Focus-shift

[Léon Obers]

Met steeds maar hogere resoluties komen lensfouten bij vergroting steeds duidelijker en verrassender naar voren.
Eisen aan lenzen en camera worden steeds hoger.

Een interessant artikel met tests betreffende "focus-shift" afhankelijk van je ingestelde diafragma en bij welk diafragma je scherp stelt. (Verplaatsing van de maximale scherpte afhankelijk van je diafragma). Met name bij erg lichtsterke lenzen.
Test met de 21 Megapixel Canon 1Ds mark III Andere merk lenzen zijn met een adapter op die Canon gezet.
Dit is de introductie met slechts één voorbeeld voor de Canon 50mm/1.2.
http://diglloyd.com/diglloyd/free/FocusShift/index.html

Met een DAP account zijn diverse lenzen getest en online te bekijken.
De resultaten heb ik hieronder globaal geïnterpoleerd naar cm (vanuit inch verschillen).

Globale conclusie voor 50 lenzen --> object afstand circa 107 cm:
- Canon 50/1.2 lens --> sterke focusshift. Bij f 2.0 is dat al circa 2 cm verschil met volle opening
bij f 4.0 circa 3 cm, bij f 8.0 circa 4,5 cm
Lelijke LoCa kleurenverschuiving in de voorgrond onscherpte. (Lelijke voorgrond bokeh).

- oude manuele Olympus Zuiko 50/1.2 lens --> matig focusshift. Bij f 2.0 is dat circa 1 cm verschil met volle opening
bij f 4.0 circa 2,5 cm, bij f 8.0 circa 3 cm
Kleurenverschuiving in de voorgrond onscherpte stuk aangenamer dan de Canon 1.2 lens.
Men verbaasde zich over de kwaliteit van die oude Olympus lens voor een niet asferisch objectief.

- Nikon 50/1.4 lens --> vrij sterke focusshift. Bij f 2.8 circa 2,5 cm verschil, bij f 5.6 circa 4 cm
- Canon 50/1.4 lens --> weinig focusshift. Bij f 2.8 circa 0,5 cm verschil, bij f 5.6 circa 2 cm - goed bokeh
- Zeiss 50/1.4 lens --> focusshift tussen die van Nikon en Canon in.
- Sigma 50/1.4 lens --> vrij sterke focusshift. Bij f 2.8 circa 2,5 cm verschil, bij f 5.6 circa 2,5 cm
vrij sterke LoCA (Kleurenverschuiving in de voorgrond onscherpte --> geen mooie voorgrond bokeh).
- Voigtländer 58/1.4 lens --> Géén meetbare focusshift !!! (Foto's zijn niet meer online gezet).

- Canon 50/1.8 lens -->geen focusshift van betekenis.

Globale conclusie voor 85 lenzen --> object afstand circa 172 cm:
- Canon EF 85mm f/1.2L II -->geen focusshift van betekenis.
- Canon EF 85mm f/1.8 -->geen focusshift van betekenis.
- Nikon 85mm f/1.4D --> weinig focusshift. Bij f 2.8 circa 1 cm verschil, bij f 5.6 kleine 2 cm
- Zeiss 85mm f/1.4 --> focusshift problematisch. Bij f 2.8 circa 3 cm verschil, bij f 5.6 circa 5 cm
- Leitz 90mm f/2.0 --> ietsje sterkere focusshift als Nikon. Bij f 2.8 circa +1 cm verschil, bij f 5.6 circa 2,5 cm

Qua focus shift kunnen Canon bezitters het beste gewoon hun Canon lenzen gebruiken.
Opmerkelijk is ook de goede kwaliteit op dit punt van de Voigtländer 58/1.4 lens

EDIT - Aanvulling:
Inmiddels zijn ook testen geplaatst van twee 135 mm lenzen. De Canon EF 135mm f/2L en de Sony Alpha 135mm f/1.8 --> ik denk dat bedoeld wordt Zeiss Sonnar T* 135mm/1.8 want dat is de enige Sony lens in die lichtsterkte voor 135 mm

De Zeiss 135mm lens is op de Sony A900 camera getest. Die heeft geen Live View. Er is toen net zolang handmatig scherp gesteld en het resultaat bekeken totdat het gemerkte getal scherp was (er is een soort van lineaal gefotografeerd met getallen en letters), waarna dan de resultaten bekeken zijn met diverse diafragma-openingen.

