Classroom | Lensafwijkingen

door Pieter Dhaeze op woensdag 30 maart 2016

Als vrijetijdsfotograaf zijn we vaak op zoek naar de beste camera en richten we ons vooral op de beeldkwaliteit ervan. De fora van dpReview staan er vol over en de deelnemers daarop denken dat alleen de beeldkwaliteit van de camera de kwaliteit van de foto’s bepaalt. Wij zijn van mening dat de kwaliteit van de lens minstens zo belangrijk is (om nog maar te zwijgen over de rol van de fotograaf). In dit artikel staan we daarom kort stil bij de aspecten die een rol spelen bij de kwaliteit van objectieven.

canon-lenzen-580px

Lensafwijkingen
Een objectief bestaat uit meerdere lenzen in verschillende groepen om te kunnen scherpstellen en zoomen en om aberraties (lensfouten) te corrigeren. Alles draait hier om ontwerpprincipe, materiaalkeuze, coatings en productietechnieken en -nauwkeurigheid. Bij optimalisatie van al deze aspecten is zelfs het kleinste detail van het grootste belang en zijn ook ervaring en kennis van de fabrikant niet te onderschatten kwaliteitsfactoren.

beeldcirkelCanon heeft op het gebied van lensontwerp en -productie al vele decennia een zeer omvangrijke expertise opgebouwd en is tevens de grootste cameralensfabrikant ter wereld. Toch bestaan er - net als bij elk ander product - geen perfecte lenzen. In dit overzicht kijken we vooral naar de afwijkingen die je met het menselijk oog kunt zien.

• Algemene onscherpte en diffractie
• Hoekonscherpte
• Vervorming
• Vignettering
• Chromatische aberratie
• Lensspiegeling

 • Algemene onscherpte
Hoewel je de scherpte van een lens op een heel wetenschappelijke manier kunt benaderen met MTF-diagrammen en Imatests, is het blote oog en het publicatieformaat in de praktijk meer maatgevend. Lees in dat verband ons artikel over de ‘regel van ¼’ (klik hier). Dankzij de hoge resolutie van camera’s (>18 Mp) en de beperkte grootte van beeldscherm (1920x1080, 2 Mp) en print (A4, 1800x1200), is elke recent ontwikkelde lens tegenwoordig in staat om alle benodigde detail te registreren. Kijken we echter op 100% in Photoshop, dan zijn er toch wel verschillen in scherpte zichtbaar.

De eerste vorm van onscherpte komt voort uit het ontwerp van de lens. Een lens is het scherpst in het midden van het kader en de scherpte wordt minder naar de randen toe. Maken we met de EF 24-105mm 4L IS en de EF 100mm 2.8L IS een foto van onze testcase bij f/5.6 vanaf statief, dan zul je over het hele kader duidelijk een verschil in scherpte zien. Het verschil is aan de randen van de foto groter dan in het centrum. Over het algemeen zijn lenzen met een vast brandpunt scherper dan zoomlenzen.

kwaliteit-lens-580px

Behalve lensontwerp heeft ook de keuze van het diafragma invloed op de beeldscherpte van een lens. Bij het maximale diafragma is een lens vaak net iets minder scherp dan bij één of twee stopjes kleiner. Dat is zelfs bij een lens als de EF 100mm 2.8L IS op 100% te zien (f/2.8 vs. f/5.6).
Bij het kleinste diafragma van een lens treedt ook onscherpte op ten gevolge van diffractie (afbuiging van licht langs de randen van de diafragma-lamellen). Deze diffractie wordt meer zichtbaar naarmate de pixeldichtheid van de sensor groter wordt. Kijken we weer naar de EF 100mm 2.8L IS bij f/5.6 en bij f/32, dan is er een groot verschil te zien bij 100% in Photoshop. Het moge uit onderstaand voorbeeld duidelijk zijn dat een heel klein diafragma door diffractie veel meer onscherpte laat zien, dan de onscherpte bij het grootste lensopening.

Diafragma01_EF100mm28LIS@f28 Diafragma02_EF100mm28LIS@f56 Diafragma03_EF100mm28LIS@f32
f/2.8 f/5.6 f/32 (diffractie)

Wil je een grote scherptediepte (landschap, interieur en soms macro), gebruik dan geen diafragma’s kleiner dan f/16, maar kies zorgvuldig het scherpstelpunt (hyperfocaal) of ga ‘focusstacken’ (klik hier).

