Stack Focus: profondità di campo infinita

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1 SOFTWARE??????????????? Stack Focus: profondità di campo infinita La tecnica dello Stack Focus permette di ottenere per via digitale immagini a fuoco dal primo piano all infinito: si basa su una serie di scatti poi montati via software. Abbiamo provato Helicon Focus, Photoshop e ImageFuser. Con la tecnica dello Stack Focus si possono realizzare immagini a nitidezza controllata; in questo esempio la penna è sfuocata oltre l impugnatura perchè sono state caricate le immagini nitide dal pennino fino alla sola impugnatura. L estrema pulizia dell immagine usando tutte le immagini a fuoco. La tecnica dello Stack Focus permette di ottenere immagini con una notevole profondità di campo effettuando una serie di scatti con messa a fuoco su diversi piani; la procedura poi prevede la loro fusione tramite particolari programmi. Si tratta di un metodo di ripresa che si adatta alle esigenze dei fotografi di still-life e degli appassionati di macrofotografia, ma anche a quelle dei fotografi di paesaggio e architettura che lavorano con soggetti su piani diversi. è una tecnica che produce immagini con una nitidezza incredibile nell area di interesse del fotografo; per alcuni versi si arriva addirittura ad ottenere la precisione matematica dei modelli 3D. Una nota particolare riguarda la resa della zona di fuori fuoco: invece di un passaggio 120 TUTTI FOTOGRAFI graduale verso le aree più sfocate, vi è un rapido, ma piacevole, passaggio al fuori fuoco, un effetto che richiama lo sfuocato ottenuto basculando le ottiche secondo la regola di Scheimpflug al contrario. Vediamo come arrivare a questi risultati, a confronto con le tecniche tradizionali. Chiudere il diaframma La tecnica tradizionale più semplice per ottenere un estesa profondità di campo è la chiusura del diaframma: le immagini mostrano una zona di nitidezza che si estende sia davanti che dietro al piano di messa a fuoco scelto. Chiudendo molto il diaframma si rischia però l inconveniente della diffrazione, fenomeno ottico legato alla natura ondulatoria della luce che, passando attraverso un foro molto piccolo, ha effetti sulla traiettoria di propagazione delle onde, con una conseguente riduzione della nitidezza. Inoltre la chiusura del diaframma vale per le immagini che non si osservano ad ingrandimenti spinti; infatti il piano a fuoco è uno solo e le aree vicine appaiono nitide se osservate ad una certa distanza, ma a forti ingrandimenti l illusione della profondità di campo svanisce. Scheimpflug e il banco ottico Se usiamo un banco ottico (oppure montiamo un ottica basculante sulla nostra reflex) possiamo sfruttare la regola di Scheimpflug che ci indica come inclinare i piani dell ottica e della pellicola/sensore rispetto al soggetto per modificare a nostro vantaggio l area della profondità di campo.

2 Quando si utilizzano ottiche basculanti e decentrabili su fotocamere Full Frame o APS-C, la zona di nitidezza è comunque ridotta rispetto a quella ottenibile con un banco ottico. In questo caso alcune parti del soggetto rimangono al di fuori. Focale 105 In questo schema, semplificato si vede l applicazione della regola di Scheinpflug con il banco ottico. Quando non è possibile eseguire il basculaggio necessario, sovente rimane fuori qualche dettaglio, come il pulsante del ferro da stiro. Prima di scattare è conveniente studiare i test MTF dei nostri obiettivi. Per esempio il Canon EF mm f/4 IS, nella posizione tele offre il massimo della sua resa ottica con i diaframmi f/5.6 e f/11; di conseguenza saranno questi i valori più indicati per la ripresa con lo Stack Focus. Da notare la perdita di qualità che si ha con la chiusura del diaframma, a causa della diffrazione. La regola di Scheimpflug: il soggetto è a fuoco quando si incontrano il piano su cui giace il soggetto, il piano nodale posteriore dell obiettivo e il piano focale. La linea rossa indica il piano di nitidezza con un diaframma aperto. Chiudendo il diaframma a f/32 la nitidezza si estende. Ecco come opera lo Stack Focus; somma la nitidezza di una serie di scatti. Il piano nitido con un diaframma aperto come f/2.8. La freccia azzurra indica l asse della ripresa. Chiudendo il diaframma a f/32 l area nitida si espande. In questa immagine tridimensionale vediamo come lo Stack Focus sommi la nitidezza di una serie di TUTTI scatti. FOTOGRAFI 121

