Makrofotografia to dział fotografii, polegający na wykonywaniu zdjęć w skali 1:1 lub większej.[1] Odgrywa ona niezwykle istotną rolę w fotografii dokumentacyjnej, gdyż pozwala na bardzo dokładne zobrazowanie fragmentów dzieł sztuki. Służy między innymi do badania pęknięć[2] powierzchni obrazów. [3] Makrofotografia daje również możliwość wykonania szczegółowych zdjęć niewielkich przedmiotów, takich jak: biżuteria, monety, medale, pieczęcie etc. Znajomość skali odwzorowania negatywu i pozytywu pozwala na określenie wymiarów liniowych poszczególnych elementów przedmiotu.[4] Dodatkową pomocą przy ustalaniu wielkości obiektu na fotografii może być umieszczona w kadrze linia z podziałką.[5]

Ustalenie poprawnej ekspozycji w makrofotografii jest zadaniem dosyć trudnym, gdyż wskazania światłomierza nie uwzględniają zmiany odległości obrazowej.[6] Należy zatem brać pod uwagę wielkość nie nominalnego, a rzeczywistego otworu względnego:

 

1 : k’ = d : x’

 

k’ – otwór względny rzeczywisty

d- średnica źrenicy wejściowej obiektywu

x’ – odległość obrazowa.[7]

 

Przykładowo w przypadku fotografowania w skali odwzorowania 1:1 odległość obrazowa jest równa podwojonej ogniskowej.[8] Skutkiem tego ustawiając nominalną przysłonę 4[9], stosowana rzeczywista wielkość przysłony wynosi 8.

 

1 : k[10] = d : f , a k=4 więc f=4d

1 : k’ = d : x’ , a x’=2f   więc 1:k’=d:2f

1:k’=d: (2x4d) czyli 1:k’=1:8

 

Oświetlenie matówki oblicza się korzystając ze wzoru: E = c (d:x’)², gdzie c jest współczynnikiem proporcjonalności.[11]

Ustalenie parametrów ekspozycji nie jest jedynym problemem w makrofotografii. Kolejną trudnością jest niewielka głębia ostrości. Jej wielkość można obliczyć stosując wzór:

 

gdzie: L- ogniskowa, D-odległość przedmiotowa, d-maksymalna akceptowalna średnica krążka rozproszenia, f-przysłona. [12]

Z powodu małej głębi ostrości przy wykonywaniu zdjęć zalecane jest przymknięcie przysłony. Mimo to przedmioty trójwymiarowe nie zawsze zostaną oddane na zdjęciu z wystarczającą ostrością. Problem niewielkiej głębi ostrości można niejako rozwiązać wykonując serię zdjęć z jednoczesnym przesunięciem punktu ostrości. Zmiany tej można dokonać za pomocą pierścienia na obiektywie. Można również zmienić odległość dzielącą aparat od przedmiotu. Następnie dokonując obróbki w programie graficznym należy selektywnie połączyć ostre fragmenty wszystkich fotografii.[13] W tym celu można skorzystać ze specjalnego oprogramowania, np. Helicon Focus[14]. Należy jednak pamiętać, że programy, które automatycznie dokonują połączenia ostrych warstw poszczególnych zdjęć z serii mogą generować artefakty, które dyskwalifikują zdjęcia jako dokumentacyjne.

 

Tabela 1: Zmiany głębi ostrości w zależności od wielkości przysłony i ogniskowej obiektywu.  Tabela pochodzi ze strony http://www.bobatkins.com/photography/technical/depth_of_field.html. [15]

Tabela 2: Zmiany głębi ostrości w zależności od wielkości przysłony i skali odwzorowania. Tabela pochodzi ze strony http://www.bobatkins.com/photography/technical/depth_of_field.html.

