Scherptediepte

Wanneer een objectief is scherpgesteld op een punt, is er een gebied vóór dat punt (dichter bij de camera) en achter dat punt (verder van de camera af) dat er scherp uitziet. De grootte van dit schijnbaar scherpe gebied wordt de scherptediepte ('Depth of Field', DOF) genoemd, en dit gebied kan kleiner of groter worden gemaakt om een creatief effect te bereiken.

Scherptediepte is in feite een van de belangrijkste creatieve hulpmiddelen voor fotografen, omdat je ermee kunt sturen welk gedeelte van je opname scherp is en welk gedeelte vaag. In een portret bijvoorbeeld wil je misschien de scherptediepte zodanig beperken dat alleen het gezicht van je onderwerp scherp is terwijl de rommelige achtergrond erachter, die alleen maar afleidt, vaag blijft. Landschapsfotografen daarentegen willen vaak een grote scherptediepte, zodat alles er scherp uitziet, vanaf de voorgrond tot aan de verste achtergrond.

Scherptediepte bestaat omdat onze ogen het verschil niet kunnen verwerken tussen een punt en een heel kleine lichtkring. Wanneer een objectief scherpstelt, wordt elk punt van het onderwerp in het scherpstelvlak geprojecteerd als een punt op de sensor van de camera. Al deze punten bij elkaar vormen een scherp beeld van het onderwerp. Als het onderwerp plat zou zijn, bijvoorbeeld een levensgrote kartonnen figuur die precies loodrecht staat ten opzichte van het objectief, dan zou elk deel van het onderwerp echt scherp zijn.

Maar delen van de scène die niet in het scherpstelvlak staan, vormen geen beeldpunten op de sensor. De lichtstralen van deze punten komen samen in een focuspunt voor of achter de sensor, wat betekent dat ze een cirkel vormen wanneer ze de sensor raken.

Zie het als wanneer je zonnestralen door een vergrootglas focust op een stuk papier – op de juiste afstand stelt de lichtkegel scherp tot een punt, maar richt je het vergrootglas te hoog of te laag dan krijg je een kleinere of grotere lichtkring, alsof je de lichtkegel hebt doorgesneden.

Als de cirkel op de sensor zo klein is dat deze er ogenschijnlijk uitziet als een punt, verschijnt dat deel van het onderwerp nog scherp in het beeld. Als je ogen een lichtkring waarnemen, dan ziet dat deel van het onderwerp er onscherp uit. De grootste cirkel die nog steeds wordt waargenomen als een punt, wordt de cirkel der verwarring genoemd, en is een sleutelfactor bij het definiëren van de scherptediepte.

Dus wat is de diameter van deze cirkel? Daar begint nu net de verwarring, omdat we rekening moeten houden met meerdere factoren. Zo kun je je afvragen hoe scherp je eigen gezichtsvermogen is. En vanaf welke afstand kijk je?

Met perfect zicht, bij ideale lichtomstandigheden en op een normale leesafstand, kan een cirkel der verwarring een luttele 0,06 mm zijn. Maar deze omstandigheden zijn veel te rigide voor de echte wereld, en in fotografie wordt vaak een getal van rond de 0,17 mm gebruikt als de grootste kring die de meeste kijkers nog zouden waarnemen als een punt.

Er is echter ook nog iets anders waar je rekening mee moet houden. Je hebt misschien gemerkt dat wanneer je naar een miniatuurbeeld van een digitale opname kijkt, of wanneer je dit bekijkt op de achterkant van een camera, het er scherp uitziet, maar dat wanneer je het vervolgens bekijkt op je computerbeeldscherm, het er toch niet zo scherp uitziet als je in eerste instantie dacht.

