Makro
W tej części chciałbym zgrupować zagadnienia dotyczące zdjęć makro. Tym razem będą to nie tylko pojęcia teoretyczne, ale też trochę rozwiązań praktycznych.
C1. Co to jest zdjęcie makro
Pod pojęciem makrofotografii rozumiemy najczęściej zdjęcia przedstawiające przedmioty większe niż w rzeczywistości. Nie ma jednak żadnej reguły, która by to określała. Czy zdjęcie modelki o rozmiarze 15m, wiszące na ścianie budynku to makrofotografia? Raczej nie. Ale gdyby ktoś wyciął z tego zdjęcia sam zegarek, to większość powie, że to już makrofotografia.
C2. Skala odwzorowania
Skala odwzorowania jest jednym z podstawowych pojęć makrofotografii. Zostało ono już zasygnalizowane w pkt 11, więc posłużę się tym samym rysunkiem.
Skala odwzorowania to stosunek wielkości fotografowanego przedmiotu do jego obrazu rzutowanego przez obiektyw na matrycę aparatu lub błonę światłoczułą. Gdy obiekt i jego obraz na przetworniku mają dokładnie te same rozmiary, mówimy o skali odwzorowania 1:1
Z prostej proporcji wychodzi R=y/x. Ale zwykle nie znamy odległości obiektywu od matrycy, za to znamy ogniskową obiektywu. Po przekształceniu otrzymujemy wzór R=f/(y-f).
Skalę 1:1 otrzymujemy, jeśli y=x=2f. Łączna odległość od obiektu do matrycy wynosi wtedy 4f. Jest to najmniejsza możliwa wartość.
Jak się jednak okazuje sama skala odwzorowania nie jest jednak wyznacznikiem powiększenia możliwego do uzyskania. Musimy jeszcze uwzględnić rozmiar i gęstość matrycy.
Sprawdźmy ile pikseli będzie miał przedmiot o wielkości 1 mm. Mając obiektyw o skali odwzorowania 1:1, uzyskamy na matrycy FX obraz przedmiotu o rozmiarach 36x24mm, a na matrycy DX obraz przedmiotu o rozmiarach 24x16mm.
a) FX 12 Mpix (D700) - 4256 pikseli / 36 mm = 118 pikseli/mm
b) FX 24 Mpix (D600) - 6016 pikseli / 35.9 mm = 167 pikseli/mm
c) FX 36 Mpix (D800) - 7360 pikseli / 35.9 mm = 205 pikseli/mm
d) DX 12 Mpix (D300) - 4288 pikseli / 23.6 mm = 181 pikseli/mm
e) DX 16 Mpix (D7000) - 4928 pikseli / 23.6 mm = 208 pikseli/mm
f) DX 24 Mpix (D7100) - 6000 pikseli / 23.5 mm = 255 pikseli/mm
g) CX 10Mpix (1 V1) - 3872 pikseli / 13.2 mm = 293 pikseli/mm
h) CX 18Mpix (1 V3) - 5232 pikseli / 13.2 mm = 396 pikseli/mm
i) CX 20Mpix (1 J5) - 5568 pikseli / 13.2 mm = 422 piksele/mm
Jak widać, największe powiększenie wycinka uzyskamy z mniejszej, ale bardziej upakowanej matrycy.
Teoretycznie aparaty kompaktowe powinny dawać jeszcze większe skale odwzorowania. Niestety ich obiektywy nie uzyskują skali 1:1. Nie wiadomo nawet, jaka jest najmniejsza możliwa skala. Podawane z reklamówkach hasła "makro od 1 cm" nic nie mówią. A jak się przekonamy niżej, im mniej, tym gorzej.
C3. Odległość robocza
Oprócz skali odwzorowania, równie istotnym parametrem jest odległość od przedmiotu. Odległość od matrycy, łatwo jest obliczyć ze wzoru. Wiemy już, że przy skali 1:1 jest ona równa 4*ogniskowa i nigdy nie może być mniejsza. Ale o wiele ważniejsza jest odległość od przedmiotu, do przedniej soczewki lub gwintu filtra. Jak będzie za mała, to możemy wystraszyć robaczka. Będą też problemy z oświetleniem, bo sam obiektyw może rzucać cień. Niestety ten parametr zwykle nie jest podawany w specyfikacji. W przypadku obiektywów IF, które nie zmieniają długości podczas ostrzenia, można to sobie wyliczyć. Wystarczy od minimalnej odległości ostrzenia odjąć długość obiektywu i odległość od bagnetu do matrycy, która bagnecie F wynosi 46,5 mm. W przypadku obiektywów, które zmieniają długość, trzeba jeszcze uwzględnić wysuw. Generalna zasada jednak mówi, że im większa ogniskowa, tym większa odległość od obiektu.
