Scherptediepte - De informatieve site voor iedereen die vragen heeft over fotografie

Ga naar de inhoud

Scherptediepte

Basistechnieken

SCHERPTEDIEPTE

Scherptediepte is de afstand waarop voorwerpen die achter of voor het scherpstelpunt liggen nog scherp lijken. Grote diafragmaopeningen (kleine f/-getallen) verminderen de scherptediepte, waardoor objecten voor en achter het onderwerp waarop is scherpgesteld, onscherp worden. Kleine diafragmaopeningen (grote f/-getallen) verhogen de scherptediepte en zorgen ervoor dat details in de voor-en achtergrond ook scherp worden weergegeven. De scherptediepte is ook afhankelijk van andere factoren, zoals de brandpuntsafstand van het gebruikte objectief (groothoeklenzen hebben in het algemeen een grotere scherptediepte dan telelenzen) en de afstand tussen de camera en het onderwerp. Een kleine scherptediepte wordt doorgaans gebruikt om de achtergrond bij portretten onscherp te houden. Een grote scherptediepte is doorgaans gewenst bij landschapsopnamen om zodoende alles van voor tot achter scherp weer te geven.
Opmerking: Vele (met name spiegelreflex-) camera's bezitten een scherptediepte controleknop, waarbij de scherpte in de zoeker kan worden gecontroleerd alvorens de foto te maken.   

Analoog versus digitaal: Objectieven ontworpen voor analoge camera's hebben een scherptediepteschaal, waarop je kunt aflezen wat het scherpstelgebied is bij een gegeven opnameafstand (zie voorbeeld hieronder). Objectieven ontworpen voor digitale camera's met een vaste brandpuntsafstand hebben deze schaal vaak ook, maar de veel gebruikte zoom objectieven weer niet omdat dit hierbij geen constante factor is. Bijna altijd hebben de DSLR's (digitale spiegelreflexcamera's) een 'scherptediepte controleknop'. Als je die indrukt klapt de spiegel omhoog en kun je visueel beoordelen welk gedeelte van je opname scherp is.

Digitale spiegelreflexcamera versus digitale compactcamera: Over het algemeen hebben compactcamera's een groter scherptedieptebereik. Dit komt ten eerste doordat de sensor kleiner is en ten tweede doordat de brandpuntsafstand van het objectief relatief kleiner is. Deze grotere scherptediepte van compactcamera's lijkt een voordeel, maar is het eigenlijk niet omdat gebruik van geringe scherptediepte diepte aan een foto kan geven (denk aan een portretfoto - hoofd scherp, achtergrond onscherp).  Een truukje om de scherptediepte bij een compactcamera zo klein mogelijk te maken is dicht op het onderwerp te gaan staan en flink in te zoomen.

In het voorbeeld links zie je een 55mm objectief ontworpen voor een analoge camera. Het gekozen diafragma is f/8 en duidelijk zie je als je de lijn doortrekt naar de voorkant van het objectief, dat het is scherpgesteld op een onderwerp wat zich op 2,5 m afstand bevindt. Kijk je dan link en rechts op de schaal naar de corresponderende 8, dan zie je dat het scherptegebied loopt van 2m tot 3m. Dit wil dus zeggen dat alles wat zich tussen 2m en 3m bevindt scherp zal worden afgebeeld en alles wat zich ervoor of achter bevindt zal onscherp worden. Tegelijkertijd kun je zien wat de invloed is van diafragmeren. Zou je de foto maken met diafragma f/16 dan loopt het scherptegebied van ongeveer 1,8m tot ongeveer 4,5m. Als je de diafragma opening groter maakt (dus kleiner getal) tot f/4 zie je het omgekeerde gebeuren, namelijk het scherptedieptegebied wordt kleiner en loopt van ongeveer 2,2m tot 2,8m.   