Hier speelt de weergavegrootte mee. Het feitelijke beeld heeft het formaat van de sensor – 36x24 mm in het geval van een full-frame sensor, dezelfde grootte als een 35 mm filmnegatief – maar dit wordt zelden bekeken op de originele grootte. Traditioneel gezien zou dit beeld worden vergroot tot een print van 5x7-inch. Dit is een vergroting die 5x zo groot is als het originele beeld, zodat de cirkel der verwarring van 0,17 mm wordt vergroot tot circa 0,85 mm – gemakkelijk waarneembaar als een cirkel voor de meeste mensen. Dus als we een cirkel willen bereiken die er nog steeds uitziet als een punt op dit gangbare weergaveformaat, hebben we op de sensor een cirkel nodig die een formaat oplevert van 0,17 mm nadat hij vijf keer is vergroot. Een snelle berekening op een rekenmachine leert dat dit formaat zo'n 0,034 mm is.

Een cirkel der verwarring is gebaseerd op waarneming – het is niet iets dat exact kan worden berekend. Daarom geven verschillende scherptedieptediagrammen en -tabellen vaak verschillende resultaten – ze zijn gebaseerd op verschillende waarden van een cirkel der verwarring. Canon gebruikt een waarde van 0,035 mm in scherptediepteberekeningen voor haar full-frame camera's. Op EOS-camera's met sensor van het kleinere APS-C-formaat moet het beeld meer worden vergroot om een print van 7x5 inch te produceren, wat betekent dat een kleinere cirkel der verwarring is benodigd op de sensor. Canon gebruikt 0,019 mm in haar berekeningen.

Er zijn een paar factoren die bepalend zijn voor scherptediepte of voor onze waarneming ervan:


Diafragma

Het diafragma is de gemakkelijkste manier om scherptediepte te beheersen. De vuistregel is simpel: hoe kleiner het diafragma (ofwel, hoe hoger het f-getal), des te groter de scherptediepte. Zo geeft f/16 je bijvoorbeeld een grotere scherptediepte dan f/4.

Dit komt omdat via een kleiner diafragma een kleinere lichtbundel de sensor kan bereiken vanaf een willekeurig punt op het onderwerp. Dit betekent dat, als de overige factoren gelijk zijn, de lichtcirkel van een gebied dat verder ligt dan het brandpunt kleiner zal zijn, waardoor dat deel van het beeld er scherper uit zal zien dan bij een groot diafragma.

Een heel algemene vuistregel is: gebruik diafragma's tussen circa f/2.8 en f/8 voor portretten waarbij de achtergrond onscherp moet zijn. Gebruik een diafragma tussen circa f/11 en f/22 voor landschappen waarbij je alles vanaf de voorgrond tot aan de verre horizon scherp wilt laten overkomen.


Afstand onderwerp

Hoe groter de afstand tussen het objectief en het onderwerp, hoe groter de scherptediepte. Dit komt omdat hoe verder weg je je van het onderwerp bevindt, des te haakser op de sensor (of minder verspreid) het licht binnenvalt in de lens. Dit betekent dat onscherpe gebieden een kleinere cirkel op de sensor vormen dan wanneer het objectief is scherpgesteld op een onderwerp dat zich dichterbij bevindt.

Een onderwerp dat zich dichterbij bevindt, reflecteert meer verspreid licht in de lens. Dit licht vormt, nadat het de lenselementen van het objectief heeft doorlopen, een relatief grote cirkel op de sensor.

Iedereen die zich wel eens met close-up fotografie heeft beziggehouden, heeft vast gezien hoe heel dicht bovenop een onderwerp fotograferen leidt tot heel weinig scherptediepte. Bij een levensgrote vergroting ziet vooral het onderwerp in het scherpstelvlak er scherp uit en is het punt waarop je scherpstelt cruciaal voor het al dan niet bereiken van een geslaagde foto.

Brandpuntsafstand

De meeste fotografen kiezen gewoonlijk eerder een brandpuntsafstand van het objectief die past bij het onderwerp of de opnameomstandigheden dan een brandpuntsafstand die past bij de scherptediepte. De algemeen aanvaarde regel is echter dat je meer scherptediepte krijgt met groothoekobjectieven dan met teleobjectieven. Deze regel is misleidend. Wat er in feite gebeurt, is dat een groothoekobjectief het onderwerp minder sterk vergroot dan een teleobjectief, wat betekent dat een groter deel van het beeld scherper oogt.

