Aumentando la profundidad de campo en macrofotografía

Se suele definir como objetivo "macro" aquél que es capaz de representar el objeto fotografiado sobre el sensor en una relación de, al menos, 1:1. Son objetivos que pueden enfocar correctamente a pocos cm consiguiendo así la relación de tamaño mencionada (o más).
El principal problema de estos objetivos es la escasa profundidad de campo que consiguen en estas tomas: puede ocurrir que enfoques a 10 cm y sólo consigas un par de mm de nitidez y el resto quede desenfocado. Lo mismo ocurre cuando se usan anillos de extensión o fuelles.
Por este motivo es habitual que en la fotografía de insectos, por ejemplo, aparezcan como la de abajo, donde solo el extremo de la alas está correctamente enfocado.

Foto 1. Se ha enfocado sobre el extremo de las alas más cercano a la cámara.

La solución a este problema es la técnica llamada en inglés "focus stacking". Se trata de realizar varias fotografías consecutivas del mismo objeto variando ligeramente el enfoque, desde lo más cercano a lo más lejano. Este conjunto de fotografías debe combinarse posteriormente para conservar solamente la zona bien enfocad de cada una de ellas.
Hay, por tanto, dos etapas: la toma fotográfica múltiple y el postproceso mediante el software apropiado. En el caso de la libélula, tomé 8 fotos consecutivas desde la mostrada arriba hasta la de abajo, enfocada en el extremo más lejano de las alas.

Foto 2. Se ha enfocado sobre el extremo de las alas más lejano a la cámara.

Los requerimientos para esta serie de fotos son pocos pero estrictos. El más importante es que el objeto debe estar inmóvil ya que cualquier cambio entre foto y foto impedirá el correcto "apilamiento" de la serie. La cámara, lógicamente, debe estar bien sujeta en un trípode, olvídense de tomas "a pulso". El enfoque debe ser manual y es deseable que el modo sea de prioridad de diafragma. Se comienza enfocando en el punto más cercano a la cámara y se va girando el anillo de enfoque e intervalos pequeños hasta finalizar con el punto más lejano.
No hay un número de fotos mínimo mientras logremos cubrir adecuadamente el objeto. El "revelado" de los RAW se hará en conjunto para hacer un buen ajuste de blancos y, si es necesario, recortando las fotos con un mismo marco.
La parte del procesado en el ordenador es más simple ya que hay aplicaciones diseñadas expresamente para el "focus stacking". En este caso, he utilizado CombineZP porque funciona bien y es gratuita pero en el enlace a la Wikipedia puede encontrarse un listado con una docena de opciones.
El resultado de apilar 8 fotografías lo tienen abajo (pinchar encima para ver la imagen a su tamaño completo).

Libélula del género Sympetrum esperando amablemente a que terminara la serie de 8 fotografías.

Como pueden suponer, esta técnica no está limitada a la macrofotografía y pueden encontrarse ejemplos interesantes como este profundo paisaje con hojas en primerísimo plano.

[Foto] Cómo superar el problema de la profundidad de campo

De vez en cuando se encuentra uno con artistas de la programación que hacen cosas sorprendentes. Alan Hadley es uno de esos y su producto es CombineZP. CZP intenta solucionar el problema, habitual en macrofotografía, de tomas cuya mínima profundidad de campo impide sacar la totalidad del sujeto enfocado. Si tenemos poca luz, ese problema no tiene solución directa por lo que usaremos una estrategia distinta. La idea es tomar una serie de fotografías enfocando zonas sucesivamente más alejadas. CZP combinará esas fotos tomando la zona enfocada de cada una para generar una imagen final correcta.
Como acabo de enterarme del asunto no he tenido tiempo de hacer una prueba seria pero recordé que hace unos mese había tomado dos fotos de una mosca con cara de pocos amigos y que no había logrado enfocarla bien. Abajo tienen esas dos imágenes (pulsen encima para ampliar).

Toma 1, están enfocados el abdomen, las patas, la parte distal del ala izquierda y la roca. Tórax, cabeza y ala derecha están desenfocadas.  

Toma 2, la cabeza. el tórax y el ala derecha están bastante bien enfocadas, el resto (patas, roca...) está fuera de foco.

Esas fotos se hicieron a mano con el objetivo Hexanon de 50 mm tuneado como les comenté aquí. Como no había automatismos el enfoque se hizo acercando la cámara hasta que todo parecía en foco y la exposición por puro ensayo y error. Menos mal que el sujeto se quedó inmóvil un par de minutos.
Ambas tomas se introducen en CombineZP ("New stack"), se selecciona "All methods" en la lista siguiente y "Go" a continuación.
CZP hace un ajuste de las fotos para una correcta superposición y las combina. Un dato sorprendente es que no parece importarle que el sujeto sea de tamaño algo diferente. Tienen el resultado abajo:

Imagen combinada.

CZP ajusta también con bastante acierto la luminosidad y los contrastes.
Según su autor, el programa está preparado para combinar bastantes más tomas, con el único problema de la disponibilidad de memoria. En las pocas pruebas que he hecho, el programa se ha mostrado algo inestable sobre Windows 7 x64, tal vez por ser una aplicación de 32 bits con algún fleco suelto. Mañana espero probar algo más complejo, ya les contaré.

