• Schmetterling Flügelschuppen Nikon D7100, ISO 100, NIKON M Plan 20/0.4 LWD, 210/0, 20:1, Stack aus 981 Bildern, im Abstand von 0.00027mm (mit der "Büchse der Pandora" aus PVC)
  • Graue Gartenwanze (Rhaphigaster nebulosa), Vollformat Nikon D600, NIKON M Plan 20/0.4 LWD, 210/0, 20:1, Stack aus 392 Bildern, im Abstand von 0.003mm
  • Weisspunkt Einsiedlerkrebs (Dardanus megistos)
  • Männlicher Rosenkäfer (Eudicella trilineata interruptefasciata), Tanzania (Ostafrika) Vollformat Nikon D600, LUMINAR 40mm, 4:1, Stack aus 226 Bildern, im Abstand von 0.03mm.
  • Männlicher Genitalapparat der einheimischen Gemeinen Skorpionsfliege (Panorpa communis)

Porträt: Focus Stacking Experte - Kurt Wirz

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Porträt: Focus Stacking Experte - Kurt Wirz

Do, 24/04/2014 - 21:16
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In diesem ausführlichen Interview erfährst Du von Kurt Wirz, einem echten Focus Stacking Experten, auf was es beim Stacken ankommt und wie man auch mit einfachen und preisgünstigen Mitteln Focus Stacking betreiben kann...

Das Unbekannte im Kleinen ist die Antriebsfeder, die mich motiviert. Kurt Wirz

Kurt Wirtz
Kurt Wirz

Hallo Kurt, erzähl uns etwas über Dich, woher kommst Du und was machst Du?

1951 wurde ich in Basel in eine Familie hineingeboren mit einem Vater der naturinteressiert war und mit einer Rolleiflex 6x6 fotografierte. Mein Interesse an meiner Umwelt war groß, so dass ich sowohl technische Dinge, Pflanzen und zu meiner Schande auch Kleintiere in ihre Bestandteile zerlegte und danach zumindest die technischen Geräte wieder zusammenzusetzen versuchte. Mit etwa 9 Jahren erhielt ich das Aquarium meines Bruders, der mit 18 Jahren andere Interessen hatte. In dieser Zeit erhielt ich ein Agfa Kistchen 6x9 (Agfa Box) zum Fotografieren. Später wechselte ich zu Kodak Instamatik. Meine Mutter umsorgte mich bestens, mein Vater und meine beide Brüder sicherten die Umgebung ab, so dass ich einigermaßen wohlbehütet aufwachsen konnte und mich in Ruhe auch der Mikroskopie widmen konnte.

Wie bist Du zur Makro- bzw. Mikrofotografie gekommen?

Mit der Fotografie habe ich, wie erwähnt, als Jugendlicher begonnen. Zu meiner Lehrzeit erwarb ich eine zweiäugige YASHIKA 6x6.

Mein erstes, im Beruf verdientes und zusammengespartes Geld investierte ich in eine BRONICA 6x6. Der Preis eines weiteren Objektivs, bewog mich dazu auf Kleinbild (Nikon) umzusteigen.

Neben Architektur (unterschiedliche Stilepochen) fotografierte ich Fische, vor allem ihr Laichverhalten, bis zur Entwicklung im Ei und ihre spätere Entwicklung. Mit 20 Jahren besaß ich bereits eine Ausrüstung für Abbildungsmassstäbe bis 5:1.

Ich lernte einen elektrotechnischen Beruf der in der Weiterbildung beim Tontechniker für Orchesteraufnahmen und Filmton "endete". Die Verschmelzung von Elektrotechnik und Fotografie führte mich beruflich zu einer Klimsch Zweiraumkamera.

Später lernte ich Tierpfleger. Zur Dokumentation der Eientwicklung von Piranhas erwarb ich ein Trinokular. So war nun alles zusammen, was es für Tierbilder benötigt. Man muss sich bewusst sein, dass man durch das Mikroskop mehr Tierarten sieht, wie durch einen Feldstecher.