 

 

Aparaty kompaktowe z powodu mniejszej niż lustrzanki matrycy charakteryzują się większą[16] głębią ostrości.[17] Cecha ta stanowi znaczne ułatwienie w uzyskaniu ostrego zdjęcia. Niestety ilość odwzorowanych szczegółów i jakość optyczna obiektywu aparatu kompaktowego pozwalają na jego stosowanie niemal wyłącznie w praktyce amatorskiej

Jeszcze do niedawna wybór aparatu do profesjonalnej makrofotografii sprowadzał się do określenia modelu małoobrazkowej lustrzanki na kliszę. Przemawiał za nią komfort użytkowania i bogaty wybór obiektywów oraz akcesoriów ułatwiających fotografowanie z niewielkich odległości. Obecnie jednak coraz większa liczba fotografów decyduje się na korzystanie z aparatów średnioformatowych. Niektóre z nich[18] są wyposażone w wymienną ściankę tylnią, dzięki czemu mogą rejestrować obraz zarówno na kliszy, jak i na matrycy cyfrowej. Niektóre z przystawek cyfrowych mogą konkurować pod względem rozdzielczości i rozpiętości tonalnej z filmem odwracalnym. Przykładem przystawki tego typu jest Phase One P65+, której sensor ma wymiary 40,4x53,9mm i rozdzielczość 60,5 megapikseli.[19]

Wybór obiektywów makro do aparatów średnioformatowych jest dosyć ograniczony. Najczęściej wykorzystywane są obiektywy Mamiya 80 i 120 mm[20], Bronica Zenzanon 110mm[21], Hasselblad HC 120mm[22] oraz Schneider-Kreuznach PC-TS Apo-Digitar 5,6 / 120 mm HM[23].

Do najpopularniejszych stosowanych obecnie obiektywów makro przeznaczonych do aparatów małoformatowych należy zaliczyć: Canon EF 100 mm f/2.8 L Macro IS USM[24], Nikkor AF Micro 60 mm f/2.8D[25], Nikkor AF-S Micro 105 mm f/2.8G IF-ED VR[26], Olympus Zuiko Digital 35 mm f/3.5 Macro[27], Sigma 70 mm f/2.8 EX DG Macro[28], Sigma 150 mm f/2.8 EX DG HSM APO Macro[29], Sony 50 mm f/2.8 Macro[30] i Tamron SP AF 90 mm f/2.8 Di Macro[31], czy ogłoszony na Photokinie 2010 obiektyw makro Schneider-Kreuznach PC-TS Makro-Symmar 4,0 / 90 mm HM[32]. Wielu fotografów korzysta również ze starszych konstrukcji, np.: MC Wołna 9 Macro[33], Industar 61L/3 MC 50mm f/2.8[34], Super-Macro-Takumar 50mm f/4 Asahi Opt. Co.[35] Dzieje się tak głównie dlatego, że niewielki kontrast i umiejscowienie najważniejszego elementu z dala od centrum kadru wymusza na ogół korzystanie z ręcznego ustawienia ostrości.[36]

Ze względu na odległość od fotografowanego przedmiotu najwygodniej fotografuje się przy pomocy teleobiektywów o ogniskowej 90-105 mm.[37]

Chociaż najlepsze rezultaty uzyskuje się stosując specjalne obiektywy, które umożliwiają odwzorowanie fotografowanego przedmiotu w skali co najmniej 1:1, makrofotografie można również wykonywać po nakręceniu na gwint obiektywu lustrzanki małoobrazkowej soczewki skupiającej[38] lub kolejnego obiektywu, przy użyciu mieszków i pierścieni pośrednich[39] bądź pierścienia odwrotnego mocowania.

 

Tabela 3: Zestawienie zalet i wad sprzętu do makrofotografii.[40]

