Makro çekimde diyafram ayarı ve Diffraction/Kırınım etkisi

Diyafram ayarı konusunda çok soru soruluyor. Hangi değerde daha iyi sonuç alırız? Açmak mı lazım, yoksa kısmak mı? Konuyu ele alırken ben işe tamamen makro çekim boyutundan bakıyorum. Makroda genellikle detay odaklı çalışıyoruz. Portre ya da manzara çekiminde bu kadar detaya gerek kalmayabilir.

Teoriyi kısa tutmak istesem de girmeden olmuyor. Fakat eski yazılarda bazı kavramların üzerinde durduğum için bunları tekrar etmeyeceğim. Merak etmeyin sadece kavramlar yok, pratik sonuçları da göreceğiz.

• Alan derinliği
• Diyafram
• Efektif diyafram

Bu yüzden üstteki listede yer alan kavramlarda bir eksiklik hissediyorsanız öncelikle şu iki yazıya göz atmanız faydalı olabilir

Megapiksel, sensör boyutu, diyafram, ISO (Giriş seviyesi kavramlar)

Alan derinliği neden bu kadar dar? Efektif diyafram nedir? (Diyaframa genel bakış)

Kısık diyafram mı daha keskindir, yoksa açık diyafram mı?

Fotoğraf paylaşımlarında sıkça görüyorum. Hatta bazı makalelerde de okuyorum. Makro çekimde net alanı genişletmek için diyafram alabildiğine kısılıyor. Biz de f32 gibi lensin müsaade ettiği son değerde fotoğraflar çekiyoruz. Bazı makro lenslerde f64 görüp bunu üstün bir özellik zannediyoruz. Ya da daha garibi en fazla f32 olan bir lenste EXIF’te f51 görünce bir arıza olduğunu düşünüyoruz.

f64 değeri “efektif diyafram” ölçümünden geliyor. Bir makro lens sonsuza odakladığı zaman ayarladığımız diyafram değeri ile içeri alınan ışık miktarı uyumludur, yani doğru değeri gösterir. Ancak bunu minimum focus mesafesine doğru yaklaştırdığımızda, yani büyütmeyi arttırdığımızda içeri aldığımız ışık azalır. 0.5X büyütmeye kadar ciddi bir etkisi olmaz. Ama 1:1 büyütme değerine geldiğimizde efektif değer olarak diyaframda artık f64 seviyesine gelmiş oluruz. Yani lens f32 gösterse bile aslında f64 ile çalışıyor oluruz. Seçeceğimiz diyaframı düşünürken bu efektif değeri göz önüne almamız gerekir. Kırınım etkisi ona göre olur.

Bazı gövdeler akıllı davranıp EXIF’te efektif diyaframı gösteriyor, bazıları da göstermiyor. Genellikle manual lensler, ters lensler kullandığımız için gövdenin lensten hiç haberi olmaz. Akıllı davranma işini biz devralsak iyi olacak.

Peki f32 kötü birşey mi? Bence evet! Hem de hangi büyütmede olursa olsun…

Zorunda kalırsak f32 kullanabiliriz. Ama amacımız “zorunda kalmamak”. Daha iyi bir yöntem bulup diyaframı bu kadar kısmadan çalışmamız lazım. Yoksa ne mi olur? Önce yine teori.

Diffraction / Kırınım

Biraz lise yıllarına dönüp fizik dersi anılarına gitmemiz gerekiyor. Ses dalgaları, su dalgaları ya da ışık olsun, dalgalar dar bir yerden geçerken kırınım etkisine uğrayarak yayılma gösterir. Konumuz olan ışığın geçtiği delik ne kadar darsa bu etki o kadar büyük olur.

• 

• 

Görüldüğü gibi diyafram belli bir değerden daha açık ise lensin içinden geçen ışık bozulmadan yoluna devam edebiliyor. Ama diyafram çok kısıldığında ışığın şekli/yönü değişip etrafa yayılan bir hal alıyor. Lens açısından bakarsak aslında lensimizden çıkan ışık şekildeki gibi düz bir dalga şeklinde olmaz, sensöre doğru küçülen, odaklanan bir koni şeklinde çıkar. Doğru focus yaptığımızda, odaklanan noktaya ait koni şeklindeki ışığın sivri ucu sensöre denk gelir, odaklanmış keskin bir görüntü alırız.