C4. Obiektywy makro
Najprostrzy sposób na zrobienie zdjęć makro, to użycie specjalnego obiektywu. Większość z nich pozwala na uzyskanie skali 1:1 tylko za pomocą pierścienia ostrości. Starsze konstrukcje pozwalały na uzyskanie skali 1:2, a dopiero po założeniu dedykowanej soczewki, uzyskiwało się 1:1. Canon ma nawet obiektyw, o skali 5:1.
C5. Pierścienie pośrednie
Jak wiadomo, zwiększenie skali odwzorowania, wymaga odsunięcia obiektywu od matrycy. Jeśli zakres regulacji pierścienia ostrości jest za mały, to można zastosować pierścienie pośrednie. W najprostszym wykonaniu, jest to kawałek rurki, zaopatrzonej w dwa bagnety (lub gwinty). Takie pierścienie nie pozwalają jednak na domykanie przysłony, która w systemie Nikona, jest robiona mechanicznie. Aby pracować z takimi pierścieniami, należy mieć obiektyw z pierścieniem przysłon i pomknąć ją przed zrobieniem zdjęcia (nic wtedy nie widać w wizjerze). O wiele lepsze są pierścienie z przenoszeniem przysłony oraz stykami, do pomiaru ekspozycji. Niektóre mają nawet śrubokręt.
Zwykle komplet składa się z trzech pierścieni o różnych grubościach, których suma wynosi ok 60 mm. Pozwala to na uzyskanie skali 1:1 z obiektywem standardowym. Np. zestaw Marumi składa się z pierścieni 13, 21 i 31 mm.
Do stosowania z pierścieniami najlepsze są właśnie stałoogniskowe obiektywy o ogniskowej 50-80 mm. Krótsze obiektywy teoretycznie pozwoliłyby uzyskać większą skalę odwzorowania, ale w praktyce nie da się wykonać zdjęcia takim zestawem.
Weźmy obiektyw Nikkor 24/2.8 plus pierścienie 65mm. Jeśli ustawimy obiektyw na nieskończoność, to po dołożeniu pierścieni uzyskamy odległość x=24+65 = 89 mm. R=(x-f)/f=(89-24)/24=2.7:1 czyli skala jest znacznie większa. Ile w takim razie wynosi odległość od przedmiotu? y=x/R = 89/2.7 = 33 mm, czyli odległość od matrycy do obiektu to 89+33=122 mm. Obiektyw ma długość 46mm, pierścienie 65, korpus 46.5, co razem daje 157.5 mm. Czyli musielibyśmy umieścić robaczka w środku obiektywu. Dzieje się tak, ponieważ obiektywy szerokokątne mają retrofokus, czyli mają środek optyczny cofnięty w kierunku matrycy. Do pracy z pierścieniami najlepsze są obiektywy, których ogniskowa jest większa niż 46.5 mm plus połowa ich długości.
Nie za bardzo nadaje się też popularny zoom 18-105, bo co prawda można ustawić większą ogniskową, ale jest za długi. Z jednym kompletem pierścieni skalę odwzorowania 1:1 uzyskuje się w odległości kilku mm od soczewki.
Ponieważ pierścienie w torze optycznym zawierają tylko powietrze, to nie wpływają na jakość zdjęcia. Bardzo istotne jest jednak ich dobre wyczernienie. Jeśli będą odbijały światło, to spowoduje to ogromny spadek kontrastu.
C6. Mieszki
Mieszki są rozwinięciem idei pierścieni. Jest to jakby rozcięty pierścień, połączony harmonijką (jak w starych aparatach). Pozwala to na uzyskanie dużo większych skal odwzorowania, oraz płynną zmianę odległości. Ze względów konstrukcyjnych, nie jest możliwe przeniesienie domykania przysłony, więc do pracy musimy mieć obiektyw starczego typu, z własnym pierścieniem.
