Objectiefcorrecties in de camera

Digitale technologie biedt de mogelijkheid om foto's na het vastleggen aan te passen op de camera of op de computer. Dit komt onder andere van pas bij het toepassen van objectiefcorrecties om de optische prestaties te optimaliseren.

Bij het ontwerpen van objectieven moet een balans worden gezocht tussen de beschikbare optische materialen en de ontwerpambities voor het objectief, waarbij verschillende optische, mechanische en elektronische oplossingen worden overwogen. Hoe dan ook, het is in principe onmogelijk om een perfect objectief te maken. Elk objectief zal dus, afhankelijk van het ontwerp, in meer of mindere mate optische afwijkingen vertonen. Een kenmerkend voorbeeld hiervan is vignettering, waarbij de hoeken van een afbeelding iets donkerder zijn dan het midden als gevolg van het wegvallen van licht. Ook kan er sprake zijn van chromatische aberratie of kleurafwijkingen langs contrastrijke randen, waarbij het objectief er niet in is geslaagd om de verschillende kleuren of golflengten van het licht op precies hetzelfde punt scherp te stellen.

Elektronische correcties kunnen worden gebruikt om deze problemen in de camera aan te pakken, maar nog belangrijker is dat ze kunnen worden opgenomen in het ontwerpproces voor het objectief zelf, om een nog betere beeldkwaliteit te leveren.

Deze correcties waren aanvankelijk alleen beschikbaar in Canon's Digital Photo Professional-software (DPP), maar dankzij de grotere verwerkingscapaciteit van camera's is het nu mogelijk tijdens het fotograferen correcties toe te passen als je opnamen maakt in JPEG of tijdens de RAW-verwerking in de camera als je opnamen maakt in RAW. Het menu Lensafwijkingscorrectie van je camera geeft je toegang tot de correcties die kunnen worden toegepast op het bevestigde objectief.

Het toepassen van digitale objectiefcorrecties heeft een aantal voordelen ten opzichte van het proberen om alles optisch corrigeren. Door te plannen welke aberraties en vertekeningen effectiever elektronisch in de camera kunnen worden aangepakt in plaats van optisch in het objectief, hebben de objectiefontwerpers van Canon de vrijheid om prioriteit te geven aan andere eigenschappen van het objectief, zoals grootte, gewicht en kosten, zonder dat dit ten koste gaat van de uiteindelijke beeldkwaliteit.

Het produceren van objectieven waarbij alles optisch wordt gecorrigeerd, kan resulteren in grotere, zwaardere, complexere en duurdere ontwerpen. Ook bestaat het risico dat er nog meer afwijkingen worden geïntroduceerd terwijl andere worden gecorrigeerd.

Objectiefvertekening valt het meest op wanneer er rechte lijnen in een scène zijn. Afhankelijk van het type objectief dat je gebruikt, kun je zien dat de lijnen vanuit het midden van het beeld naar buiten buigen (cilindervertekening) of in het midden naar binnen buigen (kussenvertekening). Verschillende objectieven laten verschillende gradaties van vertekening zien, waarbij ultragroothoekobjectieven meestal een prominente cilindervertekening vertonen. Horizonlijnen kunnen gebogen lijken en gebouwen kunnen eruit zien alsof ze om een ton heen gewikkeld zijn.

Vervormingscorrectie in de camera kan deze problemen verhelpen en door ze digitaal aan te pakken, kunnen de ontwerpers van Canon-objectieven zich richten op de ontwikkeling van objectieven die kleiner en lichter zijn en over het hele frame scherper zijn.

Zodra je Vervormingscorrectie inschakelt, kunnen de randen van het beeld iets worden bijgesneden. De beeldhoek die wordt vermeld in de specificaties en MTF-grafiek van een objectief, is echter altijd gebaseerd op het digitaal gecorrigeerde beeld. Dit betekent dat je je geen zorgen hoeft te maken dat je een aantal graden van de kijkhoek van het ongecorrigeerde beeld verliest, omdat hier rekening mee wordt gehouden in het objectiefontwerp.

Het proces verloopt naadloos bij gebruik van EOS R-systeemcamera's en RF- of RF-S-objectieven, die zijn ontworpen met elektronische vervormingscorrectie in de camera. De snelheid van de RF-vatting betekent dat de preview die je ziet in de EVF of op het scherm aan de achterzijde van de camera wordt weergegeven met correcties die al zijn toegepast. Bovendien zullen de meeste beeldbewerkingsprogramma's de objectiefgegevens die in de beelden zijn ingesloten begrijpen en je beelden weergeven met de toegepaste correcties, dus bewerken is ook een naadloze ervaring.