Dann folgten etwa 15 Jahre, in welchen ich vorwiegend die Entwicklung meiner Kinder im Bild fest hielt. Nebenbei beschäftigte ich mich Privat mit dem ersten IBM Kompatiblen Computer, was relativ schnell zum Beruf eines EDV Koordinators führte. An meiner Arbeitsstelle organisierte SONY einen Anlass um unter Anderem die Mavica einem breiten Publikum vorzustellen. Als Dank erhielten wir eine Mavica. Obwohl die Bilder der Kamera eine bescheidene Qualität besaßen, war dies mit meinen Computerkenntnissen der Start meiner digitalen Fotozeit.

Es folgte eine Sony DSC-F505, Nikon Coolpix 990 und dann kam die erste für mich akzeptable digitale Kamera, die Nikon D300. Da passte mein alter Nikon Balgen, Zwischenringe und mein Makro 105 mm Objektiv darauf. Kurz darauf entdeckte ich das Focus Stacking mit Helicon Focus, seither wird gestackt was das Zeug hält.

Ab jetzt wird vorwiegend nur noch im vergrößernden Maßstab fotografiert also über 1:1. So schraubte ich auch die alten Objektive meines Mikroskops auf den Balgen. Seit 2008 zeige ich die Bilder auf meiner eigenen Website.

Mohnsamen, Nikon D300, ISO 200, ZEISS Luminar 25mm, 8:1, Stack aus 117 Bildern, im Abstand von 0.01mm.

Du machst Fotos unter extremen Abbildungsmaßstäben. Teilweise bis 70:1. Was für Equipment braucht man dafür?

Zurzeit fotografiere ich mit einer Nikon D7100 und einer D600.

Als Objektive verwende ich unendlich Mikroskop-Objektive, die vor ein 200mm Teleobjektiv montiert werden müssen, mit endlich Mikroskop-Objektive von Nikon die voll auskorrigiert sind und somit keine Zwischenlinse benötigen. Bei weniger starker Vergrößerung verwende ich meine Lieblinge, die für Mittelformat gerechnet sind, die ZEISS Luminar Lupen Objektive.

Da bei starker Vergrößerung und optimaler Auflösung die Tiefenschärfe extrem gering ist, bietet die digitale Fotografie die Möglichkeit des Focus Stackings mit Software. Aus bis zu 1000 Bildern die mit unterschiedlicher Distanz zum Objekt nacheinander angefertigt wurden extrahiert die Software die bestaufgelösten Bereiche und vereint diese in einem Bild. Da die Tiefenschärfe gering ist muss die Distanz zum Objekt von Bild zu Bild bei einem Abbildungsmassstab von 70:1 um 0.00025 mm also 0.25 µm verändert werden. Will man dies mit käuflicher mechanischer Lösung bewerkstelligen, so findet man sich im Bereich über 5000.- Euro.

Das war mir zu viel Geld und so suchte ich nach einer einfachen preisgünstigen Lösung. Wer suchet der findet, doch der Weg bis dahin ließ mich oft verzweifeln!

Doch ich gab die Hoffnung nicht auf. Wer die Geschichte der "Büchse der Pandora" kennt, weiss dass die Hoffnung das Letzte war was in ihr blieb. Da meine gefundene Lösung in etwa die Form einer Büchse hat, nannte ich sie "Büchse der Pandora". Sie ist eine Vorrichtung mit welcher ein Objekt in allerfeinsten und mit extrem langsamer Geschwindigkeit bewegt und fotografiert werden kann. Meine "Büchse der Pandora" besteht aus einem 200 mm langen PVC oder Alu Röhre, die ich mit einer Glühlampe aufheize, sie dehnt sich dabei im Millimeterbereich. Darauf lege ich das Objekt und beim Abkühlen (zusammenziehen) des Rohres, das sich über eine Stunde erstreckt, fertige ich bis zu 1000 Bilder an, deren Distanz von Bild zu Bild ohne weiteres 0.0001mm also 0.1µm beträgt. Die Kosten für eine "Büchse der Pandora" betragen weniger als 50.- Euro. Ziel erreicht!