3 Una ripresa con grandangolo. Sebbene il 14mm abbia una notevole profondità di campo, in riprese ravvicinate come queste se ne possono notare i limiti. Con Stack Focus invece la qualità si estende realmente lungo tutto il soggetto. Uno dei metodi di analisi di Helicon Focus, basato sulle parti più contrastate della foto. La rappresentazione per gradazioni di grigio della profondità; le tonalità più chiare corrispondono alle parti più vicine. In Helicon Focus il metodo di analisi A produce risultati poco aggressivi, utili per un ritocco successivo. Il metodo di analisi C di Helicon Focus produce immagini con un contrasto locale più evidente, ideali per un uso immediato. Il banco ottico con la pellicola permette di ottenere immagini molto valide e con un ragionevole margine di manovra; se invece montiamo sul banco ottico un dorso digitale possiamo incontrare qualche difficoltà quando la luce giunge troppo inclinata sul sensore (ai sensori digitali piace ricevere la luce nel modo più frontale possibile), con una perdita di nitidezza. 122 TUTTI FOTOGRAFI Nel caso invece di ottiche basculanti montate su fotocamere reflex avremo un margine di manovra molto ridotto per via del limitato angolo di basculaggio consentito dall ottica. Possiamo massimizzare la resa del basculaggio inclinando la fotocamera, ma è una tecnica decisamente complicata. Sia che si lavori col banco ottico che con gli obiettivi Tilt-Shift, il basculaggio è comunque una tecnica utilizzata prevalentemente dai fotografi professionisti, non fosse altro che per i costi elevati delle attrezzature. L alternativa dello Stack Focus Questo metodo si basa sull esecuzione di scatti multipli e del loro montaggio in post-produzione: si riesce così a unire il massimo della resa ottica degli obiettivi

4 Sequenza dell analisi con Helicon Focus: gradualmente il programma riconosce le informazioni di profondità del soggetto e da queste poi saranno ricavate le informazioni per estrarre le parti più nitide di ogni scatto. Helicon Remote è il programma accessorio di Helicon Focus per la ripresa; molto simile a Eos Utility o Nikon Camera Control, permette la visione Live View direttamente nel monitor del computer, oltre che di impostare i piani-limite di messa a fuoco dello Stack Focus e la ripresa in completo automatismo. La comoda funzione del Focus Peaking in azione con Helicon Remote. Le aree blu sono quelle nitide. Ogni immagine è stata focheggiata in punti diversi. Con l ingrandimento di Helicon Remote si migliora la precisione del Focus Peaking. Il controllo del reale punto di fuoco con Helicon Remote: in questo caso la punta del ferro da stiro. Il punto di messa a fuoco più distante, nella visualizzazione di Helicon Remote. TUTTI FOTOGRAFI 123

