Matthias Reinhardt MINERAL PHOTOGRAPHY
Fotografie von Mineralien
Mein Arbeitsplatz: Rechts Stativ und Stackeinheit von "Stonemaster". Kamera mit Balgengerät und Objektiv. Links mein Laptop mit der entsprechenden Software zur Steuerung der Stackeinheit. 2 Kaltlichtlampen mit Schwanenhalslichtleiter für die Ausleuchtung von Mineralien. Der Bildschirm an der Wand dient zur erleichterten Einstellung des Fotoobjekts.
Für die Fotografie von Kleinmineralien benutze ich aktuell eine Olympus OM‑D E‑M1X mit einem Micro Four Thirds Sensor und einer Auflösung von 20 Megapixel.
In der Vergangenheit habe ich auch mit Voll- und Mittelformatsensoren mit einer Auflösung von 51 Megapixel gearbeitet. Allerdings muss ich hier darauf hinweisen, dass aufgrund der Sensorgröße die Schärfeleistung zum Bildrand hin abnimmt.
Bei den Mitutoyo undendlich korrigierten Objektiven trat dieser Effekt auf, weil sie nicht für diesen großen Bildkreis berechnet wurden. Das kann z.B. bei einer Übersichtsaufnahme, wo von links nach rechts alles scharf sein soll, stören.
Da ich gerne im RAW-Format fotografiere um später alle Möglichkeiten zur Optimierung habe, sind die Datenmengen, die daraus gewonnenen TiFF-Dateien sehr groß.
Von der RAW-Umwandlung in Photoshop bis über das Stacken in Helicon Fokus Pro, kann sich der Arbeitsablauf sehr in die Länge ziehen. Ich benutze dafür einen Leistungsstarken Rechner mit 16 Kernen. 2 Faktoren beeinflussen den Workflow:
Die Leistung vom PC und die der Programme wie z.B. Photoshop und Helicon Fokus.
Nach meiner Meinung nach nützt einem der leistungsstärkste Rechner nicht, wenn die Programme nicht entsprechend schnell arbeiten. Deshalb bin ich zum Entschluss gekommen, wieder auf die 20 Megapixel von Olympus umzusteigen. Die Bilder haben bei 300 dpi Druckauflösung eine Größe von ca. 43 x 32 cm. Das reicht für ca. 99 % aller Bilder in einem Mineralienmagazin.
Leistungsdaten Computer
Betriebssystem: Windows 10 Professional.
Prozessor: AMD Ryzen 9, 3950 X mit 16 Kernen.
Grafikkarte: AMD Radeon RX 6900 XT.
Mainbord: MPG X570 GAMING EDGE WIFI.
Arbeitsspeicher: DDR 4, 128 GB von Cosair mit 3200 Mhz.
Festplatte: SSD Samsung 980 Pro 2 T.
Meine Objektive
Laowa 100 mm f/2,8 2:1 Ultra Macro APO.
Laowa 25 mm f/2,8 Ultra Macro 2,5-5 X
Mitutoyo M Plan APO 10 X.
Mitutoyo M Plan APO 20 X.
Mitutoyo M Plan APO 50 X.
Raynox DCR-250 Macro als Tubuslinse.
Fujifilm GF 120mm F4 R LM OIS WR Macro
Die Mineralienbilder
Siegenit von der Schwabengrube, Müsen. Bildbreite: 6,5 mm.
Sammlung: Matthias Reinhardt. Aufnahmedaten: Kamera Olympus E-M5 Mark II, Objektiv Laowa 25 mm f/2,8 Ultra Macro 2,5-5 X bei Blende 4, 100 ISO, 1/60 Sec. und manuellem Weisabgleich. Gestackt aus 123 Einzelbilder bei Methode B.
Posnjakit von der Grube Alte Buntekuh, Niederschelden. Bildbreite: 2,1 mm.
Sammlung: Matthias Reinhardt. Aufnahmedaten: Kamera Olympus E-M5 Mark II, Objektiv Mitutoyo M Plan APO 10 X, 100 ISO, 1/15 Sec. und manuellem Weisabgleich. Gestackt aus 105 Einzelbilder bei Methode B.
Malachit von der Grube Vahlberger Zug, Rothemühle. Bildbreite: 8,5 mm.
Sammlung: Matthias Reinhardt. Aufnahmedaten: Kamera Olympus E-M5 Mark II, Objektiv Laowa 100 mm f/2,8 2:1 Ultra Macro APO bei Blende 5,6. 100 ISO, 1/30 Sec. und manuellem Weisabgleich. Gestackt aus 76 Einzelbilder bei Methode B.
Erythrin von der Grube Alte Buntekuh, Niederschelden. Bildbreite: 1 mm.
