Fototeknik

Hur nära kan man komma?

Detta är en mycket vanlig fråga men just hur
nära man komma är ofta ointressant. Det intressanta är förstoringsgraden eller avbildningsskalan, dvs hur stort ett motiv avbildas på filmen.

Jämför t ex ett 28 mm objektiv med närgräns 25 cm och ett 200 mm objektiv med närgräns 1 m. Motivet (t ex en blomma) blir då betydligt större på filmen med det längre objektivet trots den längre närgränsen.

Avbildningsskala

Även kallad förstoringsgrad. Definieras som förhållandet mellan ett motivs storlek på filmen och i verkligheten. Den anges som ett bråk eller i decimalform.

Ex: En mynt som är 20 mm avbildas som 5 mm på filmen. Då är avbildningsskalan 5/20 = 1/4. Detta skrivs ofta som 1:4 eller 0,25.

Skala 1:1 eller 1,0 kallas "naturlig storlek" eller "life-size". Normal närbildsfotografering brukar gälla skala 0,1 - 1. Vid skala över 1 brukar man tala om mikrofotografering. Det kräver i regel andra verktyg och annan teknik.



Bild 1. Vid avbildningskala 1:2 avbildas en yta på 72 x 48 mm.
Nikon F3, Sigma 180/3.5 Macro, bl. 11, 1/2s, stativ, Kodak E100VS

Utdrag

Med utdrag menar man man att objektivets optiska centrum har flyttats frammåt så att avståndet till filmplanet är större än brännvidden. Skillnaden kallas utdrag. Utdrag kan åstadkommas med fokuseringsringen eller med tillbehör som mellanringar och bälg.



Fig1. Fokusering på oändligt respektive nära håll.
Följande formel gäller: avbildningsskala = utdrag / brännvidd

Ex: Med 25 mm utdrag (t ex mellanring) på ett 50 mm objektiv blir avbildningsskalan 0,5. Med samma utdrag på ett 100 mm objektiv blir avbildningsskalan bara 0,25.

Arbetsavstånd

Med arbetsavstånd menar man avståndet mellan motiv och filmplan. Med fritt arbetsavstånd menar man avståndet mellan motivet och objektivet (eller motljusskyddet).

Det finns stora fördelar med längre brännvidd och därmed större arbetsavstånd:

• lättare med ljussättning
  
• man stör ej motivet (t ex insekter)
  
• perspektivet blir naturligare (t ex blommor)
  
• man får med mycket mindre del av bakgrunden vilket gör det lättare att få den ren och mindre störande.

Med mycket långa brännvidder kan dock avstånden bli så stora att det blir svårhanterigt i trånga utrymmen. Dessutom ökar priserna på objektiv och tillbehör.

Följande formler kan vara intressanta.

d = f * (2 + m + 1/m) eller
f = d / (2 + m + 1/m)

d = avstånd (distance)
f= brännvidd (focal length)
m= avbildningsskala (magnification)

Vi ser att avståndet är proportionellt mot brännvidden.

Objektiv runt 50 mm eller kortare är olämpliga för närbilder pga de alltför korta arbetsavståden. Objektiv på 300 mm eller mer blir dyra och ohanterliga. Idealet är ofta objektiv på 100 – 200 mm. Antingen makroobjektiv eller vanliga objektiv med närbildstillbehör.

Moderna objektiv, speciellt makroobjektiv och ”makrozoomar”, har flytande linser (de inbördes avstånden mellan linselmenten ändras vid fokusering) och ”fuskar” för att uppnå högre avbildningsskala. Genom att minska brännvidden behövs inte lika stora utdrag. Nackdelen är att arbetsavståndet minskar enligt formlerna ovan. Ta t ex Sigmas zoom 28–135 makro. Vid längsta brännvidden 135 mm kan uppnå avbildningsskala 1:2. Detta vid avståndet 24 cm. En beräkning ger att faktiska brännvidden sjunkit till 53 mm!

Skärpedjup

Alla brännvidder, såväl vidvinklar som telen, ger samma skärpedjup! Det enda som påverkar skärpedjupet är avbildningsskalan och bländaren. När avbildningsskalan ökar minskar skärpedjupet och är väldigt kort vid större avbildningsskalor. Vid närbildsfotografering fördelas skärpedjupet ungefär lika hitom och bortom skärpeplanet.