5 a una profondità di campo praticamente senza limiti, e in questo caso vera e non illusoria. La tecnica prevede di scattare una serie di immagini allo stesso soggetto variando la messa a fuoco a passi quanto più possibile ridotti. Questa pila di scatti ( stack in inglese) viene poi elaborata da software dedicati i quali analizzano le immagini e ne producono una composta dalle parti più nitide di ogni singola immagine. I software per lo Stack Focus sono diversi e producono risultati lievemente differenti tra loro; lo stesso Photoshop integra questa funzione. Altri programmi commerciali come Helicon Focus propongono ambienti adatti alle riprese professionali e non mancano le soluzioni gratuite, molte basate sugli algoritmi di Enblend. Il flusso di lavoro Per la ripresa con la tecnica dello Stack Focus è fondamentale che sia il soggetto che la fotocamera siano assolutamente fermi. Si esegue una serie di scatti variando la messa a fuoco, dal punto di nostro interesse più vicino a quello più distante e come diaframma conviene scegliere quello a cui il nostro obiettivo rende al massimo; la lettura dei test MTF ci aiuterà a scegliere l apertura più conveniente. Se siamo alla ricerca di un effetto marcato, possiamo orientarci verso la massima apertura del diaframma perché in questo modo otterremo una forte sfocatura di tutto ciò che è al di fuori della zona scelta come tutto a fuoco. Come dicevamo, le fotografie vanno poi date in pasto al programma di elaborazione che genererà l immagine finale (ovviamente se abbiamo scattato in Raw dovremo prima convertire i file in formato Jpeg o Tiff). Occorre considerare che con la messa a fuoco ravvicinata si ha un lieve ingrandimento delle immagini rispetto a quelle con messa a fuoco più distante. Per questo motivo il software deve per prima cosa eseguire l allineamento e il ridimensionamento delle immagini; dopodiché ricerca le zone di massima nitidezza, usando metodi molto raffinati. Infine esegue la fusione delle parti più nitide di ciascuna. è comunque consigliabile una verifica dell immagine finale per individuare eventuali piccoli aloni, dovuti agli errori di valutazione nel procedimento di analisi. 124 TUTTI FOTOGRAFI 39 Scarpa Uno degli ottimi risultati ottenuti con Helicon Focus. Impostare la ripresa Lo Stack Focus impone un soggetto fermo poiché le riprese multiple sono da mettere a registro e occorre montare la fotocamera su treppiede. Il genere fotografico di elezione è quindi lo still-life, ma può trovare applicazione anche nella fotografia di architettura e paesaggio, pur con qualche problema per gli eventuali soggetti in movimento come mezzi, persone o nuvole. Il set non si discosta comunque da quelli usati abitualmente dai fotografi di still-life. Oltre alla stabilità del soggetto e della fotocamera è importante che anche l illuminazione del set sia stabile, pur senza andare nell eccesso della luce HMI; la stabilità dell illuminazione è importante perché le immagini da fondere non devono mostrare evidenti differenze di luminosità. Durante la ripresa, di conseguenza, evitiamo che si aprano finestre o porte, ma anche di avere persone che passeggiano attorno al set, provocando ombre o riflettendo la luce. La ripresa con Helicon Remote Nel caso di riprese in studio si può usare un applicazione dedicata allo scatto con lo Stack Focus: Helicon Remote. Si tratta di un programma molto simile a Eos Utility o Nikon Camera Control, con cui viene visualizzato a monitor il LiveView della fotocamera; da questa comoda finestra possiamo impostare i limiti della zona da mantenere nitida. Il programma si occuperà poi di scattare le immagini spostando la messa a fuoco tra uno scatto e l altro. è anche ricco di funzioni accessorie come il ritardo tra uno scatto e l altro per dare tempo al flash di ricaricarsi. Esiste anche una versione di Helicon Remote per Android 3.1 e superiori con la quale possiamo gestire la messa a fuoco tramite uno Smartphone. Se il dispositivo Android non ha una porta USB grande la fotocamera va collegata tramite un particolare cavo: USB-Host oppure USB OTG dal costo di pochi euro. è prevista anche una versione per ios, più limitata per via di alcune restrizioni imposte da Apple. La fusione con Photoshop CS6 Photoshop offre da diverse versioni la funzione di fusione delle immagini, con ricerca delle aree più nitide; il procedimento prevede che dapprima le immagini vengano allineate e centrate con PhotoMerge, per poi eseguire la fusione. Il risultato è molto buono; eventuali aloni si possono correggere facilmente andando ad intervenire sulle maschere di livello. Queste ultime però mostrano una trama molto grezza, sintomo di un procedimento forse troppo frettoloso. Helicon Focus Pro: la soluzione più professionale La soluzione commerciale più articolata è Helicon Focus. Si tratta di un programma dotato di sofisticati algoritmi di fusione delle immagini e nelle nostre prove ha dato i risultati migliori. Il funzionamento è semplice e con pochi click il programma è in grado di produrre un ottima immagine. Eventuali errori e aloni si possono correggere grazie ad un pannello dedicato.

6 ImageFuser, Stack Focus gratuito Selezionare Usare Align_Image_Stack. Un buon risultato ottenuto con ImageFuser, un software gratuito. Questa sequenza mostra i passaggi fondamentali per la produzione di una buona immagine. Impostare a zero i valori di wexposure e wsaturation, mentre wcontrast ma messo a 1. Per risultati più precisi i valori consigliati nel pannello Enfuse Expert sono L-Star e Contrast Window size a 5. I risultati migliori si ottengono se i punti di controllo sono superiori a 8. TUTTI FOTOGRAFI 125

7 Passo passo, la fusione in Photoshop Dopo aver caricato le immagini con Photomerge (File-Automatizza-Photomerge), si sceglie Layout Automatico togliendo la spunta alla voce Fondi le immagini per allineare e ridimensionare tutte le immagini. Si selezionao tutti i livelli e si avvia la fusione (Modifica-Fusione automatica livelli). Si imposta Crea serie di immagini e Toni e colori uniformi e si avvia la fusione. Le maschere di livello: notare i passaggi netti. Errore di analisi sulla molla: si può correggere lavorando sulle maschere di livello. Il risultato finale. La versione Professional include anche Helicon Remote per un flusso di lavoro completo di ripresa-fusione. 126 TUTTI FOTOGRAFI ImageFuser: software open source La comunità open source fornisce gratuitamente Enfuse e Align Image Stack, due algoritmi per lo Stack Focus. Funzionano tramite riga di comando, ma eseguendo una buona ricerca in rete si possono trovare versioni con interfaccia grafica per tutti i sistemi operativi. Uno di questi è ImageFuser. Per ottenere buoni risultati è necessario fare alcune prove variando i parametri principali; nel box dedicato a ImageFuser si evidenziano i valori fondamentali per ottenere un buon risultato. Nelle prove ImageFuser si è dimostrato il più lento, ma offre discreti risultati. La presenza di aloni può essere evitata variando alcuni algoritmi di analisi, pena però la ripetizione di tutta la procedura. La possibilità di errori Le immagini ottenute con la tecnica dello Stack Focus sono sì molto convincenti, ma sono immagini sintetiche, frutto cioè di un elaborazione software. Possono presentarsi quindi alcuni errori di calcolo che generano piccoli aloni; non si tratta di una

