschouwing laten. We kijken eerst de situatie met de grootst mogelijke lensopening, en dus een minimale scherptediepte. Dit betekent dat de foto alleen op het scherpstelvlak daadwerkelijk scherp is, en alles daarvoor en daarachter onscherp. Voor dit voorbeeld heb ik de Canon TS-E 24mm f/3,5L II gebruikt, en is diafragma f/3,5 de grootste lensopening.

Om alles nog eens visueel duidelijk te maken heb ik van de bovenstaande testopstelling een doorsnede gemaakt met daarin de belangrijkste lijnen. De rode lijn is de locatie van de sensor en de groene lijn is de plaats waar op scherpgesteld is; alles op die groene lijn zal scherp zijn. Dit is het scherpstelvlak. Er zijn nog twee extra lijnen in de afbeelding; de paarse lijn ligt op het brandpunt van het objectief en de gele lijn komt overeen met de voorste brandpuntsafstand. Deze twee lijnen zijn noodzakelijk om te bepalen hoe het scherpstelvlak zal kantelen wanneer de tilt wordt toegepast.

De tilt en het scherpstelvlak

Door het objectief ten opzichte van de sensor te kantelen (tilt) verandert de oriëntatie van het scherpstelvlak. Dit vlak kantelt in dezelfde richting als het objectief waardoor het niet langer evenwijdig aan de sensor ligt. Wordt het objectief voldoende ver ten opzichte van de sensor gekanteld, dan zal het scherpstelvlak zelfs horizontaal komen te liggen, dus haaks op het sensorvlak. Alle objecten die op de groene lijn liggen zullen scherp in beeld verschijnen.

De beschrijving hoe plaats en ligging van het scherpstelvlak is, wordt volgens het Scheimpflug-principe bepaald. Een naam die vaak genoemd wordt als tilt-shift objectieven ter sprake komen. De manier van het kantelen van het scherpstelvlak wordt heel duidelijk aan de hand van de onderstaande animatie, die overgenomen is van de website www.cambridgeincolour.com.

Om de tilt goed te kunnen gebruiken is er enige noodzaak om dit kantelen van het scherpstelvlak te begrijpen. De exacte betekenis van het Scheimpflug-principe, daarentegen, en alle wiskundige berekeningen die er aan ten grondslag liggen voor het fotograferen niet echt van belang zijn. Hoe het zich allemaal vertaald naar de werkelijkheid laat ik zien aan de hand van de volgende twee foto’s.

Wat direct uit de foto’s opvalt is het veranderen van wat er scherp in de foto weergegeven wordt. Hoewel er bij beide foto’s de maximale lensopening is gebruikt, en dus met de kleinste scherptediepte is gefotografeerd, lukt het met het kantelen van het objectief om het scherpstelvlak bijna evenwijdig aan het papier te leggen.  Een scherptediepte die tot oneindig loopt met de grootst mogelijke lensopening!

De reden waarom de uitsnedes uit de foto geen exacte scherpte laten zien, komt doordat er niet voldoende tilt mogelijk is waardoor het scherpstelvlak niet exact evenwijdig loopt. Daarvoor zou ik de camera ook moeten kantelen. In dit voorbeeld heb ik er voor gekozen om de camera exact horizontaal te houden zodat alleen het effect van de tilt zichtbaar wordt.

Maar let op, alles wat zich boven het scherpstelvlak bevindt is niet scherp. Door het kantelen is namelijk ook het gebied van scherptediepte gekanteld. Op het moment dat het onderwerp boven het liggende scherpstelvlak steekt, valt het buiten de geringe scherptediepte bij f/3,5, en is het dus onscherp. Vooral de bovenste keukenkastjes laten dit uitstekend zien. Maar het is misschien het duidelijkste bij het paarse boek. De onderkant is scherp, de bovenkant niet meer.

Creatief plaatsen van het scherpstelvlak

Door dit effect, wat dus het gevolg is van het Scheimpflug-principe, is het mogelijk om met de tilt functie van een tilt-shift objectief de scherpte daar neer te leggen waar je wilt. Omdat het tilt-shift objectief ook geroteerd kan worden ben je helemaal vrij om dat scherpstelvlak ook links of rechtsom te kantelen, of zelfs naar boven in plaats van naar onderen wat dan het bekende miniaturisatie effect oplevert. Maar dàt effect is min of meer een speels gebruik van de tilt-functie. 

