Das Focus Stacking

Wer sich länger mit der Makrofotografie auseinandersetzt und auch gerne mal mit Maßstäben von 1:1 oder sogar noch größer fotografiert, wird schnell mit Grenzen der Optik konfrontiert. Die Schärfentiefe ist bei derartigen Maßstäben nur noch sehr gering. Was man in der normalen Fotografie mal eben schnell durch Abblenden kompensieren könnte, wird hier zum Problem. Denn bei derartigen Maßstäben hat man es recht schnell mit unangenehmen Beugungsunschärfen zu tun. Die Schärfentiefe insgesamt wird beim stärken Abblenden zwar deutlich größer, die Detailschärfe des gesamten Bildes sinkt aber deutlich und dies oft sogar schon bei Blenden kleiner 5,6. Und nicht nur das. Je näher man an sein Motiv heranrückt, desto weniger Licht hat man. Die dadurch eh schon recht langen Verschlusszeiten werden durch das Schliessen der Blende nochmals deutlich länger.
Um trotzdem ein Motiv mit einem Maßstab von 1:1 oder größer mit einer großen Schärfentiefe aufnehmen zu können, bedienen sich einige Fotografen eines Tricks : Das Motiv wird einfach mehrmals fotografiert und dabei die Schärfe bei jedem Einzelbild auf eine andere Stelle gelegt. Zu guter Letzt hat man dann eine Bildserie des Motivs, auf der jedes Detail auf irgendeinem der Einzelbilder scharf abgebildet ist. Diese Bilder gilt es jetzt nur noch am PC zu einem resultierenden Bildergebnis zu verrechnen, indem von jedem Einzelbild nur die scharfen Bilddetails verwendet werden.

Ein Pilz mit breitem Hut. Trotzdem ist der Hut von vorne bis hinten scharf. Hier wurde mit Fokus-Stacking nachgeholfen und das Bild aus 33 Einzelbildern zu einem Gesamtbild verrechnet. Da Pilze sich kaum bewegen, sind sie das ideale Übungs-Motiv fürs Stacking.

Aber ganz so leicht wie sich die Sache anhört, ist Sie (natürlich) nicht. Denn zwischen den Einzelbildern darf sich das Motiv möglichst nicht bewegen. Und auch die kamera muss absolut fest installiert sein und es dürfen keine setlichen Verschiebungen der Kamera zwischen den Einzelbildern stattfinden. Dies führt zu unschönen Artfeakten beim zusammenrechnen, beziehungsweise machen sie das zusammenrechnen der Einzelbilder ganz unmöglich. Also fassen wir noch einmal kurz zusammen. Fokus-Stacking ist nur bei unbewegten Motiven möglich, zudem darf die Kamera auf keinen Falls seitlich verschwenkt werden. Draußen in der Natur schränkt dies schon enorm ein. Ein kleiner Windstoß der beispielsweise eine Blüte während der Aufnahme eines Einzelbildes leicht versetzt, führt meist dazu, das die alle anderen Aufnahme auch icht mehr verwendet werden können, und man die Bildserie erneut aufnehmen muss. Problem dabei : Oft merkt man beim Fotografieren gar nicht, dass sich am Motiv etwas verändert hat...