Sammlung: Matthias Reinhardt. Aufnahmedaten: Kamera Olympus E-M5 Mark II, Objektiv Mitutoyo M Plan APO 20 X. 100 ISO, 1/40 Sec. und manuellem Weisabgleich. Gestackt aus 538 Einzelbilder bei Methode B.
Kupfer ged. von der Grube Alte Buntekuh, Niederschelden. Bildbreite: 4,3 mm.
Sammlung: Matthias Reinhardt. Aufnahmedaten: Kamera Olympus E-M5 Mark II, Objektiv Laowa 25 mm f/2,8 Ultra Macro 2,5-5 X bei Blende 4. 100 ISO, 1/15 Sec. und manuellem Weisabgleich. Gestackt aus 54 Einzelbilder bei Methode B.
Experten Tipp
Vor dem eigendlichen Fotografieren, sortiere ich die Fotostücke alle unter dem Binokular nach den entsprechenden Bildbreiten der einzelnen Objektive. Die Bildbreite am Mikroskop und Objektiv habe ich vorher ausgemessen. Dem entsprechend ordne ich die Fotostücke den Objektiven zu. Siehe Beispiel Foto. Das ständige An- und
Abschrauben der Objektive wird vermieden.
Unter dem Binokular wird der richtige Aufnahmewinkel des Kristalls gesucht und auf einem Kugeltisch fixiert. Danach wird eine neutrale Diffusorfolie als Ringform auf die ausgesuchte Stelle gestellt. Unter dem Balgengerät wird das Fotoobjekt ausgeleuchtet. Die neutrale Diffusorfolie sorgt für ein weiches Licht.
Stand März 2023
Update Juni 2023
Ein neuer Versuch auf Vollformat
Als ich Anfang April diesen Jahres auf der Herborner Mineralienbörse war, traf ich den Herrn Rainer Ernst von der Firma Stonemaster. Er ist spezialisiert auf die Mikrofotografie und bietet so ziemlich alles an was man sich so vorstellen kann.
Auf Kundenwunsch werden sogar Sonderanfertigungen gemacht. Eine tolle Sache!
Ich erzählte ihm das ich mit der Raynox DCR-250 Macrovorsatzlinse keine so befriedigende Ergebnisse auf Vollformat erzielen konnte. Ich hatte extrem mit Randunschärfen zu kämpfen. Er empfahl mir die 150 er Raynox-Variante zu nehmen. Sie sei fürs Vollformat besser geeignet. Gesagt getan. Ich habe mir die 150 er Raynoxlinse bestellt und ausgibig getestet.
Als Kamera kam meine neue Sony a 7R V zum Einsatz. Ich hatte sie speziell für die Fussballfotografie ( meine 2. Leidenschaft ) angeschaft um aufgrund ihrer 60 Megapixel, genügend Reserven für den Zuschnitt zu haben. Nach einem längerem ausprobieren, kann ich bescheinigen das diese Linse auf jedenfall besser fürs Vollformat geeignet ist.
Zwar habe ich bei der Anfangsvergrößerung ( Balgen bei Auszugslänge 0 ) bei dem 10 er Mitutoyo noch Probleme aber danach wird es besser. Ich bevorzuge das 4:3 Format. An der Sony a 7R V kann man über das Menü von 3:2 auf 4:3 einstellen.
Es bleiben dann immer noch 53,5 Megapixel übrig. Es wird lediglig beidseitig vom Rand etwas abgeschnitten. Meine Euphorie der riesigen Auflösung hielt sich bei mir in Grenzen. Die Schärfe ist absolut Top und die Bilder Mega groß!! Aber man sieht jeden noch so kleinen Fehler die das Programm "Helicon Focus" nicht sauber zusammen rechnet. Um eine solch hohe Auflösung verwacklungsfrei zu fotografieren, benutze ich ausschließlich den Elektronischen Verschluss. Meine Kaltlichlampen habe ich ca. 7 cm über dem Aufnahmetisch auf einem Regal an der Wand gestellt, damit die eingebauten Ventilatoren keine Schwingungen übertragen. Die Belichtungszeit Stelle ich manuell an der Kamera ein damit die Bilder später beim Stacken alle gleich belichtet sind.
Bei der Belichtungsautomatik der Kamera können kleine Abweichungen der Belichtungszeit auftreten, die dann später in der Helicon Fokus Softwar bemängelt wird.
