Natuurfotograaf Marc De Schuyter

6. Scherptediepte met tilt, de theoretische verklaring

Grafisch kan echter al heel wat verduidelijkt worden zodat aan de hand van enkele figuurtjes heel wat beschrijving achterwege kan blijven.

Er bestaan veel websites (meestal Engelstalig)die dit thema behandelen. De een gaat al wat dieper in deze materie dan de andere. Enkele die ik wel kan aanbevelen zijn deze: http://www.northlight-images.co.uk/index.html
http://www.trenholm.org/hmmerk/ alles over de technische camera.

De figuurtjes zijn eveneens ontleend aan een informatieve site en hoewel in het Engels, toch zeer duidelijk te begrijpen.

Een zekere Scheimpflug en Carpentier legden de basis waarop het scherpstellen van de technische camera gebaseerd is, hiervan is ook een deeltje dat de verklaring vormt waar we op zoek naar zijn. In ons geval spreken we enkel over bewegingen van het voorste deel van de lens, niet zoals bij technische camera waarbij ook bewegingen van het film(sensor)vlak mogelijk zijn.

Het sleutelwoord in het begrijpen van de werking is het scherptevlak (Plane of Sharp Focus). Stel dat we ons voor een willekeurig onderwerp bevinden op 8m afstand. Stellen we de lens hierop scherp, dan zal het scherptevlak perfect evenwijdig lopen met het sensorvlak(=beeldvlak).

Wijzigen van de scherpstelling wijzigt de afstand waarop dit scherptevlak zich bevindt. Zelfs op oneindig blijft het scherpstelvlak nog steeds evenwijdig aan het sensorvlak. Je kan ook zeggen dat scherpstellen dit scherpstelvlak dichter naar ons of van ons verwijdert, steeds parallel aan het sensorvlak.

Deze beschrijving beantwoordt aan de klassieke opstelling met een starre lens. Het wijzigen van het diafragma zorgt voor een wijzigen van de scherptediepte, voor en achter dit scherpstelvlak en er ook weer evenwijdig aan. 

Zijdelingse noot: strikt genomen bestaat er geen scherptediepte, enkel de zone waarop we hebben scherp gesteld wordt scherp afgebeeld. De onderwerpen net voor of achter deze zone worden niet meer als scherpe puntjes afgebeeld, maar als kleine ronde schijfjes (verstrooiingscirkels), die groter worden, naarmate ze zich verder van het scherpstelvlak bevinden. Daar ons oog deze kleine schijfjes tot een bepaalde grootte ook nog als scherpe puntjes aanziet hebben we dus de indruk dat deze even scherp zijn als de onderwerpen in het scherpstelvlak. Deze afstand voor en achter het scherpstelvlak dat we nog als scherp ervaren wordt aldus scherptediepte genoemd.

Hierbij een klassieke opstelling met een starre lens.  De scherptediepte bestrijkt een gebied, voor en achter het scherpstelvlak (= gebied waarop we hebben scherp gesteld), niet steeds 50%/50%. Bij groothoek zit ongeveer 1/3 van de scherptediepte voor het scherptevlak en ongeveer 2/3 erachter. Voor teleobjectieven en macro rond 1:1 zitten we aan een gelijke verdeling voor en achter.

Vergroten we het diafragma, dan vergroot ook het scherptedieptegebied. De enige andere manier om de scherptediepte te wijzigen is om de opname afstand te wijzigen, gaan we dichter naar ons onderwerp, verkleint deze en omgekeerd.

Zo zie je dat de veelal verkeerdelijk aangenomen stelling dat de scherptediepte afhankelijk is van de brandpuntsafstand van een objectief eigenlijk niet juist is.  Bij eenzelfde afbeeldingsgrootte en diafragma van verschillende lenzen is ze immers gelijk.

Bij het kantelen van het objectief, kantelt het scherptevlak mee en verloopt volgens een vlak dat schuin ligt in de richting waarin we kantelen.

We maken weer gebruik van een figuurtje dat een en ander verduidelijkt.

 Om de ligging van deze lijn te bepalen helpen twee principes ons vooruit.

Het eerste principe is de Scheimpflug lijn.

Deze lijn (de groene punt in de figuur, is in werkelijkheid een lijn die door ons scherm loopt-de z-as) wordt bepaald als het snijpunt tussen het sensorvlak (olijfgroen), het lensvlak (paars), en het scherpstelvlak (rood). Vanuit deze Scheimpflug lijn kunnen oneindig veel scherpstelvlakken (rode lijnen) getrokken worden. (fig 3)

Bij het toepassen van meer of minder tilt kan de Scheimpflug lijn enkel verschuiven langs de sensorvlaklijn. We kunnen zelfs ons scherpstelvlak evenwijdig leggen met het grondvlak.