[Fotografía] Macrofotografía de alta calidad a muy bajo precio

Lo de "alta calidad" es aún una presunción pero parece justificado. Leí en la página de Manuel Portillo un post sobre la enorme calidad de los antiguos objetivos Hexanon de Konica (1960-1980). Comenta Manuel:

Los objetivos Hexanon de Konica están reconocidos por su extraordinaria calidad óptica, definición, reproducción del color y contraste. El problema de estos objetivos es que su registro montura-plano focal es el menor de los sistemas reflex y por tanto son inutilizables en el resto de cámaras de otros fabricantes [...].
¿Inutilizables en el resto? Depende de para qué queramos usarlos. En cámaras de otras monturas y registros mayores se convierten en unos objetivos perfectos para las distancias próximas, o para macro si se usan con aros de extensión.
Entre estos objetivos destaca el Hexanon AR 1.7/50mm, uno de los mejores y más nítidos 50 mm fabricados [...]. Se encuentran en el mercado de ocasión por un precio irrisorio y son una alternativa casi gratuita y de calidad a un objetivo macro.

Fiel a mi línea de probarlo todo y no profundizar en nada me puse a pensar ¿habrá forma de montar un Hexanon de estos en mi Nikon digital? La tentación era fuerte porque las fotos que Manuel muestra son espectaculares y no acuden a trucos de difícil gestión práctica como los objetivos invertidos. Una búsqueda por ebay mostró que, en efecto, los objetivos Hexanon están a la venta por precios mínimos si es que su calidad es tan buena como dicen. Finalmente, decidí probar y compré uno usado y vapuleado por 16 euros. Se trata de un Konica Hexanon AR 50 mm f1,7.

Los problemas
Mientras me llegaba el objetivo estuve buscando instrucciones de bricolaje por internet. Sólo encontré un par de páginas bastante alarmantes porque se referían a cámaras en formato 4/3 y además exigían el uso de métodos algo destructivos (por ejemplo).
Mi caso era diferente no solo por el formato de la cámara sino por otro detalle que yo desconocía: la distancia entre la montura del objetivo y el sensor en una Nikon es de 46,5 mm mientras que el Hexanon fue diseñado para 40,5 mm (datos localizados buscando por flange distance, FD). La diferencia práctica es que si un objetivo se monta en una cámara diseñada para un FD mayor no se podrá enfocar a infinito sino solamente a distancias cortas. Lo contrario, objetivos con FD mayor que la cámara, sí funciona bien separando el objetivo mediante un adaptador de dimensiones adecuadas.
¿Causa perdida? Pues no porque, aunque no podamos hacer paisajes, un Hexanon montado en una Nikon es un magnífico objetivo para macrofotografía.


El montaje
Hoy he recogido el objetivo del correo: su aspecto es el de abajo.

Konica Hexanon AR 50 mm f1.7

Lo vemos por la parte de la montura pero verán también que tiene un golpe en la parte delantera que ha deformado la rosca donde irían los filtros. El vendedor aseguró que ese golpe no afectaba al funcionamiento y por suerte tenía razón.
El sistema de montaje original del Hexanon era el llamado "bayoneta F", hoy incompatible con cualquier cámara.
Dispuesto a cualquier cosa, con limas y minidestornilladores en la mesa me puse a buscar una solución aunque esta pasara por el desmontaje, corte y destrucción de algunos elementos.
Lo primero (y verán que lo último) que probé fueron unos anillos de extensión de marca desconocida (china) que se suponía valían para separar un objetivo Nikon auténtico del cuerpo de la cámara. La sorpresa fue que podían ser utilizados para adaptar el Hexanon poniéndolos al revés: la parte de la cámara en el objetivo y viceversa. El kit de anillos está formado por cinco piezas: un adaptador a la montura de la Nikon con una rosca en la parte exterior, los tres anillos propiamente dichos y un adaptador previsto para el objetivo. Los tres anillos son prescindibles en esta operación pero necesitamos los dos adaptadores. Les pongo el montaje a continuación.

Adaptador diseñado para ir en la cámara pero que debe ponerse en el objetivo. Hay dos posiciones posibles y hay que usar la que rosca hacia la derecha (más firme). Aunque la sujeción parece buena no hay retención por ningún mecanismo por lo que el objetivo podría aflojarse. Una vez comprobado que el sistema funciona, fijé el anillo con tres pequeñas gotas de pegamento.

Objetivo y primer adaptador unidos y fijados.

El segundo adaptador es el que debería ir al objetivo pero vamos a usarlo contra la cámara. Se fija al primero mediante una rosca sencilla que debe apretarse bien (o pegarse).

Objetivo con los dos adaptadores, listo para ser montado en la cámara.

Objetivo montado sobre una Nikon analógica (la digital era para hacer la foto). La sujeción es buena pero no existe mecanismo de retención por lo que, caso de mover el diafragma, debe hacerse procurando no girar el objetivo. La distancia de enfoque es de aproximadamente 12 cm.

¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de este montaje? La ventaja más clara es la relación calidad/precio ya que todo el sistema sale por menos de 40 euros si nos conformamos con objetivos usados pero en buen estado (hay que evitar los que tengan hongos, claro). La segunda ventaja es que el montaje es muy simple y se hace en un par de minutos. Los principales problemas son que el objetivo debe dedicarse sólo a macrofotografía y que los automatismos (enfoque y medida de la luz) no funcionan pero ¿qué problema es este con una cámara digital?
Les pongo abajo la primera prueba hecha sobre la marcha. He fotografiado un sello desde unos 12 cm de distancia y es aparente que la superficie estaba curvada y la iluminación improvisada. Los valores fueron 1 s de exposición con f11 de diafragma. La anchura de la toma es de 52 mm. La imagen de abajo está muy reducida, para ver la original (1.1 Mb) y verificar su supuesta calidad hay que pinchar encima. Lógicamente no se ha aplicado ningún filtro de enfoque ni de realce de bordes. Si alguien quiere el original (NEF) que me lo pida.

El ancho capturado es de 52 mm, pulsar encima para ver a la resolución original (aunque en jpg)