Irisblende als Hilfsmittel
In verschiedenen Foren liest man das die Irisblende in Verbindung mit den Mitutoyo Objektiven keine Funktion erbringen würde, außer dass die Schärfe abnimmt
durch die Beugung. Das stimmt so nicht ganz. Ich benutzte die Irisblende hauptsächlich
bei Mineralien die viele Flächen aufweisen wie z.B. Fahlerz, Galenit, Sphalerit und Pyrit, die durch ihren hohen Glanz schwierig zu fotografieren sind. Zunächst mache ich durch Diffusoren das Licht weich, achte darauf das keine Fläche überstrahlt.
Dann kommt die Irisblende zum Einsatz. Sie wird zwischen Tubuslinse und Objektiv gesetzt. Ich habe durch Schliesen der Blende herausgefunden ab welchen Punkt die Beugung Eintritt und dort eine Markierung angebracht. Bei der Sony a 7R V Kamera mit den vielen kleinen Pixeln darf man nur leicht abblenden sonst tritt die Beugung sofort ein. Ich blende ca. 1 Blendenstufe ab.
Das Bild wird etwas dunkler, kontrastreicher und die Tiefenschärfe erhöht sich.
Auch scheint vorhandenes Streulicht besser unterdrückt zu werden.
Das sieht man daran, dass einige Kristallflächen die vorher spiegelten jetzt entspiegelt sind. Man will ja im Endeffekt für eine gelungene Aufnahme ja nicht alle Flächen spiegeln, sondern nur einen Teil davon. Somit bleibt auch die Farbe des Minerals erhalten. Erwähnen möchte ich, dass ich mit der Sony a 7 III aufgrund der geringeren Pixelzahl und der größeren Pixel, stärker abblenden konnte, ohne sichtbaren Schärfeverlust. So ähnlich dürfte es sich mit Sensoren in MFT und APS-C Format verhalten. Warum mache ich ich dass???
Meine Bilder werden später in Helicon Fokus unter der Einstellung B zusammen-gerechnet. Es entstehen weniger Bildfehler bei den Übergängen der Kristallflächen.
Die Einstellung C kommt für mich fast nie zum Einsatz, auch wenn sie die Übergänge sauberer hinbekommt. Die Einstellung C hat große Probleme mit glänzenden Flächen und produziert deshalb hässliche Schlieren.
Test Irisblende
Ausschnitt einer Platine. Kamera Sony a 7R V am Balgen mit Tubuslinse Raynox DCR-150 und dem 20 er Mitutoyo Objektiv. Bildbreite: 2,1 mm. Foto ist unbearbeitet!
Ausschnitt der Platine am linken Bildrand bei 100 % Ansicht.
Zum vergrößern bitte Bild anklicken.
Ausschnitt der Platine im Bildzentrum bei 100 % Ansicht.
Zum vergrößern bitte Bild anklicken.
Fazit Irisblende
Nach genauer Betrachtung stelle ich fest, das es nicht von Vorteil ist die Mitutoyo Objektive so nah wie möglich vor die Tubuslinse zu setzen. Im Gegenteil. Ich habe wie bereits oben erwähnt eine Irisblende zwischen Tubuslinse und Objektiv gesetzt.
Diese Irisblende ist etwa 15 mm dick. Dabei kann man auf dem Foto in der Mitte erkennen, das eine leichte Verbesserungen zum Bildrand hin auftreten. Nun habe ich die Irisblende um etwa 1 Stufe abgeblendet. Siehe Bild rechts. Hier kann man auf dem Foto sehr gut erkennen das die Auflösung und der Mikrokontrast am besten ist.
Pyrit auf Quarz-Siderit, Grube Ameise bei Siegen. Bildbreite: 4,4 mm.
Sammlung: Lothar Neike, Siegen. Kamera Sony a 7R V am Balgen mit Raynox DCR-150, Irisblende und dem 10 er Mitutoyo. 100 ISO, 1/25 Sec. und manuellem Weisabgleich. Gestackt aus 683 Einzelbilder bei Methode B.
Update Juli 2023
Ein neuer Versuch auf Vollformat Teil 2
In den letzten Wochen habe ich ausgiebig beide Tubuslinsen, die Raynox DCR-150 und die DCR-250 in Kombination mit den Mitutoyo Objektiven 10x, 20x und 50x getestet.
Ich habe sehr viel Zeit darin investiert und stand schon kurz vor dem Aufgeben, weil ich nicht zufrieden war mit dem Ergebnissen. Jetzt kann ich erleichtert sagen das ich es für mich geschaft habe das Optimale Ergebniss herauszufinden. Ich möchte meine Test nicht mit vergleichsfotos belegen, dass würde meinen Rahmen sprengen. Ich kann aber bestätigen das bei den Mitutoyo 10 x und 20 x, die Tubuslinse DCR-250 bis 4 cm Auszugslänge in Kombination mit der Irisblende und 1 Stufe abgeblendet die bessere Wahl ist. Bezüglich der Randschärfe und Auflösung über das ganze Bildfeld.