Verscherping
Hoewel we het hier steeds over scherpte (= detailregistratie van de lens) hebben, is er in Photoshop nog een ander soort scherpte en dat is het visuele contrastverschil tussen twee naburige pixels. Deze ‘scherpte’ kunnen we namelijk vergroten voor visueel meer detail, terwijl de handeling op zich destructief is en zelfs het geregistreerde detail van het beeld van de lens tenietdoet. Wees altijd terughouden met deze digitale verscherping.

• Hoekonscherpte
Het centrum van een lens genereert het scherpste beeld. Richting de rand van de beeldcirkel wordt die scherpte minder en omdat in een rechthoekig kader de hoeken het verste van het middelpunt liggen, is daar de onscherpte het grootst en spreken we van hoekonscherpte. Bij nagenoeg elke lens is die aanwezig. Ze is echter vaak niet storend, omdat ze meestal buiten het onderwerpgebied van de foto valt. Is een hoge hoekscherpte toch relevant, dan moet een kleiner diafragma gekozen worden. Bij onze EF 24-105mm 4L IS zal de hoekonscherpte bij f/8 minder zijn dan bij f/4.

hoekonscherpte

Prijs/kwaliteit
Over het algemeen heeft een duurdere lens minder sterke lensafwijkingen dan een goedkope lens. Er zijn vaak duurdere materialen en coatings in gebruikt en de ontwerpmarges zijn veel strikter. Dat betekent niet dat de dure lens altijd de beste keuze is. Ook zaken als formaat/gewicht, beeldstabilisatie en publicatieformaat spelen een rol. Ben je veel op reportage voor een krant, dan is de EF 35mm f/2 IS (ca. €600,-) waarschijnlijk een betere keuze dan de veel zwaardere en grotere EF 35mm f/1.4 II van ruim 2000 euro, die bovendien geen beeldstabilisatie heeft. Dat is een lens die de hoge kwaliteit moet vastleggen die vereist is voor een bruidsreportage.

• Vignettering
Ook vignettering (donkere hoeken) is een lensafwijking die ook voortkomt uit het feit dat een lens een beeldcirkel heeft, waaruit de sensor het rechthoekige kader van een foto snijdt. In hetzelfde randgebied van de beeldcirkel waar onscherpte optreedt, is ook een zeker lichtverlies te zien, die zich dus manifesteert als donkere hoeken. Net als  bij hoekonscherpte wordt deze vignettering minder bij kleinere diafragma’s. Groot verschil met hoekonscherpte is dat vignettering achteraf eenvoudig in de camera (alleen JPEG) of in Photoshop/Lightroom te verwijderen is, terwijl dat met hoekonscherpte niet het geval is.

vignettering-580px

• Vervorming
Door de vorm en constructie van een lens kan er een zekere vervorming van het beeld optreden. De buiging van de lens werkt dan als ware het een lachspiegel. Bij korte brandpunten is dat een bolle verbuiging, wat zich laat zien in een tonvervorming aan de randen van het kader. Bij lange brandpunten is die verbuiging hol, hetgeen kussenvervorming wordt genoemd. Het verticale en horizontale midden van een lens zijn overigens altijd exact recht, hoe de sterk vervorming aan de randen ook is. Een fisheye is daarvan een extreem voorbeeld. Net als vignettering is ook ton- en kussenvervorming goed te corrigeren in de camera (alleen JPEG) of in Photoshop/Lightroom. Deze correctie gaat wel iets ten koste van de scherpte, omdat de software met pixels gaat schuiven.

lensvervorming-580px

• Chromatische aberratie (CA)
Paarse, groene en blauwe kleurrandjes. Als je ze eenmaal ziet in een foto, dan blijven ze storend opvallen. Dit fenomeen wordt chromatische aberratie (letterlijk: kleur-afwijking/fout) genoemd en treedt op bij contrastrijke overgangen in het onderwerp. Denk hierbij aan takken of kabels tegen een heldere lucht, randen van witte kozijnen of glansrandjes van spiegelende voorwerpen. Hoewel de kleurfout op zich prima te verwijderen is (JPEG in camera of RAW/JPEG in Photoshop/Lightroom) leidt sterke chromatische aberraties tot detailverlies. Een gecorrigeerd randje blijft altijd enigszins vaag. Bij duurdere lenzen worden daarom speciale coatings en speciale lenselementen toegepast om CA te voorkomen.