Sprzęt do makrofotografii	Zalety	Wady
Soczewki	- zachowanie jasności obiektywu - prawidłowy pomiar światła za pomocą wewnętrznego światłomierza aparatu - możliwość korzystania z automatycznego ustawiania ostrości przez aparat - niska cena	- niewielkie powiększenia - brak możliwości płynnej zmiany powiększenia - negatywny wpływ na jakość optyczną obiektywu (szczególnie wyraźny przy zastosowaniu kilku soczewek jednocześnie) - zapewnienie wygody fotografowania głównie z krótkimi teleobiektywami
Mieszki fotograficzne	- możliwość uzyskania dużych powiększeń - płynna zmiana powiększenia - niektóre mieszki, np. Nikon PB4 umożliwiają korekcję perspektywy taką, jak w obiektywach typu tilt-shift	- negatywny wpływ na jasność zestawu - negatywny wpływ na jakość optyczną obiektywu - brak możliwości korzystania z autofocusa i automatycznego pomiaru światła w większości aparatów (konieczne są przedłużacze styków)
Obiektywy uzupełniające	- łatwość obsługi - możliwość uzyskania dużych powiększeń - płynna zmiana powiększenia	- negatywny wpływ na jakość optyczną zestawu - nieznaczny negatywny wpływ na jasność zestawu
Telekonwertery	- łatwość uzyskania znacznych powiększeń - możliwość połączenia z pierścieniem pośrednim	- nieznaczne zmniejszenie kontrastu - redukcja ilości światła padająca na element światłoczuły - negatywny wpływ na jakość optyczną obiektywu - skokowa zmiana powiększenia wynikająca z krotności konwertera 1,4, 1,7, 2 lub   3.
Pierścienie pośrednie	- zachowanie jakości optycznej obiektywu	- skokowa zmiana powiększenia, co wynika z wielkości pierścieni pośrednich (12mm, 20mm, 25mm, 36mm. - brak możliwości stosowania z obiektywami szerokokątnymi - wzrost aberracji - negatywny wpływ na jasność zestawu - brak możliwości korzystania z autofocusa i automatycznego pomiaru światła w przypadku korzystania z pierścieni bez styków - brak możliwości ustawienia ostrości na nieskończoność - redukcja ilości światła, które pada na element światłoczuły
Pierścienie odwrotnego mocowania	- niska cena - możliwość uzyskania dużych powiększeń (niektórzy producenci zalecają stosowanie pierścieni odwrotnego mocowania do obiektywów makro dla uzyskiwania powiększeń przekraczających skalę odwzorowania 1:1)	- brak możliwości korzystania z autofocusa i automatycznego pomiaru światła w większości aparatów - nieznaczny negatywny wpływ na jakość optyczną obiektywu - brak możliwości stosowania z obiektywami zmienno ogniskowymi
Obiektywy makro	- możliwość uzyskania dużych powiększeń - bardzo wysoka jakość optyczna obiektywu - niektóre obiektywy, np. Nikkor PC-E 85mm i Canon TS-E 90 mają możliwość korekcji perspektywy	- cena - w wielu modelach niedostatecznie skorygowano zniekształcenia, co skutkuje spadkiem ostrości na rogach kadru

 

Na ostrość fotografii wpływają wszelkiego rodzaju poruszenia aparatu dlatego zdjęcia makro wykonywane są ze statywu fotograficznego. Przy precyzyjnym ustawianiu ostrości należy skorzystać z szyny do makrofotografii lub statywu reprodukcyjnego.[41] Pomocne okazują się również dwa systemy stosowane w aparatach: stabilizator obrazu (image stabilization) i absorpcja uderzeń (anti shock). Istotna jest również możliwość zablokowania ruchów lustra.[42] Pozwala ona uniknąć rozmazania obrazu spowodowanego wibracjami wywołanymi uderzeniem lustra o pryzmat. Z funkcji wstępnego podnoszenia lustra należy korzystać głównie w sytuacjach, które wymagają użycia obiektywów długoogniskowych lub wtedy, gdy stosuje się czasy naświetlania dłuższe niż 1/15s.[43] Warto pamiętać, że aparaty średnioformatowe są bardziej wrażliwe na wstrząsy, zwłaszcza aparaty z migawką szczelinową.[44]

Aby uniknąć zbyt długiego czasu naświetlania i mieć możliwość przymknięcia przysłony, stosuje się sztuczne, rozproszone oświetlenie. Można skorzystać z dużych, przenośnych lamp błyskowych, które są dość nieporęczne. W ich przypadku ubytek światła nie jest tak zauważalny, jak wówczas, gdy korzysta się z lamp kompaktowych. Wynika to z relatywnie dużej odległości miedzy lampą a fotografowanym przedmiotem. Niewątpliwym minusem stosowania fleszy są wyraźniejsze cienie. [45]

