Meten van DOF , vergrotingsfactor en scherpstelafstand bij macro opstellingen.

Bedoeling is, om bij de verschillende opstellingen de vergrotingsfactor, scherptediepte en de scherpstelafstand te meten en tevens een idee van de beeldcontrast te verkrijgen.

Meten van de scherpte diepte (DOF).

De scherptediepte (DOF) kan je berekenen (zie rubriek "Lenzen") , maar voor macro opstellingen is dit niet altijd even nauwkeurig, daarom is het beter om die zelf op te meten, eens dat u uw de beste combinaties bepaald hebt.
Om de scherptediepte te meten heb ik een paar gereedschappen gemaakt:
  * Meetlatjes met verschillende hellingen.
  * Een klein waterpas.

De meetlatjes :

3 verschillende meetlatjes hebben een helling van: 3mm /20mm ; 5mm/20mm ; 20mm/50mm.
Het is de bedoeling om deze latjes bij  de verschillende macro opstellingen te fotograferen, door het feit dat de latjes een helling hebben, zal het aantal mm dat scherp op de foto staat, afhangen van de scherptediepte.
Bij het
1ste latje komt 1mm overeen met 3/20 = 0.15mm scherptediepte
2de latje: 1mm = 5/20= 0.25mm 
3de latje : 1mm= 20/50= 0.4mm

Vb : 2mm scherp beeld op een foto van het 2de latje, betekend een totale DOF van 2x 0.25= 0.5mm
De scherpte van deze foto heeft hier natuurlijk ook te lijden onder de noodzakelijke pixel reductie van de foto op de website.
Voor de meting van de scherptediepte is het belangrijk dat de tafel waarop het latje ligt en de CCD van de camera 100% parallel zijn t.o.v. elkaar staan , anders zijn de gemeten waarden niet juist.
Daarom wordt zowel de camera als de tafel, vóór de meting horizontaal gezet met het waterpas.
Voor macro's met een sterke vergrotingsfactor (geringe scherptediepte), is de methode met het waterpas niet nauwkeurig genoeg, daarom is het beter om eerst de helling van de tafel zo af te regelen dat een lat, vlak op de tafel geplaatst, langs beide zijden dezelfde scherpte heeft.
Daarna wordt het schuine meetlatje op de tafel gelegd en gefotografeerd.
Om de fouten te reduceren worden bij iedere meting 2 foto's genomen, waarbij voor de 2de foto het meetlatje 180% wordt gedraaid t.o.v. de 1ste foto.
De scherpte diepte is het gemiddelde van beide resultaten.

Theoretisch berekenen van de DOF.

Voor de theoretische berekening van de DOF kan je terecht op deze site:
DOFmaster : Dit gratis tooltje kan je downloaden naar uw computer
Online berekening met DOFmaster

Naast het camera type (voor de CCD grootte)  en het ingestelde diafragma moet je ook ingeven wat de brandpuntsafstand van de lens en de focusafstand is.
De focusafstand is de afstand van het voorwerp tot de CCD in uw camera (op de zijkant of bovenkant van camera staat meestal een merkteken tot waar de CCD zich bevind, zodat je de focus afstand kunt opmeten).
De brandpuntsafstand bij gecombineerde lenzen is iets lastiger.
Neem bv een 105mm macrolens samen met een omgekeerde 50mm lens.
De lens sterkte van een lens = 1/ brandpuntsafstand (in m)
Bij gecombineerde lenzen is de totale sterkte de som van de sterkte van de individuele lenzen.
in ons geval sterkte van de combinatie= 1/0,105+1/0.050 = 29,5 dioptrie
Nu kan je de gecombineerde brandpuntsafstand berekenen =1/29,5 =0.033m of 33mm
Om het in een formule te gieten:
Als f 1= brandpuntsafstand van het 1ste objectief
       f 2 de brandpuntsafstand van het 2de objectief
 dan is de brandpuntsafstand van de combinatie      f = (f1 x f2)/(f1 + F2)  
Deze formule houd echter geen rekening met de (lucht) afstand tussen frontlens en voorzetlens ,
voor nauwkeurige berekening zie: Lenzen-Voorzetlens

De vergrotingsfactor meten.

Met een meetlat horizontaal op de tafel geplaatst word de maximum beeldgrootte gemeten, om nadien de vergrotingsfactor te kunnen berekenen.
Vb Bij Nikon D70 (CCD :23.7 x15.6mm),met 105mm sigma + 50mm omgekeerde lens: De  horizontaal gemeten beeldgrootte = 9mm, de  vergrotingsfactor van de opstelling = 23.7/9 = 2,6. In dit geval zal dus een voorwerp met een breedte van 9mm de foto in de breedte volledig bedekken.
 

Afstand voorwerp tot lens.

Omdat ook de scherpstelafstand van het voorwerp tot de lenstop belangrijk is heb ik die na het scherpstellen opgemeten.(Eerst scherpgesteld op een stukje papier op de tafel)

Beeldcontrast

Door de aaneenschakeling van verschillende lenzen, is het te verwachten dat het contrast van de foto hieronder zal lijden. Het is vooral uitkijken dat bij de verschillende opstellingen, geen gereflecteerd licht van de ringflits in de lens terechtkomt (overstraling), want dit beïnvloed sterk het contrast en de beeldkwaliteit.

De resultaten: (alle foto's zijn genomen met een afstandsbediening)

Canon S40

Nikon D70

Resultaten:

• De maximum vergrotings factor die ik bij Canon S40 kon bereiken met een eenvoudige x10 loupe is 1.52:1 nochtans komt dit overeen met een maximum voorwerpgrootte van 11x 8,17mm wat nauwelijks moet onderdoen voor de sterkte macro opstellingen bij het Nikon toestel.
• Bij Nikon D70 verkrijg ik de grootste vergrotingsfactor met de 105mm Sigma+ voorzetlens +omgekeerd Olympus zoom objectief. De max. voorwerpgrootte is hier 8x6mm.
• De gemeten DOF waarden zijn relatief klein, maar later heb ik gemerkt dat met de ringflits, gemakkelijk een diafragma van 32 haalbaar is wat nog een stuk supplementaire DOF geeft.
• Zoals beschreven in de rubriek:"Macro - Compact versus DSLR" kan met een opstelling Nikon D70 + Sigma+voorzetlens+Olympus een foto van 15x10cm 300pix/inch gemaakt worden van een voorwerp van 4,75x3,56 mm grootte. Dit is het maximum haalbaar met deze opstelling.
   

© Beertje

20/11/2010