C7. Soczewki close up
Soczewki są najtańszym sposobem na uzyskanie większej skali z popularnymi obiektywami. Są też jedynym sposobem w przypadku aparatów z niewymienialną optyką. Ale czasami stosuje się je również z obiektywami makro, w celu jeszcze większego powiększenia.
Ponieważ jest to dodatkowy element optyczny, powodują one jednak pogorszenie obrazu. Zwykle jest to widoczne na brzegach. Jeśli już kupować, to dobrych producentów. Jednym z najczęściej polecanych jest model Raynox 250.
Tu można policzyć skalę odwzorowania po założeniu soczewki
C8. Odwrotne mocowanie
Jak wyżej zauważyliśmy, obiektywy o ogniskowej mniejszej niż 46.5+połowa ich długości, mają retrofokus, który przeszkadza w fotografii makro. A co się stanie, jeśli odwrócimy taki obiektyw? Weźmy ten sam 24/2.8D. Środek obiektywu znajduje się w odległości 46.5+23 mm od matrycy, a środek optyczny dokładnie 24 mm, czyli retrofokus wynosi 45.5 mm. Jeśli zamocujemy obiektyw odwrotnie, to środek optyczny znajdzie się w odległości 46.5+23+45.5 = 115 mm od matrycy (w praktyce dalej, bo jeszcze dojdzie grubość pierścienia mocującego. Skala odwzorowania wyniesie aż 3.8:1. I to wszystko dzięki kawałkowi blaszki, który wygląda tak:
Podobnie, jak w przypadku mieszka, obiektyw musi mieć pierścień przysłon. Nie nadają się więc żadne obiektywy z literką G.
C9. Odwrotne mocowanie dwóch obiektywów
Istnieją też pierścienie, pozwalające na zamocowanie odwróconego obiektywu do innego. Działa on wtedy, jak bardzo silna soczewka.
C10. Telekonwerter
Mało znaną metodą na uzyskanie większej skali odwzorowania jest użycie telekonwertera. Zmienia on ogniskową, nie zmieniając odległości ostrzenia. Przy ostrzeniu na nieskończoność skala odwzorowania zmienia się tak samo jak krotność konwertera. Przy bliższych odległościach trochę mniej. Telekonwertery najlepiej sprawdzają się z dłuższymi ogniskowymi, pozwalając fotografować np. motyle ze stosunkowo dużej odległości.
C11. GO w makro.
Głębia ostrości w makrofotografii jest bardzo mała. Nie wgłębiając się w obliczenia, posłużmy się tym kalkulatorem, który pozwala zamiast odległości wpisać skalę odwzorowania.
1. Skala 1:1, obiektyw 50 mm, przysłona 8, aparat FX. GO = 0,96 mm
2. Skala 1:1, obiektyw 100 mm, przysłona 8, aparat FX. GO = 0,96 mm
3. Skala 1:1, obiektyw 50 mm, przysłona 8, aparat DX. GO = 0,64 mm
4. Skala 1:1, obiektyw 100 mm, przysłona 8, aparat DX. GO = 0,64 mm
Jak widać GO nie zależy od ogniskowej.
Widać za to, że w aparacie DX uzyskamy mniejszą GO, co przeczy powszechnie przyjętym teoriom. Tak, ale uzyskamy zupełnie inny kadr niż na FX. Aby na matrycy DX uzyskać taki sam kadr, to należy zrobić zdjęcie w skali 1:1.5
5. Skala 1:1.5, obiektyw 50 mm, przysłona 8, aparat DX. GO = 1,2 mm
Znowu okazało się, że mniejsza matryca jest w makrofotografii zaletą.
C12. Dobór przysłony.
Wydawałoby się, że aby zrobić dobre makro, należy zastosować jak największą przysłonę. Obiektywy makro pozwalają zresztą na uzyskanie wartości 45 i więcej. Niestety, im bardziej przymkniemy obiektyw, tym większy będzie wpływ dyfrakcji. Definicję dyfrakcji można przeczytać wyżej, w praktyce należy sprawdzić wykres rozdzielczości obiektywu i domykać przysłonę z umiarem. Przy motywach płaskich (np. fotografia techniczna), należy przymknąć obiektyw do wartości dającej największą rozdzielczość. Przy fotografowaniu obiektów przestrzennych (np. owady), trzeba pójść na kompromis i przymknąć bardziej.