İşte bu odaklanmış ve noktasal olması gereken görüntü kısık diyafram yüzünden kırınıma uğrarsa sensör üzerinde oluşan görüntü noktasal olmaktan uzaklaşıyor. Bu noktayı bir detaya ait piksel olarak düşünürsek, net, keskin bir detay vermek yerine suya atılmış bir taşın yarattığı etki gibi görüntüsü etrafındaki diğer piksellere karışıyor. Görüntüyü oluşturan tüm piksellerin bu şekilde çevresini etkilediğini düşünün. Hoşumuza gidecek bir durum değil.

Yandaki fotoğraf kırınıma uğramış bir ışık noktasının etrafa nasıl yayıldığını gösteriyor.

Kırınım – Sensör boyutu

Kırınımın etkisi sensör boyutu ve megapiksel kavramlarıyla doğrudan ilişkili. Yandaki fotoğrafta oluşan bozulmanın sensör üzerine düştüğünü hayal edelim. Bozulan ışık noktası, bozulmuş haliyle birlikte 1 piksel içine sığacak kadar küçükse o zaman komşu pikselleri etkileyemez.  Ama küçük bir sensörde ya da yüksek megapikselli bir makinada bu minik ışığın düştüğü bölgede 1 yerine belki 10 piksel bulunur. Veya diyaframı kıstıkça bozulmanın çapını biz arttırmış oluruz. Bu sefer tüm komşu piksellere düşen ışık birbirine karışmış demektir. Makinenin bize sunduğu çözünürlük diffraction/kırınım yüzünden çöp olmuş durumda.

Kırınım/Diffraction testleri

Şimdi asıl soruya geri dönelim. Bu kadar lafın pratik bir önemi var mı?

Amaca ve zorunluluklara göre karar vermek lazım. Çektiğimiz fotoğrafı bir web sayfasında küçük boyutlarda kullanacaksak kırınım etkisi falan göremeyiz. Küçük boyutta kullanım için fazla hesaba gerek kalmaz. Herşey yolunda gibidir. Orijinal, büyük boyutlu fotoğraftaki bozulma bizi ilgilendirmez. Veya çekim yapmak istediğimiz böcek üzerinde elde çekim bile olsa focus stack yapma şansımız yoksa alan derinliğini arttırmak için mecburen diffraction bölgesine gireriz.

En iyisi test edip sonuçları görelim.

3 farklı büyütme kullanarak test etmeye kadar verdim: 1X, 2X ve 3X. Bunların her biri için farklı lens sistemi kullanmak istedim ki efektif diyaframlar farklı olsun. Gerçi efektif diyaframları ölçmedim, ölçme kısmı biraz zahmetli, ayrıca rakamlarla kafa karıştırmaktan çok işin özünü vermek istiyorum. Zaten yeterince kavram konuşuyoruz.

Makro lens testlerinde mümkün olduğunca minik detayları olan bir obje seçmeliyiz ki iki çekim arasındaki farkları kolayca görelim. Bu amaçla genellikle kelebek kanatları kullanılıyor. Bunun sebebi üzerlerinde bulunan minik pullar. Yüksek büyütmeli mikroskop lensleriyle bile bu pullarda bitmek bilmeyen bir detay alınıyor. Ben de bu yüzden ipek böceği güvesi ve ricaniidae türü zıplar (hopper) böceğin kanatlarını kullandım. Fotoğraflarda keskinlik vs. gibi oynamalar yapmadım. Sadece farklı diyaframlarda farklı pozlama süreleri oluştuğu için  bunların kendi aralarındaki minik pozlama farklarını giderecek telafiler verdim.

1X büyütme, Tamron 90mm

Böceğimiz 1X için biraz küçük, işaret parmağımın tırnağı boyutlarında. Ama önemli değil, amacımız onu segilemek değil diyaframın detaylar üzerindeki etkisini görmek. f3.5 – f32 aralığında çekilmiş bir dizi fotoğrafı yan yana koyarsak şu şekilde bir görünüm oluşuyor.