Normaal zal het ingezet worden om de scherpte exact te positioneren om nadruk te leggen op die ene plek, iets wat vaak in productfotografie gebruikt wordt of gebruikt kan worden. Het volgende voorbeeld laat zien van wat er mogelijk is, waarbij het scherpstelvlak op verschillende posities is geplaatst. Alle foto’s zijn met de TS-E 24mm f/3,5L II gemaakt, met diafragma f/3,5 voor een minimale scherptediepte. De camera is bij alle foto’s op dezelfde positie gehouden, zoals te zien in de overzichtsfoto.

Linksboven is de normale situatie, waarbij het scherpstelvlak evenwijdig aan het sensorvlak ligt. Rechtsboven is het objectief omlaag gekanteld om het scherpstelvlak nagenoeg evenwijdig aan de horloge te leggen. Linksonder is het objectief omhoog gekanteld en geroteerd, waarbij het scherpstelvlak zo geplaatst is dat alleen de cijfers 3 en 9 scherp in beeld komen. En tenslotte rechtsonder, met een tilt omhoog en rotatie naar links om het scherpstelvlak door de cijfers 1 en 6 te krijgen. De scherpstelvlakken zijn in groen ingetekend. De nauwkeurigheid van het plaatsen van het scherpstelvlak is enigszins beperkt door de beperkte hoeveelheid tilt dit soort objectieven kan halen, maar ook omdat ik hier 24mm groothoek heb gebruikt. Voor dit soort foto’s moet bij voorkeur een tilt-shift objectief met een langer brandpunt gebruikt worden, of een echte technische camera.

Introduceren van scherptediepte

Wil je de minimale scherptediepte niet, dan zal het nodig zijn om te gaan diafragmeren. Met andere woorden; kiezen voor een grotere scherptediepte. Alleen werkt dit met tilt nèt iets anders dan wat dat gewend zijn. Laten we wederom naar de twee afbeeldingen kijken, met en zonder tilt.

De eerste afbeelding is scherptediepte in een normale situatie, zoals dat bij elk objectief zal zijn. Het gebied dat bij een grote scherptediepte acceptabel scherp in de foto zal verschijnen is in blauw weergegeven. Zoals verwacht kan worden liggen de twee lijnen die de grenzen van het scherptegebied aangeven evenwijdig aan het scherpstelvlak, en dus ook evenwijdig aan de sensor. Wanneer het objectief gekanteld wordt verandert de positie en het gedrag van de scherptediepte, zoals te zien is in de tweede afbeelding.

Bij een objectief dat gekanteld is ten opzichte van het sensorvlak zal het gebied dat scherp weergegeven wordt niet overal even ver van het scherpstelvlak af liggen. Het is veranderd in een wigvorm, waarbij dicht bij de camera de scherptediepte nog gering is, maar met het toenemen van de afstand geleidelijk steeds groter wordt. De breedte van die wigvorm zal toenemen naarmate het diafragma verder en verder dicht gedraaid wordt. Laten we eens naar het voorbeeld uit de testopstelling kijken.

De scherptediepte bij f/8 en een gekanteld objectief is in deze omstandigheid niet voldoende om echt alles scherp te krijgen. Dit ligt deels aan een lensopening, die nog te groot is, maar ook vanwege de afstand van de onderwerpen. De totale afstand waarover gefotografeerd wordt is niet meer dan 3 meter en de boeken staan dus erg dichtbij. Als ik een grotere scherptediepte had gekozen, dan had dit op deze afstanden teveel scherptediepte opgeleverd bij de normale situatie waardoor het verschil minder duidelijk was geweest.

De wigvorm, die het scherptediepte gebied aan heeft genomen door de tilt, is op deze afstand nog te smal om de boeken volledig scherp te krijgen. Als we het paarse boek vergelijken met de tilt-foto met diafragma f/3,5 is er bij de bovenste letters van de kaft wel een duidelijke toename in scherpte te zien, iets wat met f/11 of f/16 alleen nog maar toegenomen zou zijn.