Auch diese Hain-Schnirkelschnecke wollte ich von vorne bis hinten scharf ablichten. Der Abstand zur Schnecke war etwas größer und der mMaßstab in diesem Fall auch nicht so extrem. Ich hätte die Schnecke also auch durch Abblenden zum Großteil scharf bekommen können. Allerdings wäre dann der Hintergrund durch das Abblenden auch deutlich unruhiger geworden. Da es windstill war, entschied ich mich für eine Fokusreihe um dann später die Einzelbilder zu stacken. Das fertige Bild besetht aus 42 Einzelbildern. Um das Procedere zu verdeutlichen, zeige ich hier mal 3 Einzelbilder aus der Serie. Bei Bild Nummer 1 ist der hntere Bereich der Schnecke und der Brennesselhalm scharf. Bei Bild 2 der mittlere Bereich der Schnecke. Bei Bild 3 dann der vordere Bereich der Schnecke. Bild 4 ist die zusammengerechnete Version aus den Einzelbildern, also der fertige Stack. Hier ist dann von vorme bis hinten alles scharf. Durch die vielen Aufnahmen (insgesamt 42) auch ohne starkes abblenden alle Bereiche in den Fokus bekommen habe, bleibt der Hintergrund schön weich. Die Einzelbilder wurden nämlich "nur" mit Blende 5,6 aufgenommen.
Musste man vor einigen Jahren noch die Einzelbilder per Hand in der Bildbearbeitungssoftware "zusammenbasteln", so gibt es heutzutage schon einige Programme, die die Bilder fast volautomatisch verrechnen. Aber eines haben zum jetzigen Zeitpunkt alle Programme gemeinsam. Keines ist 100%ig perfekt. Das als Freeware erhältliche Combine ZP verrechnet die Bilder recht ordentlich, bringt saubere Hintergründe. Es neigt aber dazu, bei kleineren Bewegungen des Motivs oder anderen kleinsten Aufnahmefehler Halos zu produzieren. Als Halos bezeichne ich hier hellere Umrandungen oder Schleier bei Übergängen von verschiedenen Schärfeebenen oder Kanten im Bild. Das kostenpflichtige Helicon Focus beispielsweise neigt weit weniger zur Bildung solcher Halos und bringt mit der Methode Tiefenkarte extrem detailreiche Ergebnisse. Allerdings habe ich - besonders bei leichten Helligkeitsschwankungen - öfters Probleme mit Farbabrüchen im weichen Hintergrund. Andere wiederum schwören auf Zerene Stacker, welches auch sehr ordentliche Ergbnisse bringen soll. Letztendlich bin ich - aufgrund der detailschonenden Verrechnung der Bilder - bei Helicon Focus hängengeblieben. Bei Bildern mit starken Helligkeitsschwankungen verwende ich zusätzlich dann aber auch Combine ZP. Im Endeffekt arbeiten alle programme recht ordentlich, wenn man beim Fotografieren saubere Vorarbeit geleistet hat. Heisst, wenn der Kamerastandpunkt und Belichtung nicht verändert und sich auch das Motiv nicht bewegt hat.
Wo wir auch gleich bei der nächsten Schwierigkeit wären. Nicht immer möchte man bewgungslose, satrre Pilze fotografieren. Irgendwann reizt es einen auch, Insekten oder andere kleine Lebewesen zu fotografieren. Hier muss man dafür sorgen, dass diese sich unter keinen Umständen während der Aufnahmen bewegen.

Fokus-Stacks von lebenden Insekten sind problematisch, denn Insekten sind tagsüber meist aktiv. Wenn man sie aber früh morgens fotografiert, wenn Sie schlafen oder in Kältestarre sind, so sind auch Stacks von diesen Tieren möglich möglich. Diese Halmwespe (aus 50 Einzelbildern) wurde übrigens abends kurz nach Sonnenuntergang fotografiert.

Will man also qualitativ hochwertige Fokus-Stacks von Insekten machen, so verwendet mman also entweder tote Insekten, welche man dann fixiert und eventuell auch im Studio noch perfekt und gleichmäßig ausleuchtet, oder aber man macht sich an einem windstillen tag frühmorgens auf den Weg um lebende Insekten während Ihrer Ruhephase zu fotografieren. Auf jeden Fall gibt Methode 2 die natürlicheren Aufnahmen. Auch sieht man an toten Tieren häufi an den Fühlern, Beinen oder Mundwerkzeugen, dass sie bei der Aufnahme nicht mehr lebendig waren. Dennoch haben sicher beide Methoden ihre Berechtigung. Denn eine perfektes Kopfporträt einer Fliege oder Wespe wird man kaum bei einem lebenden Tier in perfekter Qualität hinbekommen.