Beide lenzen hebben geen focus-shift van betekenis. Wel is een LoCA te zien bij de grotere diafragma's als zijnde een kleurverschil groenachtig in de achtergrond onscherpte en rood-achtig in de voorgrond onscherpte. Voor de Canon ziet er dat allemaal heel acceptabel uit met eigenlijk wel een heel aardig bokeh. Bij de Sony Alpha 135mm f/1.8 is die kleurverschuiving extreem en heeft dan een erg lelijk "kleur"-bokeh.
Ik kan niet het voorbeeld laten zien van die DAP-paginas, maar wel wat er op photozone.de reeds aan tests voorhanden is. Kijk wat meer naar onderen het voorbeeld met die lineaal.
http://www.photozone.de/sony-alpha-aps- ... 18?start=1

[a90]

Dus eerdaags met de D3x van 24 mpx staan we allemaal weer in de lenzen bak te graaien op de rommelmarkt voor Pre Ai objectieven waarvan het diafragma alleen met de diafragma ring is en bovendien MF is

Zouden ze op den duur geen electronisch diafragma kunnen maken zoals op de nieuwe PCe serie om ook bij AF gebruik eerst het diafragma dciht te knijpen en dan pas te focussen ?? Dan ben je er volgens mij vanaf.

Of ze zouden in de software van de camera automatisch een correctie moeten maken voor als de body een objectief herkent die een focus afwijking heeft.

[johan1967]

Erg interessant onderwerp Léon. Bedankt voor het posten.

Als ik het goed begrijp speelt dit eigenlijk alleen bij objectieven die licht-sterker zijn dan f2. Die heb ik gelukkig niet.

Het is mij toch nog niet helemaal duidelijk. Er wordt gesteld dat dit optreedt als je scherpstelt bij volle opening (f1.4 bijvoorbeeld) en dan de foto maakt met bijvoorbeeld f2.8. Maar het is toch zo dat er altijd wordt scherpgesteld met volle lensopening. Het diafragma gaat pas dicht als de foto daadwerkelijk wordt gemaakt. Dan zou het toch eigenlijk altijd moeten optreden? En dan maakt het toch ook niet uit of het een AF-objectief is of een MF-objectief?

[mikemix]

- Zeiss 85mm f/1.4 --> focusshift problematisch. Bij f 2.8 circa 3 cm verschil, bij f 5.6 circa 5 cm

[Léon Obers]

Als ik het goed begrijp speelt dit eigenlijk alleen bij objectieven die licht-sterker zijn dan f2. Die heb ik gelukkig niet.

Beredeneert als het gaat om sferische aberratie, en als je handmatig scherp zou stellen vanuit een Live View situatie.
Scherpstellen via bijvoorbeeld de autofocus van je camera, en afgeleide elektronische hulpmiddelen heb je daarnaast ook nog met andere optische fouten te maken (bijv. astigmatisme) en de specifieke eigenschappen van een scherpstelsysteem, dat je eveneens fouten kunt tegenkomen met andere lichtsterkten.
Vandaar back- en frontfocus fouten die geregeld de kop op steken.

Het is mij toch nog niet helemaal duidelijk. Er wordt gesteld dat dit optreedt als je scherpstelt bij volle opening (f1.4 bijvoorbeeld) en dan de foto maakt met bijvoorbeeld f2.8. Maar het is toch zo dat er altijd wordt scherpgesteld met volle lensopening. Het diafragma gaat pas dicht als de foto daadwerkelijk wordt gemaakt. Dan zou het toch eigenlijk altijd moeten optreden? En dan maakt het toch ook niet uit of het een AF-objectief is of een MF-objectief?