Fotograferen met de tilt

Het fotograferen met tilt is niet iets wat even snel gedaan kan worden. Het kost tijd om het scherpstelvlak exact op de gewenste positie te krijgen. Het gebruik van liveview is daarbij bijna onmisbaar, aangezien de optie van het inzoomen op het liveview beeld het scherpstellen vergemakkelijkt. Dit betekent feitelijk dat werken met een statief bijna noodzakelijk is, of in ieder geval zeer zeker aan te raden om nauwkeurig te kunnen werken.

Als we uitgaan van de wens om het scherpstelvlak evenwijdig aan het landschap te leggen voor een scherpte van dichtbij tot oneindig, kan een werkwijze er als volgt uit zien:

1. compositie maken zonder tilt,
2. stel scherp op het punt zodat zowel dichtbij als veraf zo scherp mogelijk in beeld is. Dit zal vaak de hyperfocale afstand zijn,
3. Verander de hoek van het objectief (tilt) langzaam tot de scherpte van zowel dichtbij als veraf maximaal scherp is,
4. herhaal punt 2 en 3 meerdere keren en maak minieme correcties tot het beeld zo scherp mogelijk is,
5. maak eventueel enkele testfoto’s tot de scherpte helemaal naar wens is.

Hou met deze techniek altijd rekening met de scherptediepte die ingesteld staat. Denk aan de wigvorm die deze scherptediepte zal aannemen, waardoor de scherpte een object op de voorgrond altijd nauwkeuriger ingesteld zal moeten worden dan een object op de horizon.

Tot slot

Tot voor kort heb ik voornamelijk met de shift functie van het tilt-shift objectief gewerkt. Het corrigeert perspectief wat perfect is bij het fotograferen van architectuur en interieur. Maar ook bij natuurfotografie heeft dit nut want het voorkomt het de welbekende ‘omvallende bomen’ wanneer er omhoog gefotografeerd wordt. De tilt functie heb ik nog niet echt veel gebruikt. Onlangs ben ik me er meer in gaan verdiepen om het vaker te gaan gebruiken bij landschappen, zoals tijdens het verblijf aan de Opaalkust. Wat ik gemerkt heb, en wat ik eigenlijk ook wel wist, is de hoeveelheid tijd die nodig is om het objectief en de scherpstelling exact naar wens te krijgen. Het is niet even een foto maken.

Het gebruik van tilt op een vlak strand, waar de enige hoogteverschillen aan de horizon te vinden zijn, is in feite nog niet zo uitdagend. Met voldoende scherptediepte zal al snel alles scherp in beeld komen.

Het zal anders worden wanneer er veel meer hoogteverschil is, ook in de voorgrond. Het wigvormige scherptedieptegebied kan in dat geval in het nadeel gaan werken, waarbij de objecten die ver boven het scherptevlak liggen onscherper worden naarmate ze er verder bovenuit steken, zelfs met een maximale scherptediepte ingesteld. Het resultaat is dan precies zoals het paarse boek in het voorbeeld. Dit kan een situatie zijn waarbij de tilt-functie juist ongewenst is. Met andere woorden; tilt is niet altijd een oplossing of zelfs maar bruikbaar. Bovendien moet in gedachten gehouden worden dat de hoeveelheid tilt bij een tilt-shift objectief bestemd voor spiegelreflex (of mirrorless) camera’s beperkt is tot 8° of 8,5 ° in tegenstelling tot de technische camera die vrijwel geen limiet heeft.

Een andere optie die de tilt geeft is natuurlijk het creatief plaatsen van de scherpte waardoor de scherptediepte heel anders valt dan wat we bij normale objectieven zien. Hierdoor kan het miniaturisatie effect verkregen worden, alsof de wereld in kleinere schaal afgebeeld wordt. Dit werkt beter bij langere brandpunten dan bij de 17mm en 24mm tilt-shift objectieven die ik in bezit heb. Ik heb hier dan ook (nog) niets mee gedaan. Maar ik heb wel van deze techniek gebruik gemaakt om een paar keer een minimale scherptediepte bij ultra-groothoek te verkrijgen, want natuurlijk heel aparte mogelijkheden biedt.

Mijn gebruik van de mogelijkheden die een tilt-shift objectief biedt is nog maar minimaal, maar daar gaat verandering in komen. Een ding is zeker; het kost veel oefening, maar het zal fantastische mogelijkheden kunnen bieden.