Om echter een exacte bepaling van hoe de lijn van ons scherptevlak loopt, hebben we twee punten nodig. Door twee punten loopt immers een lijn. Dit tweede punt bepalen we met het volgende principe.

Het tweede principe is de Hinge lijn.

De Hinge lijn is aangeduid met de blauwe punt (weerom z-as) en wordt bepaald door het snijpunt van het parallel aan sensorvlak lensvlak (groen), de voorste beeldvlak (blauw)
(= parallel aan lensvlak  en juist de brandpuntsafstand verwijdert naar het onderwerp toe) en het scherptevlak (rood) Aangezien het scherptevlak door beide punten moet lopen (Scheimpflug en Hinge) is de positie van het scherptevlak dus volledig bepaald.

Wie nog volgt, lees vooral verder want we zijn er bijna!
Hoe controleren we nu de Hinge lijn? We weten immers dat de Scheimpflug lijn bepaald wordt door de kanteling van de lens. Het antwoord is via de scherpstellingsring van het objectief. Als we de lens kantelen of scherpstellen (bij een gekantelde lens), verschuift de Hinge lijn.

Dit maakt het proces van scherpstellen complex, aangezien we met twee variabelen werken (tilt en scherpstellen).

Deze twee variabelen beïnvloeden de wijze waarop de beide lijnen verschuiven op een complexe manier.

Tilt verschuift de Scheimpflug lijn naar boven of naar beneden op de lijn van het sensorvlak.

Het verschuift eveneens de Hinge lijn (naar boven/beneden) op de parallel aan sensorvlak lensvlak lijn op zodanige wijze dat de helling van het scherptevlak ongewijzigd blijft.

Scherpstellen zorgt ervoor dat de Scheimpflug lijn naar boven/beneden verschuift langs de lijn van het sensorvlak.

De positie van de Hinge line verschuift dichter of verder van het sensorvlak.

J is de verticale afstand tussen de centerlijn van de lens  en het objectvlak.

Bekijk de 2 onderstaande figuren.

In de eerste figuur is de lens scherp gesteld op oneindig, zodat de brandpuntsafstand en de afstand tot het voorste nodal point (J) gelijk zijn.
Wanneer we dichter scherpstellen, wijzigt de figuur:
In dit geval beweegt de Scheimpflug line naar beneden en de Hinge line verplaatst zich verder van het sensorvlak. J wijzigt niet, gezien deze enkel verandert door de hoeveelheid tilt van de lens.
Dichter scherpstellen, zoals in de tweede figuur, schuift de lensschacht naar voor, zodat de // aan sensorvlak lensvlak eveneens naar voor schuift en dit zorgt ervoor dat de Scheimpflug line zakt en aldus wijzigt de hoek van het scherpstelvlak.
Bij lenzen met interne focus geschiedt juist hetzelfde gezien het voorste nodal point van de lens altijd naar voor schuift bij dichter scherpstellen.

Het effect van het diafragma beïnvloedt ook hier de scherptediepte, die hier wigvormig verloopt. De volgende figuren spreken voor zich. De scherptediepte is hier aangeduid met het lichtpaars gebied.

We kunnen hier opmerken, zoals uit de figuren blijkt, dat bij een grote scherptediepte een groot stuk ervan "in de grond" verdwijnt. Om optimaal van de scherptediepte gebruik te maken kan je het scherptevlak iets meer naar boven leggen, zodat de onderste grens van de scherptediepte evenwijdig met de grond komt te liggen. Hierdoor win je een aanzienlijk stuk scherpte bij bovenaan.

Zoals al aangehaald in deel 1 is het in de praktijk heel praktisch om met een tabel te werken.
Hierbij bepalen we de afstand J en lezen we in de tabel welke hoek van kanteling we dienen in te stellen op de lens.  Uiteraard hangt dit laatste af van de brandpuntsafstand.
Voor de volledigheid nogmaals de tabel:

Hiermee zijn we aan het einde gekomen van de reeks artikelen over tilt-en shiftlenzen.
Dit vierde en laatste deeltje over de theorie is niet noodzakelijke leerstof,  maar het helpt je wel sneller om je in te leven in de praktijk.
Zoals steeds gaat het gezegde "oefening baart kunst" ook hier op.