Berekenen van de meest gunstige instelafstand:


Een vaak gehoord probleem is dat als men scherpstelt op oneindig (bijv. landschappen en gebouwen), de algehele scherpte van de foto niet goed lijkt. De fundamentele oorzaak hiervan is het volgende: De beste instelling voor een bepaald scherptegebied zich bevindt daar, waar in de beeldruimte de verstrooingscirkels van het meest nabije punt dat scherp wordt afgebeeld en van het achterste punt dat scherp wordt afgebeeld elkaar bedekken. Dat is een technisch verhaal, maar in de praktijk komt het er op neer dat de scherptediepte achter het scherpstelpunt  meer toeneemt dan naar voren. Stel je dus scherp op de horizon (oneindig), heb je dus niets meer aan het scherptedieptebereik naar achteren en blijft het gebied naar voren over. De formule om de meest  gunstige instelafstand te berekenen is (2.av.ah)/(av+ah).
Een praktijkvoorbeeldje: Je wilt een standbeeld in een park fotograferen (standbeeld op afstand
av = 6m) met op de achtergrond een gebouw (afstand ah = 18 m) en zowel het standbeeld als  het gebouw moeten scherp zijn. Uit de formule volgt dan 2x6x18 gedeeld door 6+18 = 9m.
Als je dus scherpstelt op 9m worden beide punten bij diafragmeren tot een bepaald diafragma (gebruik de scherptediepte controleknop) tegelijkertijd scherp. Deze grenzen zijn natuurlijk niet exact afgebakend, maar lopen geleidelijk over van onscherp naar scherp.



Een algemeen aanvaarde regel in de fotografie en zelfs vermeld in veel fotoboeken is dat de scherptediepte tussen het gebied
vóór de instelafstand en achter de instelafstand zich zou verhouden als 1/3 vóór en 2/3 achter. Dit is echter een mythe die is ontkracht door een redacteur van Focus Magazine - Johan Elzenga (gepubliceerd in Focus Magazine  van Mei 2013). Naar aanleiding hiervan heb ik zelf een aantal testjes gedaan waaruit blijkt dat de auteur gelijk heeft en deze verhouding slechts in enkele gevallen voorkomt. Zie onderstaande tabel;


Invloed van de sensor (digitaal) op de scherptediepte:   

Een in het artikel niet beschreven aspect is de invloed van de grootte van de sensor op de scherptediepte. De algemeen aanvaarde regel is hier: hoe kleiner de sensor, hoe groter de scherptediepte. Met andere woorden; Een full frame-sensor (24x36 mm) zou dus een geringer scherptedieptebereik hebben dan een crop-sensor. Ook dit is relatief, want bij gelijke omstandigheden (hetzelfde objectief, dezelfde onderwerpsafstand en dezelfde instellingen) is het scherptedieptegebied precies gelijk. Het verschil ontstaat doordat als je hetzelfde plaatje wilt hebben (gelijke beeldhoek), je met een camera met full frame-sensor dichterbij moet gaan staan dan wanneer je een camera met crop-sensor hanteert. Dit resulteert in een kleinere instelafstand en als gevolg hiervan een kleinere scherptediepte.


Nog een paar grondregels voor scherptediepte;


Bij gelijke brandpuntsafstand en gelijke onderwerpsafstand (opname-afstand) is de scherptediepte bij kleine relatieve opening (hoog diafragmagetal) groter dan bij een grote relatieve opening (laag diafragmagetal).
Bij gelijke relatieve opening (diafragmagetal) en gelijke opname-afstand is de scherptediepte bij een korte brandpunstafstand (bijv.groothoeklens) groter dan bij een lange brandpuntsafstand (bijv. telelens).
Bij gelijke relatieve opening en bij gelijke brandpuntsafstand is de scherptediepte bij grote opname-afstand groter dan bij kleine opname-afstand.



Hieronder een voorbeeldje van het gebruik van een geringe scherptediepte. Gekozen diafragma is f/5.6.


Hyperfocale afstand:

De hyperfocale afstand is die afstand ten opzichte van de camera, waarachter alle voorwerpen een aanvaardbare scherpte vertonen. Met name in landschapsfotografie, waarbij men zoveel mogelijk alles scherp wil hebben wordt deze techniek gebruikt. Op internet zijn vele calculators en of tabellen te vinden die helpen om deze afstand te berekenen. Alhoewel Wikipedia een formule met andere letteraanduiding laat zien (gelijke uitkomst), zie je hieronder de algemene formule om deze te berekenen, waarbij;
b = hyperfocale afstand, f = brandpuntsafstand objectief, u'= verstrooiingscirkel objectief, k = diafragma.

b =    f ²
      u’. k




Hierboven zie je een schematische weergave van de werking. Als je uitgaat van een bepaalde objectief-brandpuntsafstand
en diafragma, kun je berekenen (of zien op de tabellen hieronder), vanaf welk punt je scherptegebied doorloopt tot oneindig.