In het bewuste artikel worden tevens testen gedaan met scherpstellen via een gediafragmeerde methode (door bijv. de scherptedieptecontroleknop in te drukken). Kort gezegd heb je geen probleem als je voor de opname bijvoorbeeld f 4.0 gaat gebruiken, je de scherpstelling ook doet gediafragmeerd bij 4.0.
Men is dan tevens gaan kijken als je gediafragmeerd scherp stelt, en dan vervolgens grotere openingen gebruikt bij de opnamen zelf, wat er dan gebeurd. De fout werkt dan tegenovergesteld.

Vanuit de testen die hier gedaan worden blijkt het dan telkens te zijn dat je bij scherpstellen op volle opening, er een focus shift optreedt bij diafragmeren, dat de verschuiving typisch naar achteren plaatsvindt.
Vanuit scherpstellen gediafragmeerd en dan een grotere opening gebruiken, werkt de verschuiving precies andersom als zijnde front focus.

Die dubbele tests gedaan mogelijk als extra check in de gevonden resultaten. Zoals je bij een optelling onder elkaar van een rijtje getallen eerst van boven naar beneden telt, als check erna van onder naar boven. Bij een optelling, de uitkomst als aftreksom met het andere opgetelde deel kunt checken.

[Léon Obers]

- Zeiss 85mm f/1.4 --> focusshift problematisch. Bij f 2.8 circa 3 cm verschil, bij f 5.6 circa 5 cm

Misschien dat er onderling ook verschillen kunnen zijn in individuele lenzen van hetzelfde type.
Ik kan niet opmaken of er meerdere lenzen van hetzelfde typen zijn gebruikt, of slecht één objectief van elk type.
Het lijkt me slechts één objectief van elk type, anders zou dat wel specifiek gemeld worden.

[Léon Obers]

Aanvulling (zal ik ook als extra edit plaatsen in het eerste bericht):
Inmiddels zijn ook testen geplaatst van twee 135 mm lenzen. De Canon EF 135mm f/2L en de Sony Alpha 135mm f/1.8 --> ik denk dat bedoeld wordt Zeiss Sonnar T* 135mm/1.8 want dat is de enige Sony lens in die lichtsterkte voor 135 mm

De Zeiss 135mm lens is op de Sony A900 camera getest. Die heeft geen Live View. Er is toen net zolang handmatig scherp gesteld en het resultaat bekeken totdat het gemerkte getal scherp was (er is een soort van lineaal gefotografeerd met getallen en letters), waarna dan de resultaten bekeken zijn met diverse diafragma-openingen.

Beide lenzen hebben geen focus-shift van betekenis. Wel is een LoCA te zien bij de grotere diafragma's als zijnde een kleurverschil groenachtig in de achtergrond onscherpte en rood-achtig in de voorgrond onscherpte. Voor de Canon ziet er dat allemaal heel acceptabel uit met eigenlijk wel een heel aardig bokeh. Bij de Sony Alpha 135mm f/1.8 is die kleurverschuiving extreem en heeft dan een erg lelijk "kleur"-bokeh.
Ik kan niet het voorbeeld laten zien van die DAP-paginas, maar wel wat er op photozone.de reeds aan tests voorhanden is. Kijk wat meer naar onderen het voorbeeld met die lineaal.
http://www.photozone.de/sony-alpha-aps- ... 18?start=1

[johan1967]

- Zeiss 85mm f/1.4 --> focusshift problematisch. Bij f 2.8 circa 3 cm verschil, bij f 5.6 circa 5 cm

Misschien dat er onderling ook verschillen kunnen zijn in individuele lenzen van hetzelfde type.
Ik kan niet opmaken of er meerdere lenzen van hetzelfde typen zijn gebruikt, of slecht één objectief van elk type.
Het lijkt me slechts één objectief van elk type, anders zou dat wel specifiek gemeld worden.

Ik kan me eerlijk gezegd niet voorstellen dat dit objectief zo'n afwijking zou hebben. Daarmee zou het toch eigenlijk volstrekt onbruikbaar zijn voor portretten. Dit hadden we dan ongetwijfeld allang teruggezien op de diverse fora. Of is het dan zo dat de toenemende scherptediepte de boel weer ten goede compenseert zodat je het in de praktijk nauwelijks/niet merkt?

Ik ga me denk ik ook maar eens abonneren op de spulletjes van Diglloyd. Toch wel interessant.