Az önce söylediğim gibi küçük boyutlarda kullanılırsa fotoğraflar arasındaki tek belirgin fark alan derinliği gibi algılanıyor. f3.5 değerinde arka plan tamamen silinmişken f32’de hem böceğimizin tamamı net, hem de arka planda neler olduğu artık görülüyor. Focus stacking yapmak yerine f32’de tek kare ile işi bitiriyoruz. Ya da arka planı fazla belirginleştirmek istemiyorsak, çok abartmadan f18 de kullanabiliriz. Ama gerçekten öyle mi? Biraz daha yakından bakalım. Bu fotoğraflardan alınmış %100 crop’lar ile aşağıdaki karşılaştırmayı oluşturdum.

Şimdi burada daha ciddi birşeylerin döndüğünü fark etmeye başlıyoruz. Daha belirgin görebilmek için fotoğrafı tıklayıp büyütebilirsiniz.

f3.5 alan derinliği çok dar, keskinlik fena değil. f5.6 ve f8’de keskinliğin tavan yaptığı çok açık. Hatta f5.6 biraz daha iyi görünüyor. f13’te kırınım etkisi detayları silmeye başlamış. f18 benim fikrime göre kullanılamaz bir sonuç üretmiş. f32 ise tam bir facia, fotoğraf suluboyadan farksız. İyice daralan diyafram açıklığından yüksek seviye detay geçemiyor. Hem camın geçirgenliği hem de diffraction etkisi işimizi fena bozdu.

Dikkat çeken bir şey daha var. Sürpriz! Sensör tozlarımız kabak gibi ortaya çıktı! Sensör tozu gölgeleri açık diyaframlarda bokeh şeklinde bulanıklaşıp yayılırken kısık diyaframda küçük ama sert bir şekilde ortadalar. Bunların da görülebilmesi için Photoshop ile toz temizliği yapmadım.

2X büyütme, Tamron 90mm + Raynox DCR-250

Çok sevdiğim bu ikili aslında tam olarak 2X vermiyor. Büyütme değerimiz 1.8X. Lensi değiştirmedik diye düşünmeyin, Raynox taktığımız zaman optik tasarımda çok garip birşeyler yaptık.

Alan derinliği ve kırınım hesaplarında efektif diyafram kullanıldığından bahsettim. Aslında “hesaplamalarda” demek yanlış çünkü bu sanal bir etki değil, aynen fotoğrafa yansıyor. Lensin önüne bir büyüteç yerleştirdiğimiz için büyütecin topladığı, arttırdığı ışığı içeri alıyoruz. Aynı diyafram değerinde yaklaşık 3 kat daha fazla ışık içeri giriyor. Raynox ile efektif diyafram lensin gösterdiğinden daha açık bir değerde (daha küçük değerde).

Bir önceki durumla kıyaslarsak alan derinliğinin azaldığı görünüyor. Bunda hem büyütmenin, hem de efektif olarak daha açık bir diyaframa geçmenin etkisi var.

%100 crop karşılaştırmaya baktığımızda f2.8 ve f4’ün çok soft kaldığını görüyoruz. Efektif diyafram lensi daha açık diyaframda çalıştırıyor. Çıplak halde f3.5’de iyi sonuç verebilen Tamron 90, Raynox ile f4’te hala çok soft, sanki f2.8 gibi çalışıyor. f5.6’da lens kendisini hızla toparlıyor. f7.1 ve f10 en keskin sonuçları üretiyor. f16’dan itibaren kırınım görüyoruz. Diyafram kısıldıkça detaylar hızla silikleşiyor.

Raynox büyütmeyi arttırdığı halde bize daha aydınlık bir vizör, daha kısa pozlama süresi ve gecikmiş kırınım etkisi sağladı. Büyütmeyi 2 katına çıkardığımız halde f10’da kırınım görmedik. Efektif diyafram değişmeseydi f10’da bulanıklaşma görecektik. Raynox gibi öne takılan close-up eklentilerinin böyle bir avantajı var. Bir teleconverter kullansaydık büyütme arttıkça bunun tam tersi olacaktı. Raynox’un dezavantajı ise çalışma mesafesini oldukça kısaltması. Teleconverter çalışma mesafesini değiştirmiyor.