Voorbeeld: We gebruiken een camera met een 'Full frame' sensor en een objectief met een brandpuntsafstand van 50mm en het diafragma = f8.
In de tabel kun je zien dat je het grootste scherptediepte-bereik kunt behalen, wanneer je het objectief scherp stelt op 10,4 meter (hyperfocale afstand).
Het gebied wat scherp zal worden afgebeeld loopt dan van ca. 5,2 meter tot oneindig.  

(In beide tabellen is uitgegaan van een objectief met een - veel voorkomende
- verstrooiingscirkel van 0,03 mm).



    

De twee bovenstaande tabellen zijn ook te downloaden als PDF. Klik hier om te downloaden.



De wet van Scheimflug


Theodor Scheimflug was een Pruisische legerofficier uit de 19e eeuw die dit principe als eerste heeft gekwantificeerd.

De wet zegt dat als lens- en filmvlak (lees sensorvlak bij digitaal) niet parallel (evenwijdig) lopen, geen van twee
ën parallel zal zijn aan het scherptevlak. En het scherptevlak zal lens- en filmvlak daar ontmoeten waar beide elkaar snijden. Dit geldt ook voor de situatie waarin lens- en filmvlak wel parallel aan elkaar staan (zoals bij de 'starre camera'), omdat de drie (scherptevlak, lensvlak en filmvlak) elkaar dan snijden in "oneindig".  
Opmerking: Definitie van 'starre camera' is een camera waarbij het film/sensorvlak en het lensvlak niet verstelbaar zijn (dus de meest gangbare compact camera's, standaard spiegelreflexcamera's zonder tilt/shift objectief).

Dit is allemaal theorie, maar hopelijk zullen de schetsen hieronder wat meer duidelijkheid geven. Je ziet hier een opstelling van een Technische camera waarmee een rechthoekige doos wordt gefotografeerd. Het achterpaneel dient om het perspectief te bepalen en staat in dit geval (slechts 1 doos) volkomen (zowel verticaal als horizontaal) parallel aan het onderwerp. Het voorpaneel dient om het scherptevlak te bepalen en staat zodanig gedraaid dat het snijpunt uiteindelijk samenkomt met die van het film/sensorvlak en die van het onderwerps-scherptedieptevlak. Het mag duidelijk zijn dat bij andere opstellingen dit scherptedieptevlak volkomen anders kan komen te liggen.

Verder is het nuttig om de regel te kennen die zegt dat bij middenlange afstanden het scherptevlak gezien vanuit de camera, eenderde van de scherptediepte v
óór zich heeft liggen en tweederde achter zich. Bij langere afstanden tussen camera en onderwerp neemt de scherptediepte naar achteren veel sneller toe dan naar voren.   

Wanneer je nu ditzelfde onderwerp met een 'starre camera' zou willen fotograferen loop je dus tegen het gemis van deze verstellingen aan, waardoor je sterk zult moeten diafragmeren om de benodigde scherpte te kunnen bereiken (gevolg lichtverlies!) en de doos zal er vertekend opkomen (perspectief!), waardoor je dit in bijvoorbeeld photoshop zult moeten korrigeren. Zie verder ook het menu "Architectuur" en Produkt fotografie.

Al met al (naast het grotere film/sensor formaat) dus redenen waarom professionele produkt- en architectuurfoto's meestal met een Technische camera (of kleine broertje = loopbodemcamera) worden gemaakt. Een ander alternatief is nog om een tilt/shift objectief op je spiegelreflex te zetten.   

Scheimflug
Scheimflug



Voor de diegenen die alles van scherptediepteberekeningen willen weten, kijk hier en hier.
(Bronnen: Wikipedia)


En verder................
Fotografe Laura Vink heeft een heel leuk e-book geschreven over "scherptediepte".
Als je je inschrijft voor haar nieuwsbrief kun je daarna het e-book gratis downloaden.
Inschrijven kan hier.

Copyright 2011-2018 All rights reserved Webdesign: Hans Schalk
Terug naar de inhoud

Aantal bezoekers