Niewielkie lampy, np. RC1 zapewniają wygodę i są dość uniwersalne. Można je mocować na specjalnym ramieniu, co znacznie ułatwia operowanie światłem.[46]

Przenośną lampę błyskową zazwyczaj mocuje się na sankach tuż nad obiektywem. Powinna ona oświetlać fotografowany przedmiot pod kątem 45⁰. [47] Zastosowanie innego kąta podkreśli fakturę obiektu, ale również spowoduje powstanie ostrzejszych cieni.[48]

Do niedawna w makrofotografii niezwykle często stosowane były lampy pierścieniowe. Charakteryzują się one niewielką liczbą przewodnią. Mimo to ilość światła, jakie jest przez nie emitowane na ogół wystarcza do oświetlenia najbliższego otoczenia fotografowanego obiektu, gdyż odległość między lampą a przedmiotem jest niewielka. Wpływa to na zwiększenie głębi ostrości i eliminuje konieczność stosowania statywu.

Lampa pierścieniowa okalając obiektyw oświetla przedmiot z różnych stron. Dzięki temu cienie zostają zniwelowane.[49] Eliminacja cieni ma również swoją negatywną stronę. Obrazy takie tracą na plastyce, sprawiając wrażenie monotonnych i pozbawionych detali.

Większą kontrolę nad rozkładem światłocienia zapewniają zestawy złożone z kilku lamp i namiotu bezcieniowego.[50]

Alternatywą dla fotografii bezcieniowej jest zastosowanie jako głównego oświetlenia flesza i blendy, ekranu lub kolejnej lampy jako światła dopełniającego. Niezwykle wygodnym rozwiązaniem jest umiejscowienie blendy w uchwycie ramienia, które można przymocować do statywu.[51]

Do makrofotografii wykorzystywane są również lampy studyjne z softboksami. Fotografowany obiekt umiejscawia się na tle, a następnie ustawia się lampę pod kątem, który zapewnia najlepsze podkreślenie szczegółów przedmiotu. Na rozkład światłocienia można wpływać regulując moc drugiej lampy.[52]

 

Schemat 1: Standardowe oświetlenie studyjne przy makrofotografii.

 

 

Zdjęcia detali technicznych rozmaitych mechanizmów wykonuje się na ogół przy świetle rozproszonym.[53] Podobnie dobre zdjęcia pieczęci, monet i medali stosunkowo łatwo jest wykonać przy naturalnym świetle, gdy niebo jest zasnute chmurami. Dzieje się tak dlatego, że światło słoneczne w mniejszym stopniu niż światło sztuczne wpływa na odwzorowanie barwy, a obłoki stanowią doskonały dyfuzor i niwelują nadmierne cienie. Numizmaty i pieczęci można również fotografować w świetle sztucznym. Należy je oświetlać pod kątem, aby podkreślić ich relief.

Zazwyczaj ustawienie światła zaczyna się od kata między 85⁰ a 70⁰.[54] Następnie obracając przedmiot w stosunku do źródła światła należy znaleźć taki kąt, który pozwoli na jak najlepsze odwzorowanie reliefu. Zbyt mały kąt padania światła spowoduje prześwietlenie wypukłych detali.[55] Zbyt duży sprawi, że relief straci swą plastyczność. Należy wziąć pod uwagę fakt, że nawet niewielkie zmiany kąta padania światła wywierają duży wpływ na układ cieni na monecie.[56] Z tego powodu niektórzy fotografowie wybierają oświetlenie ciągłe, które pozwala na bieżąco kontrolować rozkład światłocienia. Kolejnym sposobem komponowania oświetlenia jest zastosowanie drugiego, słabszego źródła światła, które rozświetli obszary nadmiernie zacienione.[57]

W przypadku niewielkich, wytartych monet lub stempli o niewyraźnym rysunku należy zastosować boczne światło, którego promienie będą niejako omiatały powierzchnię przedmiotu.[58] W celu podniesienia kontrastu między punktami światła na monecie a tłem stosuje się czarne podłoże.[59]

Monety fotografuje się najczęściej ustawiając główne źródło światła po lewej stronie. Jeśli na numizmacie przedstawiona jest głowa z profilu, zazwyczaj najkorzystniej wygląda ona, oświetlona od strony twarzy. Głębia ostrości powinna obejmować całą monetę, ale tło powinno być umieszczone już poza jej obrębem. Aby ułatwić sobie takie ustawienie, fotografowie stosują podstawki, dzięki którym odległość między monetą a tłem jest większa.