C13. Czy obiektywy makro się ściemniają?
Wiele osób czuje się oszukanych, kupując obiektyw o świetle 2.8, który po zapięciu do aparatu pokazuje wartości nawet 5.6. Czy to nie jest obiektyw o stałym świetle? Absolutnie jest. Podczas zmiany odległości nic się nie domyka i nie ma żadnego oszustwa. Zmienia się natomiast ilość światła padająca na matrycę. Oddalając obiektyw dwukrotnie (dla skali 1:1), obraz jest rzutowany na 4 razy większą powierzchnię. Ponieważ ilość światła wpadająca przez obiektyw się nie zmienia, to na jednostkę powierzchni pada go mniej. To tak samo, jak z latarką, na dwa razy większą odległość będzie świeciła 4 razy słabiej.
W czasach analogowych, były specjalne tabelki z przelicznikami, jak należy korygować pomiar światła przy różnych skalach. Przy pomiarze TTL, aparat sam to uwzględnia i podaje przysłonę pomnożoną przez ten wskaźnik. Dla skali 1:1 jest to 4, czyli obiektyw o świetle 2.8 trzeba traktować, tak jakby miał jasność 5.6.
Dokładnie to samo dzieje się w każdym obiektywie, tylko skala zjawiska jest mniejsza i aparat tego nie uwzględnia.
Uwaga!
Wydawałoby się, że jest to bardzo przydatna funkcja aparatu. Powoduje jednak problemy z wyliczaniem GO, do których należy użyć prawdziwej wartości przysłony.
C14. Czy obiektywy makro zmieniają ogniskową?
Tak, to prawda. Niektóre obiektywy, nie tylko makro zmieniają swoją ogniskową podczas ustawiania ostrości. Robią to obiektywy IF, czyli o wewnętrznym ogniskowaniu. Jak wiemy, żeby uzyskać skalę odwzorowania 1:1, należy wysunąć obiektyw o wartość równą ogniskowej. Zwiększa to dwukrotnie jego wymiary, a przy dłuższych ogniskowych jest wręcz niewykonalne (są obiektywy makro 200 mm). Zastosowano więc trik i zamiast zwiększać odległość x, zmniejsza się ogniskową f. Jeden ze wzorów na skalę odwzorowania wygląda tak R=(x-f)/f. Zmniejszenie ogniskowej silniej wpływa na skalę niż zmiana odległości. Aby uzyskać skalę 1:1 w obiektywie 100mm, należy go wysunąć o 100 mm lub skrócić ogniskową o 50 mm. W praktyce zmienia się jedno i drugie.
Takie rozwiązanie ma swoje wady i zalety. Oprócz stałych rozmiarów, zyskujemy również na jasności. Ponieważ średnica przysłony zwykle nie ulega zmianie, to zmniejszenie ogniskowej powoduje wzrost jasności obiektywu. Można to zauważyć na wyświetlaczu aparatu, gdzie przy skali 1:1 wartość nie rośnie 4 razy, tylko mniej.
Wadą jest natomiast zmniejszenie minimalnej odległości ostrzenia. Przy skali 1:1 jest ona równa 4*f. Stąd bardzo łatwo odczytać, jak bardzo zmienia się ogniskowa obiektywów makro
Nikkor 40/2.8G - minimalna odległość to 160 mm, czyli nie zmienia on swojej ogniskowej. Ale wysuw o 4 cm nie jest wyzwaniem konstrukcyjnym.
Nikkor 60/2.8G - 185 mm, co daje ogniskową 46 mm
Nikkor 60/2.8D - 219 mm, co daje 55 mm.
Nikkor 85/3.5G - 286 mm, co daje 71.5 mm.
Nikkor 105/2.8G - 314 mm, co daje 78.5 mm
Nikkor 200/4G - 500mm, co daje 125 mm.
Dla innych skal odwzorowania należy użyć wzoru: f = minimalna odległość /(2+R+1/R), gdzie R to skala odwzorowania.
Szukaj
Odpowiedz z cytatem
Skontaktuj się z nami