Scherptediepte

Iedere fotograaf heeft met scherptediepte te maken. Maar wat is dit nu precies?

Scherp

Om echt te kunnen begrijpen wat scherptediepte is (in het Engels DOF genoemd als afkorting van 'Depth Of Field'), moeten we eerst weten wat "scherpte" nu precies inhoudt. Want was is scherp? Dit lijkt een eenvoudig begrip, maar eigenlijk is het best een vaag iets. Want wat scherp is, zal vooral iets blijken te zijn wat wij als acceptabel scherp genoeg beschouwen, tenzij we er afspraken over maken. 

Een scherp oordeel

Toen we nog geen autofocus hadden, en we nog werkte met 35 mm filmpjes die ontwikkeld moesten worden bij de fotograaf voordat we de foto’s, afgedrukt op fotopapier, in handen konden krijgen, werden foto’s regelmatig onscherp doordat het objectief niet goed was ingesteld tijdens het fotograferen. Kreeg je de foto uiteindelijk in handen, dan was het voor iedereen heel duidelijk: dit is een scherpe of onscherpe foto.

Maar sommige van de ontwikkelde foto’s waren maar een heel klein beetje onscherp, of liever, want zo noemde men dat toen, "niet helemaal scherp". Ze hingen er als het ware tegenaan. Je zag dat en daardoor was het blijkbaar net niet acceptabel genoeg, maar goed, weggooien hoefde nu ook weer niet want als herinnering was het prima en je had er al voor betaald.

Nu vind je in oude fotoalbums nog wel eens foto’s terug waarbij je kunt discussiëren over de scherpte. Is de foto scherp genoeg of niet? En dat zegt genoeg over hoe wij als mensen blijkbaar tegen scherpte aankijken. Dat is iets wat wij niet exact weten vast te stellen.

Een testje

Laten we kijken of we onszelf kunnen testen op ‘scherpte zien’. In een zwart vlak tekenen we daarom een wit vierkantje. We fotograferen dit vierkantje. En we doen dat zo zodat het witte figuur 1-op-1 qua grootte gefotografeerd wordt. Dus zo groot als hij in werkelijkheid is, wordt hij ook op de sensor geprojecteerd. We maken de foto, en ja hoor, vlijmscherp, kan niet beter! So far, so good dus.

We maken nu een afdruk van het vierkantje dat we hebben vastgelegd en we leggen dit op het vierkantje binnen het zwarte vlak. We verwachten dat de afdruk natuurlijk exact zal passen op het vierkantje, maar in praktijk blijkt dat dit niet het geval is. We zien dat de afdruk iets groter is omdat ook buiten het vierkantje blijkbaar pixels zijn aangeslagen.

Als we er over nadenken, begrijpen we waarom. We fotograferen geen vierkantje, maar het licht dat door het vierkantje wordt weerkaatst. Dat licht werd verstrooid en rond het object ontstond daardoor strooilicht dat als een zweem zichtbaar werd. Hierdoor kwam het vierkantje niet 1-op-1 op de afdruk terecht.

Toch, toen we naar de foto keken, zag het er allemaal bijzonder strak en scherp uit. Maar als we nu heel goed kijken zien we wel dat de lijnen niet abrupt van zwart naar wit gaan. We accepteerden dit beeld blijkbaar als scherp al is het dat niet. 

Nog een testje

Nu nemen we een liniaal om een tweede testje uit te kunnen voeren en leggen die daarom schuin van ons af. Met een klein diafragma (grote lensopening) maken we een foto van de liniaal en we zien dat een deel van de liniaal scherp op de foto staat, maar een deel ook niet. Prima, dat hadden we verwacht.

Tussen het duidelijk scherpe deel en het onscherpe deel verloopt het beeld van scherp naar onscherp. Maar waar noemen we het beeld precies niet scherp meer en wanneer vinden we het nog wel scherp? We vinden het maar moeilijk om dat punt precies te vinden. We kunnen hooguit het gebied aanwijzen waar de overgang van scherp naar onscherp ergens plaatsvindt.

Meetbaar maken

We zien door deze voorbeelden dat er te discussiëren valt over wat nog scherp genoeg is en wat niet. Binnen het vakgebied van de fotografie is men het er wel over eens geworden dat dit een eindeloze discussie zou kunnen worden en dat het daarom goed zou zijn om een meetbare grens vast te stellen.

Stel, je fotografeert een lichtpunt, dan zal er rond dat punt verstrooiingslicht optreden. Dat maakt hem nog niet onscherp, maar hierdoor ontstaat wel een bolletje rond dit punt. Als dat bolletje te groot is, noemen we de punt onscherp, is die bol klein dan vinden we het beeld nog scherp genoeg. We moeten nu alleen afspreken bij welke grootte van de bol we het beeld onscherp gaan noemen.

Als je een lichtpunt beschouwt als een figuur die zelf geen ruimte inneemt, dan mag de bol, zo is bepaald, in diameter rond dat punt niet groter worden dan 0,03 mm. Het voert hier te ver om uit te leggen waarom men op juist deze afstand is gekomen, maar neem aan dat daar goede redenen voor zijn. Wordt de bol daarom groter dan dat, dan moeten we spreken van een niet meer acceptabele scherpte. Oké, we zijn er nu dus uit. We weten wat (on)scherp is!

Scherptediepte

Nu we weten wat scherp is en wat niet, kunnen we eindelijk vaststellen wat scherptediepte is. We noemen de scherptediepte van een foto het gebied waarbinnen de punten nog acceptabel scherp zijn. Het strooilicht in dat gebied bevindt zich dus binnen de gestelde maximale waarde.