[Léon Obers]

Een en ander wordt beslist weer enigszins teniet teniet gedaan door de toenemende scherptediepte. Maar bij de Zeiss zou dat desondanks nog steeds kritisch zijn omdat de focus shift zodanig is, dat de scherptediepte dat niet inhaalt.
"The lens was focused at f/1.4. Focus shift is pronounced. Shooting at f/2.8 and f/4 is particularly awkward and even f/5.6 is marginal. Aperture f/8 works, but the entire zone of sharp focus is so shifted as to make it quite troublesome in practice."

Lloyd Chambers, diglloyd heeft hierover zelfs correspondentie gevoerd met Zeiss, omdat die het fenomeen toch wel stevig vond. Een reactie van Zeiss staat tevens op zijn DAP webpagina's.

De Zeiss is geoptimaliseerd voor oneindig, waar de focus shift minder of niet aanwezig zou zijn. Lloyd Chambers, diglloyd heeft dat echter niet getest. Lloyd Chambers, diglloyd schrijft wel dat de optische kwaliteiten van de Zeis op korte afstand toch al niet optimaal zijn, maar brilliant voor grotere afstanden.
"Since the ZF/ZE 85/1.4 Planar would normally be used as a portrait lens, the Zeiss response is puzzling—no portrait could ever be made at f/2.8 - f/4 without compensating for the focus shift. For that matter, close-range performance of the ZF/ZE 85/1.4 Planar is not so great—it’s optimized for infinity, where it is brilliant."

Het vrij te benaderen inleidende verhaal met voorbeeld van de Canon 50mm/1.2 laat duidelijk zien waar het om gaat, die heeft ook een behoorlijk merkbaar grote focus-shift.
http://diglloyd.com/diglloyd/free/FocusShift/index.html
Met de muis boven de afbeelding komt het voorbeeld met volle opening. Hoewel de volle opening op zichzelf wat zacht is in scherpte omdat bij die opening nu eenmaal de optische kwaliteiten wat lager liggen dan gediafragmeerd, is de sherpte op het rechter oog duidelijk iets scherper dan de opname met 2.8, waar de scherpte naar achteren op het linkeroog is komen te liggen.

Een vergelijkbare verschuiving zul je ook ontdekken met de Zeiss voorbeelden (waar een liniaal is gefotografeerd).

Eerder heb ik van een gebruiker uitgebreide ervaringen gelezen van de Zeiss 85 mm die toch wel erg veel problemen had met de focus. Het zou me niet verbazen als een deel ervan is terug te voeren op die focus shift:

Lees van de volgende link daarbij de vervolgreacties "Continued, Part 2, 3 en 4" met voorbeelden.
http://forums.dpreview.com/forums/read. ... e=21244546
http://homepage.mac.com/ndjedinak/PhotoAlbum33.html
Reactie van de eerste link vrij ver bovenaan:
"I used the ZF lens for a few months, and while I loved the image quality when I "nailed it," I found my keeper rate quite low due to a high percentage of shots being out of focus. So low that I got quite frustrated with the ZF 85."

[johan1967]

De Zeiss is geoptimaliseerd voor oneindig, waar de focus shift minder of niet aanwezig zou zijn. Lloyd Chambers, diglloyd heeft dat echter niet getest. Lloyd Chambers, diglloyd schrijft wel dat de optische kwaliteiten van de Zeis op korte afstand toch al niet optimaal zijn, maar brilliant voor grotere afstanden.
"Since the ZF/ZE 85/1.4 Planar would normally be used as a portrait lens, the Zeiss response is puzzling—no portrait could ever be made at f/2.8 - f/4 without compensating for the focus shift. For that matter, close-range performance of the ZF/ZE 85/1.4 Planar is not so great—it’s optimized for infinity, where it is brilliant."

Laat ik eerst zeggen dat het niet mijn bedoeling is om Zeiss hier te verdedigen, maar meer een poging om dit te verklaren.