Ab etwa 5 cm Auszugslänge wendet sich das Blatt. Die Auflösung der Tubuslinse DCR-250 lässt am Bildrand und in der Mitte stark nach. Die Tubuslinse DCR-150 ist hier wieder deutlich besser dran. Vom Bildrand bis zu Bildmitte. Die Irisblende kommt ab 5 cm Auszugslänge wegen der Beugung nicht mehr zum Einsatzt. Ich besitze noch die beiden Zeiss Luminare 25 mm und 40 mm der 3 Generation. Ohne Tubuslinse ist die Bildqualität der beiden Objektiven aufgrund der sehr hohen Auflösung der Kamera
Sony a 7R V nicht befriedigend. In Verbindung mit der Tubusline DCR-250 wird die Auflösung deutlich besser und steigert sich auf ein sehr gut, schaft aber trotzdem nicht ganz das Niveau der Mitutoyo Objektive.
Tabellarische Übersicht meiner Objektive in Kombination mit den beiden Tubuslinsen DCR-150 und DCR-250.
Hydrohämatit von der Grube Leyerstollen bei Eiserfeld im Siegerland. Bildbreite: ca. 2,6 mm. Sammlung: Matthias Reinhardt. Mitutoyo 20 x und Tubuslinse DCR-250.
Auszuglänge 1 cm. Irisblende 1 Stufe abgeblendet. Die Schärfe ist in der Bildmitte herrvoragend und am Bildrand noch sehr gut.
Update März 2024
Umstieg auf Mittelformat
Für die Landschaft und Naturfotografie habe ich mir speziell dafür die Digitale Mittelformatkamera "Fujifilm GFX 100" zugelegt. Die Sensorgröße beträgt etwa
44 x 33 mm. Die Auflösung beträgt hier 102 Megapixel! Um diese Kamera auch für die Mineralienfotografie nutzen zu können, habe ich mir ein neues Balgengerät von Novoflex bestellt. Das BALPRO 1 Balgengerät. Speziell für größere Sensoren, damit keine Vignettierungen auftreten. Für meine Mitutoyoobjektive habe ich von Stonemaster einen Wechselrevolver von HLB zugelegt. Eine Feine Sache! Das an und abschrauben der Objektive entfällt. Man mus nur gegen den Uhrzeigersinn drehen und erhält das gewünschte Objektiv zum fotografieren.
Zwischen Balgen und Wechselrevolver befindet sich die DCR-150 Raynox Tubuslinse.
Der Abstand von Objektiv zur Tubuslinse beträgt etwa 3 cm. Trotz des großen Sensors enstehen keine Vignettierungen. Der größere Abstand von Objektiv und Tubuslinse beinflusst die Randschärfe positiv! Bei den beiden Mitutoyo Objektiven 20x und 50 x habe ich bis in die Ecken durchgehend scharfe Bilder. Lediglich bei dem 10 x Mitutoyo ist ein leichter Schärfeabfall zum Bildrand aus zu machen. Stonemaster empfiehlt für die Mitutoyoobjektive einen bestimmten Abstand zum Bildsensor einzuhalten um optimale Bildergebnisse zu erhalten. Hierzu wird ein Stück Rohr verwendet der eine bestimmte Länge haben muss und zwischen Kamerabajonett und Tubuslinse eingesetzt wird. Da mein Bildsensor 44 mm breit ist, müßte ich bei einem 10 x Objektiv auf eine Bildbreite von 4,4 mm kommen um es optimal nutzen zu können. Bei meinem Balgen erreiche ich die Bildbreite von 4,4 mm bei 8 cm Auszug. Warum ich weiterhin an einem Balgengerät festhalte? Hätte ich ein Stück Rohr da zwischen gebaut, würde ich nur eine einzige Vergrößerung erhalten. Dementsprechen müsste ich die Bilder zuschneiden.
Beim Balgen bin ich flexibeler. Ich nutze Das Balgengerät von 5 cm aufwärts bis zu 13 cm Auszugslänge. Qualitätseinbußen in der Bildqualität treten kaum in Erscheinung.
Erwähnen möchte ich das die teuren Mitutoyo M Plan APO Objektive nicht mehr die 102 Megapixel Auflösung schaffen. Ich habe hier das Maximale an Qualität ausgeschöpft.
Fazit:
Mit meinem SET UP erhalte ich Bildbreiten von 0,74 mm bis 56 mm.
Um die riesige Auflösung zu bearbeiten habe ich mein PC von 16 auf 32 Kerne und den Arbeitsspeicher von 128 GB auf 196 GB erhöht.