chromatische aberratie

Lenscorrecties
Bij de verschillende lensafwijkingen hebben we al aangegeven dat ze eenvoudig te corrigeren zijn in de camera of in Photoshop/Lightroom. Aan de hand van een lensprofiel worden afwijkingen als vignettering, vervorming en chromatische aberratie automatisch, softwarematig gecorrigeerd. Dit gaat bij alle drie wel ten koste van de beeldkwaliteit: respectievelijk ruis, onscherpte en vervanging. Eis je de hoogste beeldkwaliteit, dan moet je dus op zoek naar de hoogste lenskwaliteit en kom je uit bij bijzondere lenzen, zoals de TS-E 24mm 3.5L II of een andere L-lens met de X-factor (klik hier).

lenscorrecties-LR-580px

lenscorrecties

• Lensspiegeling
Er valt altijd wel een bepaalde hoeveelheid licht schuin op de frontlens van een objectief en dat weerkaatst in het inwendige lenzenstelsel. Deze lensspiegeling kan zich in het ergste geval uiten als lichtcirkels en straling in een foto. Een zonnetje aan de rand van het kader stond vroeger bijna altijd garant voor deze lensspiegeling. Tegenwoordig met het voortschrijden van techniek en materialen is lensspiegeling nog zelden een echt probleem. En treedt het wel op, dan voegt het vaak iets creatiefs toe aan het onderwerp. Lensspiegeling kan achteraf niet eenvoudig gecorrigeerd worden, dus is het raadzaam dit fenomeen te voorkomen als het niet gewenst is. Gebruik daartoe altijd een zonnekap en kies het camerastandpunt zorgvuldig ten opzichte van de stand van de zon.

lensspiegeling01-580px

Compatibiliteit en QC
Ga je een nieuwe lens aanschaffen, dan zijn de beeldkwaliteit, de constructie en de prijs meestal bepalend voor de juiste keuze. Koop je echter een ander merk dan van je camera, dan moet ook de compatibiliteit van de software in de lens in ogenschouw genomen worden. Welke gegevens worden er wel/niet tussen camera en lens uitgewisseld en hoe reageert de autofocus van de lens op de aansturing door de camera? Belangrijk is ook dat de kwaliteit eigenlijk onafhankelijk moet zijn van het exemplaar dat je aanschaft. Dat is afhankelijk van de Quality Control van de fabrikant en dat is aan de buitenkant niet te zien. Helaas kan alleen de praktijk dat uitwijzen.

Samenvatting
De beeldkwaliteit van een lens is minstens zo belangrijk als de beeldkwaliteit van de sensor. Soms is het beter om te investeren in nieuw ‘glas’, dan in een nieuwe camera. Probeer bij aanschaf van een nieuwe lens niet altijd alleen in scherpte of beeldkwaliteit te denken. Veel lensafwijkingen zijn namelijk niet meer te zien op ‘kleine’ publicatieformaten of kunnen prima gecorrigeerd worden in Photoshop/Lightroom (Vervorming, Vignettering, Chromatische aberratie). Soms kan merk (lees: service, compatibiliteit en QC), gewicht, beeldstabilisatie of prijs belangrijker zijn.

Probeer je vooraf altijd goed te informeren bij fotovrienden (bruikleen) of kijk naar lensreviews op internet (Photozone, dpReview, The Digital Picture, YouTube). Twijfel je direct na aankoop bij het eerste gebruik dat een lens duidelijk steekjes laat vallen - let ook op de autofocus -, meldt dit dan bij de leverancier en vraag om een ander exemplaar. Bedenk daarbij wel dat álle lenzen in een zekere mate afwijken van het perfecte beeld.

Inloggen

Wachtwoord of loginnaam vergeten? Klik hier
Als je nog geen GRATIS persoonlijk account hebt op EOSZINE dan kun je deze hier aanmaken. Met dit account kun je o.a. de nieuwsbrief en het gratis digitale magazine ontvangen.