Vermutlich Graue Gartenwanze (Rhaphigaster nebulosa), Nikon D300, AF MICRO NIKKOR 105mm 1:2.8 D an Balgen, 5:1, Stack aus 104 Bildern, im Abstand von 0.03mm.

Für eine weniger starke Vergrößerung verwende ich den StackShot, der grössere Schritte bewerkstelligt und auch Schritte von bis zu 0.0005mm also 0.5µm. Um Verwacklungen zu vermeiden, verwende ich mehrere Blitzgeräte bei gedrosselter Leistung. Ihre Abbrennzeit beträgt dann etwa 1/20000 sec. bis 1/40000 sec.

Mehr über das Einfrieren von Bewegungen mittels Blitzlicht erfährst Du hier: Makrotipp: Einfrieren von Bewegungen

Als Diffusor verwende ich weisse Trinkbecher aus Plastik oder Styropor. So wie in der normalen Fotografie produziere ich vorwiegend Ausschuss, doch diesen sieht niemand. Das Zauberwort heißt auch hier Geduld bis zum Abwinken! Gelingt es beim ersten Mal nicht, ist ein zweiter oder dritter Versuch notwendig. Je höher die Ansprüche umso höher die Anzahl der Versuche. Manchmal benötige ich bis zu 30 Versuche, bis ich zufrieden bin!

Männlicher Rosenkäfer (Eudicella trilineata interruptefasciata), Tanzania (Ostafrika) Vollformat Nikon D600, LUMINAR 40mm, 4:1, Stack aus 226 Bildern, im Abstand von 0.03mm.

Du hast erwähnt, dass Du Helicon Focus für Deine Stackreihen benutzt. Überzeugen Dich die Alternativen wie z.B. Zerene Stacker oder Freeware wie Combine ZP nicht?

Angefangen habe ich mit Helicon Focus, zurzeit stacke ich mit Zerene Stacker. Wird eine neue Version veröffentlicht, prüfe ich sie und wechsle zur nach meiner Meinung passenderen. Einst mit CombineZM, CombineZP und den folgenden Versionen erzielte ich ebenfalls gute Ergebnisse. Es gibt auch noch weitere Software, die ihren Dienst, je nach Anspruch erfüllen.

Da ich in höchster Auflösung (D7100 mit 600x4000 Pixel und einer Farbtiefe von 14Bit in RAW) fotografiere und die Bilder mit Photoshop in TIF 16Bit umwandle, erhalte ich Dateien die etwa 140MB groß sind. Davon können es ohne weiteres über 500 Stück sein. Zerene Stacker bietet zurzeit das beste Ergebnis in voller Farbtiefe.

Ein gutes Ausgangsbild (Stack) bietet für die nachträgliche Bearbeitung am meisten Spielraum, dies ist auch dann sichtbar, wenn man das fertige Bild als JPG im Internet einstellt.

Blatt einer Hortensie (Hydrangea sargentiana) Nikon D7100, ISO 100, ZEISS Luminar 25mm, 7:1, Stack aus 233 Bildern, im Abstand von 0.005mm

Dein Trick gegen die Vibrationen ist das Einfrieren mittels der kurzen Abbrenndauer der Blitze. Doch reichen die Blitze die Du ja gedrosselt verwenden musst, als Lichtquelle, bei diesen Extremmakros, überhaupt aus? Mit welcher ISO arbeitest Du dann?

Meist schaffe ich es mit ISO 100 zu fahren, ansonsten muss ich ISO 200 verwenden, damit die Blitzzeit möglichst kurz bleibt, dann habe ich allerdings ein unwohles Gefühl, obwohl man es kaum sieht. Üblicherweise arbeite ich mit drei Blitzgeräten.

Treten bei diesen enormen Abbildungsmaßstäben nicht auch heftige Beugungseffekte auf? Mit welchen Blenden lässt sich da noch vernünftig arbeiten?