Bild 2. 55mm bländare 4. Nikon F3, Micro-Nikkor 55/2.8, bl. 4, 1/15s, stativ, Kodak E100VS


Bild 3. 180mm bländare 4. Exakt samma skärpedjup som bilden med 55mm men vi får med mindre av bakgrunden vilket gör den lugnare. Nikon F3, Sigma 180/3.5 Macro, bl. 4, 1/15s, stativ, Kodak E100VS

Exponering

När man ökar avbildningsskalan genom utdrag minskar ljuset som når filmen enligt ”ljuset avtar med kvadraten på avståndet”. Vid t ex skala 1 minskar ljuset till ¼ eller 2 steg. Ta t ex ett 50 mm objektiv med 50 mm utdrag. Avbildningsskalan blir 1 och avståndet mellan objektivcentrum och filmplan blir 100 mm. Jämfört med fokusering på oändligt har detta avstånd fördubblats. För att kompensera detta måste man förlänga exponeringstiden två steg eller öppna bländare två steg. Moderna kameror som mäter ljuset genom objektivet kompenserar automatiskt för detta så man behöver inte bry sig. Använder man lös exponeringsmätare eller manuell blixt måste man dock kompensera. Med försättslinser påverkas inte exponeringen alls.

Använder man diafilm eller kör digitalt som har liten exponeringstolerans måste man vara noga med ljusmätningen. Om motivet avviker från normaltonat, t ex innehåller mycket ljusa eller mörka partier, måste man kompensera exponering eftersom ljusmätaren blir lurad. Ljusmätaren är kalibrerad för ett normalmotiv. Om motivet är ljust måste man överexponera och om motivet är mörkt måste man underexponera för att kompensera ljusmätaren. Kompensationen kan vara från ½ steg till kanske 2 steg beroende på avvikelsen från normalgrått. Alternativ placerar man ett gråkort framför motivet och mäter ljuset manuellt.

Tillbehör

Makroinställning

En del objektiv kan fokuserar nära och en del, speciellt zoomobjektiv, har speciella makroinställningar. Det är bekvämt men ger ofta inte lika bra resultat som andra alternativ. En del zoomobjektiv har ”makroinställning” vid den kortaste brännvidden vilket inte är så bra.

Försättslinser

Försättslinser skruvas i objektivets filtergänga eller hålls framför objektivet och gör att man kan fokusera närmare. Det är den enda lösningen för kameror med fast monterat objektiv. Med försättslinser är arbetsavståndet fixt och man kan endast finjustera med objektivets fokuseringsring.

Fördelar med försättslinser är enkel hantering och lågt pris. En nackdel är att avbildningsskalan inte kan ändras steglöst.

Linsernas (som är positiva/konvexa) styrka mäts i dioptrier som är ett annat sätt att ange linsens brännvidd. Förhållandet mellan brännvidd, f, och dioptri, D, är: f= 1000 / D
eller D = 1000 / f

Ex: En lins +2 har brännvidden 500 mm.

Den effektiva kombinerade brännvidden (fn) för objektiv (med brännvidd
f) plus försättslins blir:

fn = 1000 / ((1000 / f) + D)

Ex: Med en +3 lins på ett 200 mm objektiv blir brännvidden 125 mm.

Avbildningsskalan kan räknas ut som
m = D * f / 1000

Ex: Med en +3 lins på 200 mm blir avbildningsskalan 0,6 medan den bara blir 0,15 med 50 mm objektiv. Vill man ha stor avbildningsskala ska man alltså välja objektiv med lång brännvidd.

Försättslinser har ibland beteckningar som innehåller dioptritalet och ibland beteckningar som innehåller brännvidden. De flesta billiga försättslinser en enlinsliga och ger bäst resultat med normalobjektiv. Med tele blir resultatet ofta inte riktigt skarpt. Bättre dyrare försättslinser är tvålinsiga (akromatiska) och ger bra resultat även med teleobjektiv. De har ofta ett D eller T i beteckningen. De kan med fördel kombinas med telezoomar som då ger tillgång till bekväm ändring av avbildningsskalan. Försättslinser finns i de flesta filterstorlekar från 49 till 77 mm. Med en adapterring kan man använda en större lins på objektiv med en mindre filterfattning.

Man kan kombinera två eller flera försättslinser. Addera i så fall dioptritalen. Placera den starkaste linsen närmast objektivet.

Exponeringen påverkas inte när man använder försättslinser.

Mellanringar

Enkla ringar utan linselement som monteras mellan kamerahus och objektiv kallas mellanringar. De finns med olika tjocklek från några mm till ca 50 mm som kan kombineras godtyckligt. Ofta kan man köpa ett set bestående av t ex 12, 20 och 36 mm. De mest avancerade modellerna överför alla mekaniska och elektriska kopplingar. Med enklare modeller förlorar man funktionalitet som t ex autofokus och exponeringsautomatik. Man måste använda mellanringar som är anpassade till aktuell kameramodell.