Das Bild der Blutzikade ist wildlife und von einem lebenden Tier gemacht worden - und es hat mir einige Probleme gemacht. Das Bild besteht aus 66 Einzelaufnahmen bei Blende 7.1 ! Trotz Blende 7.1 waren so viele Einzelaufnahmen nötig, da Zikaden einen recht breiten Körperbau haben. Nur mit diesen 66 Aufnahmen bekam ich die Zikade von vorne bis hinten scharf. Das Bild zeigt 4 Einzelbilder aus der 66er Serie. Beim 5. Bild ist der vorderste Bereich der Zikade in der Schärfe, beim 18. Bild der Großteil des Flügels, beim 26. Bild das Auge und beim 38. Bild die ähhhm ... Nase ;-) ! An dem Tag der Aufnahme war es extrem windstill, so wie es vor einem Gewitter häufig der Fall ist. Und es war spät abends. Die Zikade war zwar in ihrer Ruhephase - aber - Zikaden trinken nunmal viel Pflanzensäfte. Und wenn vorne viel reingeht, kommt hinten viel raus. Sie musste also andauernd Pipi ;-) . Während der 66 Aufnahme 3 mal. Aber das eigentliche Problem dabei war, dass sie bereits mehrere Sekunden vor dem Geschäft Ihren Hinterleib anspannte. Man sah es allerdings nicht während des Fotografierens, sondern erst zuhause am PC. Es waren also im unteren Bereich viele Bilder, die nicht mehr perfekt deckungsgleich miteinander waren. Helicon Focus hatte folglich so einige Probleme das Bild einwandfrei zusammenzurechnen. Es entstanden dann viele kleinere Bildfehler, welche in mühsamer Handarbeit retuschiert werden mussten. Neben den 66 Aufnahmen kamen also noch bestimmt 2 Stunden Bildbearbeitung hinzu. Übrigens, wer denkt, für die 66 Aufnahmen bräuchte man Stunden, der liegt falsch. Laut den Exif-daten der Zikaden Bilder, habe ich für die Zikadenserie gerade einmal 5 Minuten benötigt. Fürs eigentliche Fotografieren wohl gemerkt. Für den Aufbau des Stativs und die perfekte Ausrichtung kann man in etwa noch mal 5-10 Minuten dazurechnen. Diese Aufnahme(n) war also nach 15 Minuten im Kasten. Inklusive der Bildbearbeitung waren es dann ca. 2 Stunden 15 Minuten. Für die bloße Abbildung eines Insekts eine enorme Zeit, finde ich. Wenn man sich aber lettendlich das Ergebnis in der 100% Ansicht am PC anschaut, so wird man durch eine unglaubliche Vielzahl an Details belohnt, wie sie eine normale Makroaufnahme niemals bieten könnte.


Wie den Fokus verschieben (manuell) :

Tja, hier gehen die Meinungen stark auseinander. Die einen bevorzugen den Makroschlitten. Man baut also seine Kamera samt Objektiv auf einem Makroschlitten vor dem gewünschten Motiv auf. Jetzt stellt man kurz vor dem eigentlichen Motiv scharf. Man macht eine Aufnahme und dreht den Makroschlitten um bspw. 1/2 mm weiter nach vorne. Jetzt macht man erneut ein Foto. Nun fährt man den Makroschlitten um einen weiteren halben Millimeter nach vorne und so weiter und so fort, bis man alle Teile des Motivs einmal scharf abgelichtet hat.

Dieser Fokus-Stack wurde mit Hilfe eines Makroschlittens aufgenommen. Bild für Bild wurde der Schlitten um ca. 1mm nach vorne bewegt, bis diese beiden Langstieligen Knoblauchschwindlinge von vorne bis hinten scharf abgebildet wurden. Dieser Stack besteht übrigens aus 53 Einzelbildern.