Op de website van Zeiss staat over de 85/1.4 het volgende: "The Planar T* 1,4/85 is optimized for medium to longer distances". Nu is de vraag welke afstanden hiermee precies bedoeld worden. Mij lijkt dat het dan gaat om een afstand vanaf tenminste 2 of 3 meter. De tests van Diglloyd zijn gedaan met een afstand van 1.07 meter, hetgeen voor een "normale" portretopname met dit objectief veel te dichtbij zou zijn (zeker bij DX). Ik ben derhalve erg benieuwd welke resultaten we zouden verkrijgen als de test wordt uitgevoerd op een meer gebruikelijke "portret-afstand". Het zou dan zo maar kunnen dat de gevonden focus-shift ineens veel kleiner is. En dat dit objectief dus precies goed doet waarvoor het bedoeld is.

[Léon Obers]

Op de website van Zeiss staat over de 85/1.4 het volgende: "The Planar T* 1,4/85 is optimized for medium to longer distances". Nu is de vraag welke afstanden hiermee precies bedoeld worden. Mij lijkt dat het dan gaat om een afstand vanaf tenminste 2 of 3 meter. De tests van Diglloyd zijn gedaan met een afstand van 1.07 meter....

Optimized medium is misschien wel boven de 5 meter?

Maar je vergist je wel in de testafstand die gebruikt is voor de 85mm lenzen.
In mijn lijstje heb ik een separatie aangegeven tussen 50mm (58mm) lenzen en 85mm.
De regel boven de groep van 85mm (90mm) staat als afstandsinstelling:
Globale conclusie voor 85 lenzen --> object afstand circa 172 cm:

De tests zijn gedaan op full frame (Canon 1Ds Mark III met 21 Megapixel chip). Zijn intentie was een portret-afstand, maar dat vind ik voor de onderhavige lenzen en full frame eigenlijk nog wat aan de lange kant voor een 85 mm lens.
De uitsneden als je dat terug rekent voor 50mm bij 107 cm en 85mm op 172 cm kloppen echter wel redelijk met elkaar.

EDIT:
Ik heb de reactie van Zeiss op de Diglloyd web-pagina en datgene wat Diglloyd heeft geschreven nog eens nagelezen.
Het is niet Zeiss die expliciet aangeeft dat de lens op oneindig is geoptimaliseerd, maar Diglloyd zelf. Zeiss schrijft zelf wel specifiek dat de focus-shift het minst is bij oneindig en dat hun lens dan minder focus shift heeft als concurrerende lenzen. Zij geven geen absolute waarden maar vergelijken de Zeiss lens met andere lenzen. Toch geven ze in bedekte woorden eigenlijk toch precies weer, wat de bevindingen van ook Lloyd Chambers zijn. Namelijk dat je de Zeiss lens bij korte afstand gediafragmeerd moet focussen tussen f/2.8 en f/5.6 om geheel focus shift vrij te zijn, en dat de resultaten tussen f/8-f/16 zodanig zijn dat de focus-shift opgaat (gemaskeerd wordt) in de scherptediepte.

Voor een compleet overzicht van de resultaten zou ik je (en ieder ander) die geïnteresseerd is je toch de tip willen geven je te abonneren op de specifieke "DAP" pagina's van Diglloyd.
http://diglloyd.com/prem/index.html
Inhoud: http://diglloyd.com/prem/toc.html
In jouw geval dan nog eens extra op de testen van alle Zeiss lenzen, het goedkoopst tezamen met een DAP account (40% korting). http://diglloyd.com/diglloyd/infos/Zeis ... index.html

Voor de diepgewortelde fotografische techneut, en degene die echt het allerbeste uit zijn apparatuur wil halen is datgene wat hij schrijft en test het geld voor een account meer dan waard. Er staat betere achtergrond informatie in dan in fototijdschriften die je in de winkel koopt of waar je je op abonneert voor een hoger bedrag.

[Léon Obers]

Zouden ze op den duur geen elektronisch diafragma kunnen maken zoals op de nieuwe PCe serie om ook bij AF gebruik eerst het diafragma dicht te knijpen en dan pas te focussen ?? Dan ben je er volgens mij vanaf.