Het is het vermelden waard dat de uitvoer van anamorfe objectieven is ontworpen om te worden uitgerekt, waardoor een unieke filmische look ontstaat met brede aspect ratio's en verbeterde visuele diepte, waardoor deze objectieven ideaal zijn voor filmbeelden met een hoge productiewaarde. Bij RF-objectieven wordt het optische ontwerp op vergelijkbare wijze aangevuld met elektronische vervormingscorrectie om de beste optische prestaties te leveren.

De term focus breathing beschrijft een waarneembare verandering in de beeldhoek die optreedt wanneer een objectief wordt scherpgesteld. Als de scherpstelpositie verandert, wordt de beeldhoek groter en kleiner - daarom staat het bekend als "breathing" (ademhaling). Dit is meestal duidelijker bij teleobjectieven vanwege de compressie in de achtergrond, en het kan schoksgewijs verlopen als het kader verschuift terwijl het objectief scherpstelt tijdens het opnemen van video. Focus breathing is minder prominent in foto's, hoewel fotografen het effect zullen opmerken bij gebruik van focus stacking-technieken (meestal gebruikt om de scherptediepte te vergroten in macrofotografie).

Er zijn drie manieren om de focus breathing te verminderen: mechanisch of elektronisch in het objectief en digitaal in de camera.

Cinema-objectieven zijn speciaal ontworpen om focus breathing vanaf het begin te onderdrukken. De elementen om scherp te stellen zijn mechanisch met elkaar verbonden en de beweging binnenin het objectief wordt beperkt voor optimale resultaten. Dit betekent echter wel dat deze objectieven groot, zwaar en duur zijn.

Sommige RF-objectieven hebben twee scherpstelmotoren die helpen om focus breathing te verminderen door twee groepen elementen voor scherpstellen onafhankelijk van elkaar in het objectief te bewegen. Het is een elektronische "focus by wire"-oplossing in plaats van een speciale mechanische, maar het maakt kleinere, lichtere en goedkopere objectiefontwerpen mogelijk.

Een toenemend aantal EOS R-systeemcamera's biedt elektronische focus-breathing-correctie bij filmopname, die beschikbaar is in het menu Lensafwijkingscorrectie wanneer de camera in de videomodus staat. Het kan worden toegepast op compatibele fotografie-objectieven en op objectieven die elektronische/optische onderdrukking van focus breathing ondersteunen. Het gebruik hiervan met foto-objectieven resulteert in een bijgesneden beeld, maar het geeft een meer filmische look op de meest kosteneffectieve manier.

Op het eerste filmpje hieronder zie je de merkbare verandering in kadrering die wordt veroorzaakt door de wijziging van het scherpstelpunt tijdens het opnemen van video op een EOS R8 zonder focus-breathing-correctie, terwijl het tweede filmpje een duidelijke vermindering van dit effect laat zien als focus-breathing-correctie is geactiveerd.

In 2008 werd correctie van de helderheid van randen geïntroduceerd in de EOS 5D Mark II en de EOS 50D. Hiermee worden afbeeldingen tijdens het fotograferen aangepast op de camera om vignettering of schaduw in de hoeken te corrigeren, zodat de helderheid van de gehele scène gelijkmatiger wordt.

Deze correctie is ontworpen voor gebruik met Canon-objectieven. De ontwerpers van Canon begrijpen de optische mogelijkheden van het objectief door het ontwerp en kunnen daarom de correctiegegevens optimaal toepassen. Dit is nog verder verbeterd met RF-objectieven, omdat de correctie-informatie in elk objectief zit. Dankzij de hogere communicatiesnelheid en grotere bandbreedte van de RF-vatting kunnen er meer gegevens naar de camera worden gestuurd, waardoor het elektronische correctieproces naadloos verloopt.

Als je een niet-Canon-objectief gebruikt, kan correctie van de helderheid van randen leiden tot ongewenste artefacten. Je kunt dit dan het beste uitschakelen.

In 2012 werd correctie van chromatische aberratie geïntroduceerd in de EOS-1D X en de EOS 5D Mark III. Hiermee worden kleurafwijkingen en halo's verwijderd rond randen met een hoog contrast. Dit leidt tot verbetering van de algehele beeldkwaliteit en optimalisatie van de prestaties van Canon-objectieven.

Sommige chromatische aberratie wordt optisch verminderd met behulp van geavanceerde materialen zoals UD-glas (ultra-lage dispersie) en Blue Spectrum Refractive-objectiefelementen (BR). Maar correcties in de camera worden gebruikt om de beeldkwaliteit verder te verbeteren als onderdeel van het ontwerp van RF-objectieven.