3X, Componon-S 50mm

50mm agrandizör lensleri arasında hatırı sayılır bir yeri olan lensimizi ters bağlı olarak 3X büyütmede kullanıyoruz. Hedef yine zıplar böceğimizin kanadı. Tam kadraj fotoğrafları yan yana dizelim.

Lensimizin en kısık diyafram değeri f16, testi buraya kadar yapabiliyoruz. Ama sonuçlara bakınca f16’nın fazla bile geldiğini göreceğiz. Yine lens f2.8’den başladığı halde ben f3.5 ile testi başlattım, f2.8’de hem soft hem de çok dar derinlik vereceğini biliyorum. Hemen yakından bakalım, tıklayıp büyütmeyi unutmayın.

f3.5 sizi yanıltabilir. Alan derinliği çok dar, bir tüy ucunu ancak içine alabiliyor. Dikkatli baktığımızda keskinlik fena değil, ama daha iyisi de var: f5.6. Bu değer aradığımız keskin sonucu veriyor. f8’de kırınım başlıyor ve sonrası işe yaramaz.

Tamron + Raynox ile f10’da keskin sonuç alırken şimdi f8’de kısıtlandık, neden? Çünkü büyütme arttı. Efektif diyafram formülü şöyle:

Efektif Diyafram= Lens Diyaframı * (1 + Büyütme / Pupil büyütme)  pupil büyütmeyi kabaca 1 alabiliriz. Detaylı bilgi için sayfa başında verdiğim linklere bakabilirsiniz.

Yani 1X büyütme için f10 kullanırsak, 10 * (1 + 1) = f20, test ettiğimiz 3X için 10 * (1 + 3) = Efektif f40 değeri oluyor. Bu da bol bol diffraction demek.

Sonuç

Büyütme arttıkça lensleri biraz daha açık diyaframlarda kullanmamız gerekiyor. Fakat çok açık diyafram da iyi sonuç vermiyor. Kırınımdan kaçalım derken lensin soft çalıştığı bölgeye de girebiliriz. İşte lenslerin kalite farkı buralarda ortaya çıkıyor. Her lensin “sweet spot” diye anılan en yüksek keskinlikle çalıştığı bir değer vardır. Büyütme izin veriyorsa lensimizi “sweet spot” değerinde kullanmak en iyisidir. Ama o değerde kırınım başlayan bir büyütmede çalışıyorsak diyaframı az daha açmak gerekebilir.

Componon 35mm, Rodagon 28mm gibi yüksek büyütme için kullanılan lensler ise en açık diyaframda en iyi sonucu veriyorlar. Lensi tanımak, diyafram seçerken buna dikkat etmek önemli.

Not: Keskinliği oldukça kötü olduğu halde estetik olarak “bir rüyada olma” havası yaratan eski lensler var.  Bunlar makro ve close-up’larda başarıyla kullanılıyorlar. O zaman amaç detay değil kadraj ve estetik oluyor. Örneğin Meyer Trioplan 100mm f2.8

Ek test

Peki makro çekim yapmıyorsak ne olacak?  Günlük çekimlerde de kırınım sonucu etkiler mi?

4m mesafeden detaylı bir obje, bir perdenin dokusu üzerinde basit bir çekim testi yaptım. f6.3 ve f32 değerleri kullanıldı.

Bozulma çok açık. Büyüterek incelerseniz fark daha iyi görünür. Bu durum özellikle gündüz uzun pozlama yapmak isteyenlerin dikkat etmesi gereken bir nokta. Aydınlık havada uzun pozlama yapabilmek için bazen diyafram çok kısılır.  Bunun yerine uygun değerde ND filtre kullanıp diyaframı fazla kısmamak sanırım en iyisi olacaktır.

Kırınımsız çekimler dilerim 🙂