Verwendet man das AF MICRO NIKKOR, 105mm, 1:2.8 D am Balgen bei einem Abbildungsmassstab von 3:1, bietet die eingestellte Blende von 5.6 die höchste Auflösung. Die Luminare zeichnen ganz offen die höchste Auflösung. Dies teste ich mit dem ZEISS Auflösungstest-Objekt 3000. Bei den Mikroskop Objektiven kann man die Blende nicht wählen.

Mehr über die optimale Blende in der Makrofotografie kannst Du hier nachlesen: Die optimale Blende in der Makrofotografie

Graue Gartenwanze (Rhaphigaster nebulosa), Vollformat Nikon D600, NIKON M Plan 20/0.4 LWD, 210/0, 20:1, Stack aus 392 Bildern, im Abstand von 0.003mm

Mit Objektiven in Retrostellung oder Zwischenringen arbeitest Du nicht? Liefert das Balgengerät da eine bessere Qualität oder ist es schlichtweg komfortabler?

Die Retrostellung oder/und Zwischenringe, sowie Vergrößerungsobjektive können im Bereich von 1:1 bis 5:1 gute Qualität liefern, für höhere Abbildungsmaßstäbe sind sie nicht geeignet. Die Auflösung der ZEISS Luminare 40 mm und Luminar 25 mm ist aber bis in die Ecken höher, ohne dass eine Chromatische Aberration im Randbereich sichtbar wird, Luminare sind auch für Mittelformat geeignet.

Ebenfalls sind Mikroskop Objektive geeignet, sie besitzen je nach Objektiv in der Bildmitte eine höhere Auflösung wie die Luminar Lupenobjektive, jedoch ist bei einem Chip mit Crop Faktor 2 eine Abnahme der Auflösung im Randbereich fest zu stellen und für Vollformat sind Mikroskop Objektive, da sie einen zu kleinen Bildkreis besitzen nicht geeignet.

ZEISS Luminar Lupenobjektive benötigen mindestens eine Distanz von etwa 120mm bis etwas über 200mm zum Chip, je nach gewünschtem Abbildungsmaßstab kann dies mit Zwischenringen bewerkstelligt werden, bei Verwendung eines Balgens ist man in diesem Bereich flexibler.

Über 10:1 sind es dann vorwiegend die Mikroskop Objektive, die für eine hohe Auflösung zuständig sind. Ihr Auflösungsabfall zum Rand muss man mangels Alternativen in Kauf nehmen. Mikroskop Objektive sind keine eigentlichen Objektive für eine Kleinbildkamera, da ihr Bildkreis zu klein ist.

Verwendet man ein Mikroskop Objektiv an einer Kleinbildkamera ohne Zwischenlinse und/oder Okular, ist darauf zu achten, dass die Mikroskop Objektive möglichst voll auskorrigiert und weitgehend frei von Abbildungsfehlern sind.

Professionelle Mikroskop Kameras zeigen bei gleicher Vergrößerung einen kleineren Bildausschnitt, da die Dimension des Chip kleiner ist. Zu ähnlichem Ergebnis kommt man mit einer hoch auflösenden Kleinbildkamera, wenn man ihr Bild stark beschneidet (die Randprobleme werden abgeschnitten).

Weisspunkt Einsiedlerkrebs (Dardanus megistos), Indonesien, Nikon D600, Reichert 10/0.25, 14:1, Stack aus 425 Bildern, im Abstand von 0.005mm. Krebse häuten sich regelmässig, das Bild stammt von einer abgelegten Haut.
 

Wie viel Zeit vergeht bis Du ein Motiv fotografiert, gestacked und nachbearbeitet hast?

Zuerst muss ein passendes Objekt gefunden werden. Dies kann per Zufall geschehen oder geplant sein. Bei Pflanzen bevorzuge ich z.B. ein bestimmtes Entwicklungsstadium, verpasse ich diese Jahreszeit, wird das Projekt um ein Jahr verschoben. Für das Stacken von Insekten benötige ich tote Tiere, diese werden üblicherweise gesucht, in der Wohnung, im Wald oder ich kratze sie von einer Autoscheibe. Oft finde ich per Zufall ein totes Tier. Diese toten Tiere sind nicht mehr völlig in Takt, deshalb zeige ich davon nur die Teile die noch unbeschädigt sind. Bis eine Pflanze präpariert oder ein Insekt von Staub befreit ist, kann es eine Stunde dauern.