Den sammanlagda tjockleken hos ringarna bilder utdraget och vi får

avbildningsskala = utdrag / brännvidd

För stora avbildningsskalor kan man alltså välja korta brännvidder eller långa utdrag.

Ex: 36 mm mellanring på ett 50 mm objektiv ger avbildningsskalan 0,72 medan man får 0,18 med ett 200 mm objektiv.

Fördelen med mellanringar är enkelheten och relativt lågt pris. Nackdel är att man behöver många ringar till teleobjektiv samt att man endast kan ändra avbildningsskalan i fasta steg. Man kan dock finjustera med objektivets fokuseringsring. Man förlorar ljus när mellanringar används så exponeringen påverkas. Då de flesta kameror idag mäter ljuset genom objektivet behöver man dock inte tänka på kompensationen.

Bälg

En bälg kan beskrivas som en kontinuerligt variabel mellanring. De kan ofta varieras från ca 40 mm till ca 120 mm. Med de flesta bälgar forlorar man vissa kopplingar mellan objektiv och kamerahus och därmed funktionalitet. Bälgar är dyra och bökiga att hantera och används mest för stora förstoringar av orörliga föremål inomhus.

Makroobjektiv

Objektiv speciellt avsedda för närbilder kallas makroobjektiv. Förutom att vara optiskt optimerade för närbilder kan fokuseras närmare och därmed ge större avbildningsskala än vanliga objkektiv. På långa avstånd fungerar de precis som vanliga objektiv och bildresultatet blir identiskt. Makroobjektiv finns med brännvider runt 50, 100 och 200 mm. Ljusstyrkan brukar vara 2,8 – 4. De ger avbildningsskala 1:2 eller 1:1 utan extra tillbehör och är därför mycket bekväma att använda.

Traditionella makroobjektiv har en lång fokuseringssnäcka, en sorts steglös mellanring. De är optimerade för närbilder och kräver nedbländning för perfekt resultat på långt avstånd.
Moderna makroobjektiv åstadkommer hög avbildningsskala genom en kombination av utdrag och reducerad brännvidd (flytande linselement). De fördelar man får man detta är kompaktare format, optimal bildkvalitet både på korta och långa avstånd samt något minskad ljusförlust pga utdraget. Nackdelen är minskat arbetsavstånd.

De flesta makroobjektiv har oerhört hög optisk kvalitet som är lika bra eller bättre än vanliga objketiv. De kan alltså ersätta dessa om man kräver hög ljusstyrka.

Makroobjektiv är lite dyrare men är mycket bekväma att arbeta med och väl värt pengarna om man är intresserad av närbilder.

Omvändningsring

Med en s.k. omvändingsring man kan montera ett objektiv bakvänt. Resultatet motsvarar en mellanring. Objektivets fokuseringsring är satt ur spel och man kan endast fokusera genom att flytta hela kameran/objektivet. Omvändningsringen (som är billig) är speciellt intressant för vidvinklar och ger då väldigt hög avbildningsskala. All automatik förloras dock och man måste blända ner objektivet manuellt. Det går bra med Nikon, Pentax, Konica, Contax/Yashica och manuella Minolta. Med Canon FD och Olympus måste man använda en speciell (billig) adapter. Canon EOS och Minolta AF kräver specialadapter (dyr).

Sammankopplade objektiv

Ett bra sätt att få stor avbildningsskala är att koppla samman två objektiv. Ett objektiv monteras bakvänt på ett annat objektiv mha en speciell kopplingsring (billig). Det bakvända objektivet fungerar som en kraftig försättslins. Det ska användas på full bländaröppning. Exponering och skärpedjup regleras med det rättvända objektivet.

avbildningsskala = rättvända_objektivets_brännvidd / bakvända_objektivets_brännvidd

Ex: Ett omvänt 50 mm objektiv på ett 100 mm objektiv ger skala 2.

Telekonverter

En telekonverter monteras mellan kamerahus och objektiv. Normalt används dessa för att öka brännvidden med 1,4x eller 2x beroende på modell. De kan kombineras med övriga tillbehör. För närbilder är de intressanta då de ökar avbildningsskalan eller arbetsavståndet.

Ex: Ta ett 50 mm objektiv och en mellanring på 25 mm. Detta ger skala 1:2. Sätter man på en 2x telekonverter mellan kamerahuset och mellanringen ökar avbildningsskalan till 1. Om man i stället monterar telekonvertern mellan objektiv och mellanring får man skala 1:4 med 100 mm brännvidd. Fördelen jämfört med att ta en mellanring på 12,5 mm på 50 mm objektiv som också ger skala 1:4 är att arbetsavståndet fördubblas.