Der Vorteil dieser Methode ist die Möglichkeit, sehr kleine und exakte Schritte zu machen. Der Nachteil ist, dass man sich dem Motiv nähert. Wenn man nicht aufpasst, ist man beim letzten Schritt bereits so nah am Motiv, dass es nicht mehr in den beim ersten Schritt ausgewählten Bildauschnitt passt. Oft ist mir dieser Fehler beim Fotografieren von Pilzen passiert. man gestaltet den Bldauschnitt, macht die Bilder, und merkt dann nach etlichen Einzelbildern und einigen cm Annäherung an den Pilz, dass der jetzt etwas eingeengt im Bildauschnitt liegt. Oder aber das er gar nicht mehr ins Bild passt. Vor einem Stack mit Makroschlitten sollte man also einmal die gesamte Strecke die man den Schlitten auch beim Fotografieren bewegen ürde, durchfahren. Um zu sehen, ob auch beim letzte Bild der Auschnitt noch ungefähr passt und alle relevanten Motivteile mit im Bild sind. Und noch etwas sollte man beim Arbeiten mit einem Makroschlitten bedenken. Nicht immer wird der Schlitten ganz sauber geführt. Besonders wenn man in kurz zuvor rückwärts gedreht hat, und ihn dann vorwärts bewegt, kann es zu einer leichten Verlagerung des Schlittens nach einer Seite kommen. Oft war bei mir dann das erste Bild der Serie unbrauchbar. Am besten also schon vor dem ersten Bild den Schlitten über die Drehschraube in die gewünschte Richtung bewegen, um später keine böse Überraschung zu bekommen.
Übrigens, einen Nachteil hat diese Methode. Die perspektivische Wahrnehmung wird nicht so im Bild wiedergegeben, wie sie es mit dem Auge sehen würden. Am Beispiel des des Bildes der Knoblauchschwindlinge : Alles was naäher dran ist, sehen wir größer, alles was weiter entfernt ist, sehen wir kleiner im Bild. Bei einem Fokusstack mittels Makroschlitten bewegen wir uns aber auf den hinteren Knoblauchschwindling zu. Er wird erst in der Entfernung zum Objektiv scharf wie auch der vorder Knoblauchschwindling. Beide Knoblauchschwindlinge werden also im resultierenden Bild im Verhältnis zueinander von der Größe her korrekt abgebildet. Dies entspricht aber nicht unserem sehen, Denn wir sehen den weiter entfernten Pilz deutlich kleiner. Bei einem Pilz mit einem sehr großen Hut bspw. kann es manchmal recht eigenartig wirken, wenn der vom Betrachter weiter entfernte Teil eben so groß ist, wir der dem Betrachter zugewandte Teil. Der Pilz wirkt dann unrealistisch. Der Effekt ist jetzt nicht extrem, aber wenn man ein und dasselbe Motiv mit den zwei verschiedenen Methoden ablichtet, so sieht man den Unterschied deutlich.
Die zweite Methode, über welche ich hier sprechen möchte, ist die eigentlich logischere von beiden. Man verändert einfach den Fokus des Objektivs am manuellen Fokusrad. Die Kamera samt Objektiv bleibt die ganze Zeit an ein und derselben Position. Wenn man vorsichtig am Fokussierrad dreht, kommt es auch zu keinen Verschiebungen, wie es beispielsweise beim Makroschlitten schon mal vorkommen kann. Auch stimmt hier die Perspektive. Der kleiner wirkende Pilz im Hintergrund wird auch im Bild kleiner wirken. Stellen Sie sich einmal vor, sie fotografien einen 2m langen Zollstock mit einen Makroschlitten - wenn es denn so einen makroschlitten geben würde. Der 2m entfernte Teil würde in dem Bild genauso groß wirken, wie der vordere Teil. Das Bild würde völlig absurd wirken, beziehungsweise ohne weiteres auch gar nicht möglich sein, da bei den letzten Bilder der vordere teil wahrcsheinlich gar nicht mehr mit im Bild wäre. Für solche Extrembeispiele geht es also gar nicht mehr anders, als mit der Fokussierrad-Methode.

Dieser Stack eines Grünen Knollenblätterpilzes wurde mt Hilfe des Fokussierrades erstellt. ich war nicht darauf vorbereitet, einen Stack machen zu müssen und hatte somit keinen Makroschlitten dabei. Die Aufnahme besteht aus 37 Einzelbildern, durch die etwas ungenauere Fokussiermethode fehlt (man sieht es nur im Original) in wenigen Ebenen die Schärfe. Einfach deshalb weil man schnell einmal das Fokusrad ein wenig zu weit gedreht hat.