Bis es richtig vor der Linse platziert ist, eine weitere Stunde. Während des Stackens, anfertigen der Einzelbilder, kann man einer anderen Tätigkeit nachgehen. Danach werden die Bilder in das TIFF Format umgewandelt und mit einer Software gestackt, dies benötigt eine weitere Stunde.

Das resultierende Bild muss von Pixelfehlern und Staub mit Retusche befreit werden, das kann 1-3 Stunden dauern. Die weitere Bildbearbeitung dauert üblicherweise eine halbe Stunde. Im Durchschnitt benötige ich somit etwa vier Stunden für einen Stack. Die Mehrheit der Stacks ist Ausschuss, 5-10 % sind betrachtungswürdig.

Männlicher Genitalapparat der einheimischen Gemeinen Skorpionsfliege (Panorpa communis), Vollformat Nikon D600, ZEISS Luminar 25mm, 7:1, Stack aus 273 Bildern, im Abstand von 0.01mm. 

Was fasziniert Dich an der Makro- und Mikrofotografie? Was treibt Dich an, Motive unter derart extremen Vergrößerungen zu fotografieren?

Es ist die Freude an Farben und Formen, ursprünglich dienten nur Pflanzen als Vorlage. Auch heute noch, bevorzuge ich Pflanzen. Wer unter dem Mikroskop oder unter der Lupe schon Pflanzen betrachtet hat, freut sich an dieser kleinen Welt, jedoch ist es ärgerlich, dass der Focus die ganze Zeit verschoben werden muss, damit man sich bedingt durch die geringe Tiefenschärfe ein Bild vom Objekt machen kann.

Erst durch Focus Stacking wurde es möglich diese Schärfebereiche in einem Bild zu vereinen. Liebt man kleine Dinge, ist Focus Stacking ein Segen. Das Unbekannte im Kleinen ist die Antriebsfeder, die mich motiviert.

Schmetterling Flügelschuppen Nikon D7100, ISO 100, NIKON M Plan 20/0.4 LWD, 210/0, 20:1, Stack aus 981 Bildern, im Abstand von 0.00027mm (mit der "Büchse der Pandora" aus PVC)

Hast Du ein Tipp für Anfänger die gerne den Einstieg ins Focus Stacking wagen würden. Auf was sollte man achten? Und kannst Du eine Freeware dazu empfehlen?

Zum Einstieg empfiehlt sich die Verwendung von Objektiven, die man eventuell schon besitzt. Da ist die Anschaffung eines Umkehrringes (Retroadapter) der auf das Filtergewinde eines Weitwinkelobjektives passt, angebracht. Die Alternative wäre ein Adapter mit welchem man bspw. vor ein 100 mm Makroobjektiv ein Weitwinkelobjektiv in Retro anbringen kann, also ein Adapter mit zwei Mal Filtergewinde. Der Vorteil dabei ist, dass die Automatik des Objektivs weiterhin funktioniert.

Dies sind kostengünstige Lösungen, die nicht teuer sind und eine absolut akzeptable Bildqualität besitzen. Den Vorschub, von Bild zu Bild, bewerkstelligt man von Hand mit einem Makroschlitten. Als Software eignen sich Freeware wie Picolay (Dafür gibt es auch eine deutsche Anleitung) oder Combine ZP.

Hornisse (Vespa crabro), Nikon D300, AF MICRO NIKKOR 105mm 1:2.8 D an Balgen, Blende 8, 3:1, Stack aus etwa 100 Bildern, im Abstand von 0.05mm.

Vielen Dank Kurt Wirz für das Gespräch! Ich wünsche Dir weiterhin alles Gute und viel Geduld beim Stacken!

Mehr von Kurt:

http://www.farben-und-formen.ch/

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