8 Stack Focus con Magic Lantern Una delle difficoltà maggiori che si presentano in fase di ripresa riguarda la rotazione a passi molto ridotti della ghiera di messa a fuoco. La rotazione manuale è la tecnica più economica, ma comporta gli svantaggi di una certa irregolarità nella rotazione e di possibili spostamenti della fotocamera. Può essere di aiuto un Follow Focus, un dispositivo cinematografico di messa a fuoco manuale che, grazie ad un ingranaggio di riduzione, permette una gestione più precisa della messa a fuoco; è un oggetto costoso e ingombrante, ma con una buona ricerca in rete si possono trovare alternative economiche o progetti fai-da-te. Per chi dispone di fotocamere Canon esiste un interessante alternativa, si chiama Magic Lantern. Si tratta di un espansione software non ufficiale della fotocamera che introduce ulteriori comandi e funzionalità, tra le quali troviamo la funzione di ripresa con la tecnica dello Stack Focus. è sufficiente indicare alla macchina i due piani di messa a fuoco desiderati, quello più vicino e quello più lontano, e la precisione degli spostamenti dell ottica. Una volta avviata la ripresa, la fotocamera sposterà in autonomia la messa a fuoco tra uno scatto e l altro, con massima precisione. Il vantaggio, rispetto ad altre soluzioni, è la possibilità di fare a meno di altri dispositivi come il Follow Focus e non occorre neanche collegare la fotocamera al computer. Poi sul punto più vicino. Premendo il tasto Play (usato normalmente per rivedere le immagini) si avvia la sequenza di ripresa e la fotocamera sposta autonomamente la messa a fuoco. Si posizionare il rettangolo di messa a fuoco sul punto più distante del soggetto. Si sceglie il numero di scatti; di norma da 14 a 35 scatti sono più che sufficienti per un ottimo Stack Focus. Prezzi Adobe Photoshop CS6 sito: lingua italiana: si sistemi operativi: Windows, Mac Os X prezzo: abbonamento mensile 24,99, abbonamento annuale 61,49 al mese Helicon Focus Pro sito: lingua italiana: no, Inglese sistemi operativi: Windows, Mac Os X prezzo: licenza annuale $55,00, licenza senza limiti $200,00 ImageFuser sito: lingua italiana: no, Inglese sistemi operativi: Mac Os X prezzo: gratuito tecnica perfetta, possiamo dire che le immagini sono corrette al 98%; gli eventuali errori vanno eliminati manualmente. Conclusioni Lo Stack Focus introduce un nuovo concetto di profondità di campo superando i limiti della tecnica tradizionale; i fotografi saranno in grado di ottenere un estesa profondità di campo anche con lunghe focali o in riprese ravvicinate, situazioni nelle quali è molto difficile ottenere un ampia profondità di campo con le tecniche tradizionali. Inoltre le immagini sono realmente nitide in tutta la zona scelta. Occorre prevedere che il flusso di lavoro si allunga, dovendo ripetere lo scatto almeno una dozzina di volte e poi eseguire la post-produzione per l analisi e la fusione delle immagini. I risultati però parlano da soli e molti fotografi impiegano lo Stack Focus sia per l efficacia del risultato che per evitare investimenti in ottiche molto costose. La palma per la migliore qualità va ad Helicon Focus, che offre anche una notevole velocità di produzione delle immagini. I risultati di Photoshop sono talvolta più morbidi, ma con il vantaggio di non dover acquistare altri software (se l abbiamo). I risultati di ImageFuser, gratuito, sono invece più variabili e in certe circostanze i due algoritmi di allineamento-fusione non riescono ad analizzare con successo la sequenza di immagini, producendo aloni; altre volte invece il risultato è molto valido. Lo Stack Focus è una tecnica entusiasmante e i risultati sono spesso il sogno dei fotografi alla ricerca di immagini superbamente nitide. Attenzione però, le foto che si ottengono sono così incise da essere impietose con i soggetti con qualche difetto; quindi scegliete bene cosa riprendere considerando che il risultato avrà una precisione chirurgica nella resa dei dettagli. Maurizio Costa TUTTI FOTOGRAFI 127