Het deel van het woord dat ‘diepte’ heet, heeft betrekking op de breedte van dat gebied. Je zou daarom ook kunnen spreken van ‘scherptedieptegebied’ of ‘scherptegebied’. Een grote scherptediepte duidt op een grote brede strook waarbinnen de punten nog acceptabel scherp zijn, een kleine scherptediepte duidt op een smalle strook.

Hoe ontstaat scherptediepte?

We weten nu dat scherpte te maken heeft met strooilicht en dus ook dat scherptediepte te maken heeft met het verstrooien van het licht. Scherptediepte wordt daarom bepaald door de mate van verstrooiing van het licht.

Hoe kleiner de brandpuntafstand van een objectief, hoe minder verstrooiing er plaatsvindt (het licht gaat hierdoor namelijk sneller door het objectief en heeft er daarom minder “last” van). Daarom biedt een groothoeklens meer scherptediepte (een bredere strook) dan een telelens.

Maar het is natuurlijk niet alleen de brandpuntafstand die effect heeft op de verstrooiing van het licht. Fotografen stellen dat de brandpuntafstand in combinatie met het diafragma de scherptediepte bepaalt. Dat het diafragma er effect op heeft, is logisch. Hoe kleiner de lensopening, hoe minder het licht immers verstrooid raakt (het wordt meer gericht) en daardoor ontstaat een grotere scherptediepte. Dat de scherptediepte daarom afhankelijk is van de brandpuntafstand en het diafragma is een werkbare definitie, maar inhoudelijk is het niet geheel juist.

Iedereen kan zich bedenken dat de kwaliteit en het slijpwerk van het glas ook effect moeten hebben op de verstrooiing van het licht. Hoe minder rein het glas is, hoe meer verstrooiing van het licht op zal treden. Maar heel zuiver glas is ook duur. En je begrijpt het al: dat maakt ook dat objectieven met een dergelijk glas een stuk duurder zijn.

Het licht dat door het objectief heen valt, wordt opgevangen door de sensor. Een sensor die heel lichtgevoelig is, zal eerder zwak strooilicht kunnen registreren dan sensoren die dat minder zijn. Daarbij maakt de grootte van de pixel ook uit. Hoe kleiner de pixel, hoe meer moeite hij heeft licht goed te registreren. Om die reden zijn dergelijke camera’s voorzien van software die de metingen moeten ‘opwaarderen’ waardoor eerder ruis (en daarmee onscherpte) kan ontstaan.

Een full frame sensor is groter dan een APS-C sensor. Hoe kleiner de sensor, hoe meer scherptediepte ontstaat omdat de oppervlakte daarvan nu eenmaal kleiner is en dus ook maar een deel van het licht dat door het objectief komt op zal vangen. Een macrofotograaf maakt daardoor eerder gebruik van een APS-C sensor, dan van een full frame sensor. Hij krijgt hierdoor immers meer scherptediepte in zijn foto’s. Portretfotografen willen juist een minder grote scherptediepte. Zij zijn daarom meer gebaat bij een full frame sensor.

Zo kunnen we nog wel even doorgaan, maar samengevat zeggen we dus dat het te eenvoudig is om te stellen dat de brandpuntafstand en het diafragma alleen bepalend zouden zijn voor de scherptediepte. Er zijn veel meer zaken die hier een rol bij spelen. Maar het zijn wel deze twee zaken waar je waarschijnlijk bij iedere foto bewust keuzes in zult moeten maken. De andere zaken zijn min of meer vaststaande gegevens.

De afstand

Als we met dezelfde lens en met hetzelfde diafragma een foto van dichtbij of van veraf nemen, dan verandert de scherptediepte aanzienlijk. Hoe verder je van het onderwerp afstaat, hoe meer scherptediepte je krijgt. Het is daarom niet voor niets dat bij macrofotografie de scherptediepte soms maar enkele mm’s bestrijkt en er speciale technieken, zoals focus stacking, moeten worden ingezet om meer scherptediepte in de foto te kunnen brengen.

Je kunt dus niet zeggen dat een bepaald objectief met een bepaald diafragma een bepaalde scherptediepte heeft. Je zou daar de afstand bij moeten vermelden tussen de camera en de scene die je aan het fotograferen bent voordat je dergelijke uitspraken kunt doen.

Niet in het midden

Als we het scherptedieptegebied nader onderzoeken, dan valt nog iets op. Misschien zul je denken dat de plek van de “scherpte-stelplek” zich precies in het midden van het scherptedieptegebied zal bevinden, maar dat is niet waar. Je weet nog dat wanneer je iets fotografeert wat verder van je vandaan staat, er meer scherptediepte optreedt. Dat geldt ook binnen het scherptedieptegebied zelf. Dus dat wat verder van je vandaan ligt (het stuk achter het scherpte-stelvlak) is daardoor langer dan het stuk voor het scherpte-stelvlak.

Door dit verschijnsel zie je in de foto die als banner boven dit artikel is geplaatst dat ‘naar achteren toe’ de onscherpte langzamer optreedt dan ‘naar voren toe’.

Wat te kiezen?

Scherptediepte is iets wat door fotografen vooral wordt gebruikt als artistiek ingrediënt. We kunnen de achtergrond hierdoor onscherp maken zodat de persoon er voor, die scherp wordt gefotografeerd, juist de nadruk krijgt. Iets wat bij portretfotografie veelvuldig wordt toegepast.

Maar we kunnen, door met scherptediepte te spelen, ook een hele grote groep mensen scherp op de foto krijgen, bokeh laten ontstaan, suggesties laten ontstaan bij boudoir fotografie terwijl je toch niet echt iets ziet, tilt-shift miniatuur effecten creëren en achtergronden egaal maken zodat we voorwerpen gemakkelijker kunnen uitknippen.

Begrip hebben en bewust gebruik maken van de scherptediepte binnen fotografie is daarom van groot belang voor het maken van goede foto’s.