Lloyd Chambers geeft als optie aan dat camerafabrikanten (Nikon, Canon) de verschillen die je hebt met autofocus waar nu reeds opties zijn geïmplementeerd om daar correctiewaarden in te voeren, omdat uit te breiden per diafragma (en afstand). Nou ja, ik zou dan nog een stapje verder willen gaan, en al die waarden reeds in de CPU van een lens hebben geïmplementeerd, zodat je als gebruiker nergens omkijken naar hebt. Dat komt beslist nog wel eens over enkele jaren.

[a90]

Lloyd Chambers geeft als optie aan dat camerafabrikanten (Nikon, Canon) de verschillen die je hebt met autofocus waar nu reeds opties zijn geïmplementeerd om daar correctiewaarden in te voeren, omdat uit te breiden per diafragma (en afstand). Nou ja, ik zou dan nog een stapje verder willen gaan, en al die waarden reeds in de CPU van een lens hebben geïmplementeerd, zodat je als gebruiker nergens omkijken naar hebt. Dat komt beslist nog wel eens over enkele jaren.

Precies mijn gedachten toen ik dit schreef

Of ze zouden in de software van de camera automatisch een correctie moeten maken voor als de body een objectief herkent die een focus afwijking heeft.

Het objectief geeft aan wie die is en wat de eventuele afwijkingen zijn. De body krijgt deze informatie en bepaald op basis van de focusafstand en diafragma of de AF nog een correctie nodig heeft of niet. Als dit nu middels de firmware aanpasbaar is en blijft kan het systeem ook meegroeien met nieuw uit te brengen objectieven.

Ik zou zelfs verwachten dat het nu al zou kunnen, immers de Nikkor objectieven gevan al aan wie ze zijn en de body herkent de objectieven al. Zeker aangezien de pro body's al dynamisch kunnen omgaan met een AF aanpassing per objectief. Het zou wat mij betreft een extra stukje in de FW zijn die de AF fijnafstelt en zo de AF correctie dyamisch regelt per opname.

[Marten]

....Ik zou zelfs verwachten dat het nu al zou kunnen, immers de Nikkor objectieven gevan al aan wie ze zijn en de body herkent de objectieven al. Zeker aangezien de pro body's al dynamisch kunnen omgaan met een AF aanpassing per objectief. Het zou wat mij betreft een extra stukje in de FW zijn die de AF fijnafstelt en zo de AF correctie dyamisch regelt per opname.

Is het mogelijk dat reeds nu in de firmware van bv. D300, D700 en de D3 een automatische correctie voor focus shift per herkend Nikkor objectief opgenomen is?
Als dat zo is ligt het voor de hand dat Nikon deze correctie beperkt tot de Nikkor objectieven. Dat zal niet anders zijn voor Canon.
"Eigen objectief eerst", zeg maar.
Wordt de focusshift - zoals bij dit onderzoek het geval is- gemeten met een Canon body, met daarop een Nikon of Zeiss objectief, dan werkt deze automatische correctie derhalve niet en wordt dus een grotere focusshift gemeten dan met eigen merk objectieven.
Opvallend is dat alle Canon objectieven op de Canon body geen, of bijna geen focusshift hebben, terwijl de vreemd merk objectieven wel f.s. hebben.
Interessant zou zijn de focusshift van Nikon objectieven op moderne Nikon body's te testen.

[johan1967]

Maar je vergist je wel in de testafstand die gebruikt is voor de 85mm lenzen.
In mijn lijstje heb ik een separatie aangegeven tussen 50mm (58mm) lenzen en 85mm.
De regel boven de groep van 85mm (90mm) staat als afstandsinstelling:
Globale conclusie voor 85 lenzen --> object afstand circa 172 cm:

Je hebt gelijk. Ik heb niet verder gekeken dan m'n neus lang is. Excuses.

De tests zijn gedaan op full frame (Canon 1Ds Mark III met 21 Megapixel chip).

Dit betekent dus dat er een adapter is gebruikt (als tenminste de ZF-versie is gebruikt). Misschien zit daar nog een deel van de oorzaak.

Hoe dan ook, het is iets waar je zeker rekening moet houden als je dit objectief gaat aanschaffen. Voor mezelf zou dit betekenen dat ik het in ieder geval voor portret-opnamen nooit zou kopen.