Die Fokussiermethode hat einen entscheidenden Nachteil. Sie ist sehr ungenau. Die meisten modernen Makroobjektive sind über den Fokussierring nur sehr schwer scharfzustellen, da einfach die Übersetzung viel zu grob ist. Es wäre oft also gar nicht möglich bei Extremmakros bspw. den Fokus in 1/10mm Schritten weiterzubewegen. Mit einem guten Macroschlitten ist dies noch einigermaßen realisierbar. Man kann sich aber ein wenig helfen. Man benötigt einen Ring mit einem relativ langen Hebel. Diesen Ring befestigt man über den Fokussierring des Objektivs. Jetzt kann man über das äußerste Ende des Hebels in etwas kleineren Schritten fokussieren.


Wie den Fokus verschieben (automatisch) :

Focus-Stacking ist ja doch mit einem größeren Aufwand verbunden. Deshalb haben sich mittlerweile einige Hersteller darauf spezialisiert, Gerätschaften herzustellen, die die Fokussierung (und einige auch das Auslösen der Kamera) vollautomatisch übernehmen. Es gibt im Handel zum Beispiel vollautomatische Makroschlitten, die zudem in extremst kleinen Schritten arbeiten können, wie es manuell mit den Standardmakroschlitten gar nicht möglich wäre. Da ich selber in bisher zumindest noch nicht in solchen extremen Makrobereichen arbeite, reicht mir mein Standard-Novoflex Schlitten (noch) aus.

Diese Geweihförmige Holzkeule wurde volautomatisch mit meiner Kamera, welche über Helicon Focus gesteuert wurde, aufgenommen. Ich musste nur Start und Endpunkt festlegen, und Helicon Fokus hat die Kamera so angesteuert, das nacheinander alle Bereiche des Motivs scharf abgelichtet werden. In meinen Augen bei diesem doch noch recht großen Motiven die Methode der Wahl, da hier dann auch die Perspektive stimmt. Dieser Stack benötigte übrigens keinerlei Nachbearbeitung.

Die andere Möglichkeit eines automatischen Stacks ist die Steuerung der Kamera über Programme. Diese steuern dann die Kamera an und und machen alle Aufnahmen Schritt für Schritt mit leicht verändertem Fokus vollautomatisch. Währenddessen kann man sich schon eimal das nächste Makromotiv suchen ;-) . Es ist natürlich draußßen etwas umständlich, da man immer einen Laptop oder ähnliches dabei haben muss, aber die Arbeitserleichterung ist enorm, und man könnte mit Hilfe des Fokussierringes den Fokus nie in derart feinen Schritten verstellen. Wer also die Möglichkeit hat, sich entweder einen automatischen Makroschlitten, oder aber entsprechende Programme zur Ansteurung Kamera zu besorgen, der sollte dies ruhig tun. Die Arbeitserleichterung ist enorm.


Was brauche ich alles

Die Grundausrüstung für einfache Stacks hat eigentlich schon fast jeder Makrofotograf :

• Kamera
• Makroobjektiv (oder andere Objektive in Kombination mit Nahlinse oder Zwischenringen)
• stabiles Stativ
• Fernauslöser
• Stacking Programm (kostenlos wäre hier Combine ZP), ansonsten bspw. Helicon Focus oder Zerene Stacker

Wer etwas weiter in die Materie eintauchen will :

• Makroschlitten (für Extremmakros auch automatische Spezialschlitten)
• Lupenobjektiv (hiermit erreicht man noch größere Abbildungsmaßstäbe)
• Retroadapter oder Balgengerät (ebenfalls für sehr hohe Abbildungsmßstäbe)
• Programme zur Ansteuerung von automatischen Makroschlitten oder zur Ansteuerung der Kamera speziell für Fokus-Stacks (Bspw. Helicon Focus Remote)

Aber das Alerwichtigste ist : Eine absolut ruhige, erschütterungsfreie und windstille Umgebung, sehr viel Geduld und absolut präzises Arbeiten. Man kann das Thema Fokusstacking so richtig auf die Spitze treiben, und beispielsweise im mikroskopischen Bereich damit arbeiten. Im Web gibt es unzählige Seiten zu Thema mit zum teil atemberaubenden Bildern und oft auch mit vielen weiteren Tipps.

Und nun wünsche ich Ihnen viel Spass,
beim Eintauchen in die Makrowelt....