I praktiken

Val av kamera

Med en systemkamera (film eller digital) med utbytbara objektiv och spegelreflexsökare har man alla möjligheter. Kompaktkameror med fast objektiv och optisk genomsiktssökare är olämpliga då sökaren ger stora parallaxfel. Man ser ej exakt vad som kommer med på bilden och kan inte kontrollera skärpan. Digitala kompaktkameror går dock att använda då bildskärmen kan användas för kontroll av utsnitt och skärpa.

Optisk kvalitet

Olika alternativ ger till viss del olika resultat. De kan rangordnas från bäst till mindre bra:

1. Makroobjektiv ger oftast perfekt resultat
   
2. Tvålinsiga försättslinser och mellanringar/bälg kan om de kombineras med ”rätt” objektiv ge mycket bra resultat.
   
3. Enkla billiga försättslinser eller zoomobjektivs inbyggda makroläge ger sämre skärpa i kanterna om man inte bländar ner ordentligt.
   

Icke optimala kombinationer ger s.k. bildfältskrökning. Den resulterar i att skärpan endast är perfekt i mitten eller i kanterna men inte samtidigt. Lösningen är att blända ner ordentligt. Makroobjektiv ger ofta perfekt skärpa över hela bilden även på full bländaröppning. Skall man fotografera av plana motiv typ dokument är de att föredra.

Stativ och tillbehör

För bästa skärpa måste stativ användas. Normala stativs lägsta höjd kan ofta vara för högt för makrobilder på t ex små blommor. Även om stativet kan fällas ut i spagat har stativhuvudet en viss höjd. Det finns tre lösningar:

- Lägg kameran på marken. Stadigare stativ finns inte.
- Vänd mittpelaren upp och ner. Nackdelen är att kameran måste hanteras uppochnervänd.
- Använd en klämma och kulled som fästs på ett stativben.

För att minska risken för oskärpa pga vibrationer bör man alltid använda en trådutlösare eller självutlösaren. Om man kan låsa spegeln i uppfällt läge är det en extra säkerhetsåtgärd.

Skärpeinställning

Var mycket noggrann med skärpeinställningen. Skärpedjupet är så litet att exakt inställning är nödvändig. Det är också viktigt att kameran är helt parallellt med motivet.

Koppla gärna bort ev. autofokus. Användning av en helt slät mattskiva utan mikroraster/snittbild är att föredra. För noggrann inställning kan man använda en sökarlupp.

Använder man objektivets fokuseringsring så ändrar man avbildningsskalan. Vill man inte det så måste man flytta på kameran. En fokuseringssläde kan underlätta finjusteringen. Då slipper man flytta stativet vilket är bökigt.

Om kameran är i markhöjd kan det bli besvärligt att se i sökaren. Ett ljusschakt eller en vinkelsökare underlättar.



Bild 4. Kameran helt parallellt med motivet. Stor bländare för att få lugn bakgrund. Canon EOS 5, Sigma 90/2.8 Macro, bl. 4, 1/125s, stativ, Agfa RSX50

Bakgrund

Bakgrunden är mycket viktig i makrobilder. Ofta vill man ha den så ren och lugn som möjligt så att den inte stör huvudmotivet. Det gäller att inte blända ner för mycket. Ofta är det en fördel att arbeta med längre brännvidder. Då får man med en mindre del av bakgrunden så det blir lättare att hitta en lugn sådan. Dessutom upplevs bakgrunden som oskarpare än om kortare brännvidder används.

Softningstekniker

Tre tekniker för att få fram ”softade” kreativa bilder kan vara värt att prova på t ex blommor.

Dubbelexponering

Gör en skarp exponering och sedan utan att röra kameran gör en oskarp exponering på samma filmruta. Den oskarpa exponeringen ska vara lagom oskarp vilket måste provas fram. Den oskarpa exponeringen måste göras på full bländaröppning. Underexponera varje delexponering ett steg så blir summan rätt.

”Dålig” försättslins

Genom att använda en vanlig enlinsig försättslins på en lång brännvidd (200 – 300 mm) fås en mjuk bild med överstrålning på ljusa motivdelar. Det kan bli mycket effektfullt.

Vaselin på filter

Genom att smeta lite vaselin på ett UV-filter (aldrig på själva objektivet) fås en mer eller mindre kraftig mjukteckning.



Bild 5. ”Dålig” försättslins på 300mm. Canon EOS 5, Canon EF 100-300 USM, Canon CU450, bl. 5,6, 1/250s, stativ, Fuji Velvia 50