Diffractie ontstaat door afbuiging van de lichtbaan als er licht door het objectief valt. Dit probleem komt voor bij kleine diafragma's omdat een groter gedeelte van het licht wordt afgebogen (in vergelijking met opnamen met grote diafragma's). Hierdoor wordt de afbeelding minder scherp. Dit is frustrerend, want meestal kies je een klein diafragma om de scherptediepte te vergroten en om de gehele afbeelding zo scherp mogelijk te krijgen, terwijl diffractie juist leidt tot minder scherpte. Landschapsfotografen moeten vaak een compromis vinden tussen deze twee tegenstrijdige optische fenomenen.

In 2016 werd de diffractiecorrectie geïntroduceerd in de EOS-1D X Mark II. Hiermee wordt het verlies aan scherpte bij kleine diafragma's gecompenseerd. Deze functie corrigeert ook de geringe afname in resolutie die kan ontstaan door de aanwezigheid van een low-passfilter in de sensor. De low-passfilter is belangrijk voor het voorkomen van moiré-interferentie in afbeeldingen met verfijnde opeenvolgende patronen.

Aanvankelijk werden voor sommige objectieven gegevens over de vervormingscorrectie opgeslagen op de camera. Als je andere objectieven wilde gebruiken, moesten de correctiegegevens voor die objectieven worden gedownload via de EOS Utility-software en vervolgens op de camera worden opgeslagen. Sinds de introductie van de EOS 5DS en het EF 11-24mm f/4L USM-objectief in 2015 worden deze gegevens echter in het objectief zelf opgeslagen. Dit betekent dat de camera toegang heeft tot de gegevens van het objectief en deze kan toepassen tijdens het verwerken van JPEG's in de camera. Als je echter opnamen maakt in RAW, moet je wellicht nog wel het juiste objectiefprofiel op je computer downloaden.

Bij de nieuwste EOS R-systeemcamera's zijn de objectiefgegevens geïntegreerd in elke opname die je vastlegt. Dit betekent dat veel bewerkingsplatforms gewoon de correctiegegevens in het bestand kunnen lezen en toepassen op je afbeelding zonder dat jij instellingen hoeft te wijzigen. Zelfs als je oudere objectieven gebruikt, heeft bewerkingssoftware meestal objectiefspecifieke correctiegegevens die in één eenvoudige stap in de workflow voor postproductie kunnen worden toegepast, zodat je vertekening niet handmatig hoeft te corrigeren met behulp van afzonderlijke regelaars.

Canon introduceerde Digital Lens Optimizer (DLO) eerst als functie in Digital Photo Professional (DPP). Hiermee kunnen allerlei aberraties worden gecorrigeerd, waaronder coma, astigmatisme, sagittale halo, veldkromming en sferische kromming. Normaal gesproken konden deze niet worden gecorrigeerd.

De EOS-1D X Mark II beschikte over de functie Digital Lens Optimizer, waarmee opnamen op de camera konden worden nabewerkt. Maar in 2016 werd DLO geïntroduceerd als opnamefunctie toen de EOS 5D Mark IV werd uitgebracht.

Als functie in de camera kan DLO worden gebruikt om correcties uit te voeren in JPEG-bestanden. Als DLO is geactiveerd, zijn de functies Chromatische aberratie en Diffractiecorrectie niet te selecteren in het hoofdmenu, maar maken ze deel uit van de DLO-correcties. Je kunt ook de correctie van de helderheid van randen uitschakelen als je bijvoorbeeld het kadreringseffect van vignettering wilt in een portret.

Alle EOS R System-camera's gebruiken correctiegegevens voor het objectief (en andere gegevens) die in het objectief zijn opgeslagen. Dankzij de uitzonderlijke communicatiesnelheid van de RF-vatting, met name bij het gebruik van RF-objectieven, vermindert de maximale continue opnamesnelheid niet tijdens het maken van opnamen met ingeschakelde DLO. Dit was wel het geval bij eerdere camera's, zoals de EOS 5D Mark IV.



Objectiefcorrecties in de camera hebben het moderne objectiefontwerp veranderd. In het verleden werden ze voornamelijk gebruikt als een correctie- en verbeteringstoepassing, maar digitale vervormingscorrectie is nu een integraal onderdeel van het objectiefontwikkelingsproces. Net als de optische en mechanische keuzes die objectiefontwerpers maken, worden digitale hulpmiddelen gebruikt om de prestaties en bruikbaarheid van Canon-camera's en -objectieven verder te verbeteren.