Numizmaty cechujące się wysokim połyskiem są często fotografowane są w taki sposób, aby ich lustro uzyskało barwę białą lub czarną. Aby uzyskać efekt białego lustra należy między lampą z softboksem a monetą ustawić czarną zastawkę. Światło lampy należy skierować na monetę poprzez odbicie części promieni świetlnych od przezroczystej szyby ustawionej pod kątem ok. 45⁰.[60] Zmiany kąta ustawienia szyby mają duży wpływ na oświetlenie. [61]

Oświetlenie, które pozwala na uzyskanie efektu białego lustra dla numizmatów o wysokim połysku może być również wykorzystywane do fotografowania monet bardziej matowych, dając ciekawy efekt.

 

Schemat 2: Fotografowanie monety z efektem białego lustra.

 

 

Efekt czarnego lustra[62] uzyskuje się w zaciemnionym pomieszczeniu, oświetlając monetę lampą umiejscowioną w niewielkiej odległości. Należy jednak zadbać, aby lampa nie odbijała się w powierzchni monety.[63]

Obiekty półprzezroczyste, np. fragmenty szklanych naczyń i ozdób mogą być fotografowane na jasnym tle przy oświetleniu światłem przechodzącym. Ten sposób oświetlenia wybierany jest zazwyczaj wówczas, gdy fotografowany przedmiot posiada ciemne elementy, które zagubiłyby się na zdjęciu wykonanym na czarnym tle. Przedmiot umieszczony na mlecznej szybie podświetla się od dołu lampą błyskową.

 

Schemat 3: Fotografowanie na białym tle obiektów transparentnych w świetle przechodzącym.

 

 

Obiekty transparentne lub półprzezroczyste fotografuje się często na czarnym tle w świetle przechodzącym. Kombinacja ta pozwala na zwiększenie kontrastu, co korzystnie wpływa na wyrazistość zdjęcia. Fotografowany przedmiot umieszczany jest na przezroczystej szybie i podświetlany od dołu co najmniej dwiema lampami ustawionymi po bokach. Poniżej znajduje się czarne tło. W tej roli doskonale sprawdza się czarny aksamit.[64]

 

Schemat 4: Fotografowanie na czarnym tle obiektów transparentnych w świetle przechodzącym.

 

 

Fotografowanie biżuterii, szczególnie wykonanej z różnych materiałów jest zadaniem trudniejszym. Nie ma jednego schematu oświetleniowego, który pozwoli na poprawne oświetlenie wszystkich wyrobów jubilerskich. Metale powinny być oświetlone światłem rozproszonym. Jednocześnie fotograf musi zwracać szczególną uwagę, aby uniknąć odbicia aparatu lub otoczenia w powierzchni fotografowanego przedmiotu. Na ogół dobre efekty daje zastosowanie namiotu lub stołu bezcieniowego i kilku źródeł światła.[65]

Podkreślenie ewentualnego reliefu wymaga zastosowania światła kierunkowego.

Ozdoby w których występują półprzezroczyste kamienie lub szkło należy fotografować w świetle przechodzącym. Kamienie błyszczące lub szlifowane oświetla się ostrym, punktowym światłem, które tworzy bliki na ich powierzchni.[66]

W przypadku fotografowania przedmiotów z masy perłowej lub kości słoniowej należy zwracać szczególną uwagę na prawidłowe naświetlenie i wywołanie negatywu. W przeciwnym razie różnica między światłami a półtonami nie będzie wyraźna.[67]