Een simpele test is om twee foto's te maken van hetzelfde onderwerp vanuit dezelfde positie, een met een groothoekobjectief en een met een objectief op tele-brandpuntsafstand. Vervolgens vergroot je het midden van de groothoekopname totdat die even groot is als de foto die met een teleobjectief is gemaakt. Je zult zien dat de scherptediepte identiek is.

Scherptediepte gaat echter over aanvaardbare scherpte, en een groothoekopname zal voor een hele scène meer zichtbare scherpte opleveren.

Probeer anders eens dezelfde compositie met hetzelfde kader te maken met behulp van een groothoekobjectief en een teleobjectief. Met het groothoekobjectief moet je veel dichter op het onderwerp gaan zitten om hetzelfde kader te bereiken als met het teleobjectief, waardoor de scherptediepte met hetzelfde diafragma nagenoeg hetzelfde is.

Als heel algemene regel zijn groothoekobjectieven goed voor landschappen waarbij je van voor tot achter scherpte wilt. Een middelgroot teleobjectief (circa 100mm of 135mm) is goed voor portretten als je een onscherpe achtergrond wilt.

Zoals je kunt zien is het definiëren van scherptediepte nogal een willekeurige aangelegenheid. Dus hoe kun je de resultaten die door jouw camera worden geproduceerd, enigszins beheersen? Hier volgen enkele mogelijkheden.


De vuistregels

Als je een grote scherptediepte wilt, stel je een klein diafragma in (hoger f-getal), zoals f/16 of f/22. Als je een klein diafragma gebruikt, kan hiervoor een langzame sluitertijd vereist zijn voor de correcte belichting, dus gebruik een statief om de gevolgen van cameratrillingen te verminderen. Gebruik ook een groothoekobjectief voor maximaal effect.

Als je een kleine scherptediepte wilt, stel dan een groot diafragma in (lager f-getal), zoals f/2.8 of f/4, en gebruik een teleobjectief voor maximaal effect.

Als scherptediepte geen cruciale factor in je compositie is, gebruik dan een diafragma van circa f/5.6, f/8 of f/11. Je objectief zal meestal optimale prestaties bieden met deze instellingen.


Basismodi

Misschien denk je dat het gebruik van een van de instellingen van de Basismodi die beschikbaar zijn op EOS-camera's je tijd en moeite zal besparen. Misschien neem je aan dat de modus Landschap je veel scherptediepte zal geven, terwijl je met de modus Portret een onscherpe achtergrond krijgt. Helaas niet. De Basismodi voor het maken van foto's zijn ontworpen als gemakkelijke instellingen voor beginners, die de extremen van diafragma-instellingen of sluitertijden vermijden die echte creatieve beheersingsmogelijkheden bieden. Het beste advies voor als je de scherptediepte wilt beheersen terwijl je alles relatief simpel houdt, is om te fotograferen in de modus Diafragmavoorkeuze (Av).


Voorbeeld scherptediepte en Focus peaking

Op een spiegelreflexcamera is het beeld dat je in de zoeker ziet normaal gesproken de weergave van de grootst mogelijke beschikbare diafragma-instelling op het objectief dat je gebruikt. Dit houdt in dat je de scherptediepte niet visueel kunt inschatten voordat je een opname maakt. Als jouw camera echter beschikt over een knop Voorbeeld scherptediepte en je drukt erop, dan beperkt de weergave in de zoeker zich tot de huidige diafragma-instelling. Zo zie je door de zoeker welk deel van de scène scherp is en zie je dit zelfs nog duidelijker op het Live View-scherm op het LCD-scherm van de camera.

Als je camera geen speciale knop voor een voorbeeld van de scherptediepte (Depth of View Preview) heeft, kun je deze functie toewijzen aan de SET-knop van je camera met een aangepaste functie terwijl je de modus P, TV, Av of M gebruikt.

Op de EOS 90D in Live View en op systeemcamera's, waaronder de EOS R5, EOS R6, EOS R, EOS RP, EOS M6 Mark II en EOS M50 Mark II, kun je ook Manual Focus peaking (MF peaking) inschakelen, een visueel hulpmiddel dat weergeeft welke gebieden scherp in beeld worden gebracht. In theorie vallen de scherpgestelde gebieden samen met het grootste contrast. Het beeld wordt dus gecontroleerd op contrast en deze gebieden worden in een heldere kleur van jouw keuze gemarkeerd op het display. Je kunt de gemarkeerde gebieden in de scène zien terwijl je de scherpstelling aanpast.


Scherpstellen op hyperbrandpuntsafstand

Scherptediepte reikt verder tot vóór het brandpunt en tot erachter. In feite strekt de scherptediepte, behalve wanneer het onderwerp zich heel dichtbij bevindt, zich uit tot ongeveer twee keer zo ver achter het brandpunt als ervoor. Dit betekent dat als je scherpstelt op oneindig of op de horizon, je in feite wat scherptediepte 'verspilt' en niet de breedst mogelijke scherpe zone in je beeld krijgt.

Scherpstellen op hyperbrandpuntsafstand is een techniek waarmee je de maximale scherptediepte in een foto kunt vastleggen. Het doel is om zodanig scherp te stellen dat de verste grens van de scherptedieptezone net reikt tot aan de oneindigheid (of het verste punt in de scène). Het punt waarop je moet scherpstellen om dit te bereiken wordt de hyperbrandpuntsafstand genoemd.

De hyperbrandpuntsafstand is de dichtstbijzijnde grens van het scherptedieptegebied wanneer je hebt scherpgesteld op oneindig. En wanneer je scherpstelt op de hyperbrandpuntsafstand, reikt het scherptedieptegebied vanaf ongeveer halverwege de hyperbrandpuntsafstand tot oneindig.

Er zijn op het internet volop scherptedieptetabellen verkrijgbaar waarin je kunt opzoeken wat de hyperbrandpuntsafstand is voor elke combinatie van objectief en camera, maar de hyperbrandpuntsafstand is geen vaste waarde voor een objectief – deze verandert naar gelang het diafragma en de brandpuntsafstand – dus de gemakkelijkste manier om deze te berekenen is door de rekenmachine voor scherptediepte en hyperbrandpuntsafstand te gebruiken in Canon's gratis Photo Companion-app. Deze vind je onder Vaardigheden - Rekenmachines. Stel vervolgens je cameraobjectief in op handmatig scherpstellen (Manual Focusing) (aan de zijkant van de meeste Canon-objectieven zit een AF/MF-schakelaar) en draai de scherpstelring naar deze afstand.

Als je geen tijd hebt voor berekeningen, is een algemene stelregel dat je moet scherpstellen op ongeveer een derde van de afstand in een scène.

Hoewel je met een klein diafragma een grote scherptediepte kunt bereiken, is het belangrijk om te onthouden dat hierdoor ook de impact van diffractie (de afbuiging van licht wanneer het over de randlamellen van het diafragma loopt) duidelijker wordt.

Dit kun je zelf waarnemen door het nauwkeurig bestuderen van een reeks beelden die vanuit precies hetzelfde standpunt zijn gemaakt terwijl het diafragma wordt versteld van de grootste naar de kleinste instelling. Hoewel fotograferen met de grootste diafragma-instelling in eerste instantie scherpere beelden kan opleveren, zul je zien dat, wanneer je de beelden onderzoekt die met de kleinste diafragma-instellingen zijn gemaakt, deze niet zo scherp zijn – zelfs niet op brandpuntsafstand. Dat komt doordat het afgebogen licht niet kan worden scherpgesteld op een klein punt.

Canon's diffractiecorrectiefunctie kan de ergste gevolgen van diffractie verzachten en scherpere beelden produceren met instellingen voor een kleiner diafragma. Deze ingebouwde functie is beschikbaar in bepaalde camera's wanneer je JPEG- of HEIF-opnamen maakt en kan worden toegepast met behulp van Canon's Digital Photo Professional (DPP)-software tijdens de nabewerking, als je RAW-opnamen hebt gemaakt. Diffractiecorrectie maakt ook deel uit van Canon's Digital Lens Optimizer (DLO)-technologie in camera's die hierover beschikken en in de DPP-software.