De toekomst van lenzen: gecodeerde diafragma’s
Meer scherpte en nauwelijks objectieffouten dankzij gecodeerde diafragma’s – dat klinkt als de toekomst voor lenzen. Waarom wordt het dan niet gebruikt?
We associëren fotografie vooral met foto’s van mensen, dieren of landschappen. Maar er bestaan natuurlijk ook disciplines zoals telescopische en röntgenfotografie. Voor het maken van foto’s van skeletten is niet alleen gammastraling nodig, maar ook speciale apparatuur. Decennia geleden kwamen astronomen op het briljante idee om voor hun telescopen een diafragma te ontwikkelen met veel kleine in plaats van een enkele opening: het gecodeerde diafragma.
Maar hoe werkt dit? Wanneer we met een lichtsterk, open diafragma fotograferen, komt het onderwerp tegen een onscherpe achtergrond te staan. De vaagheid wordt veroorzaakt doordat de lichtstraal meerdere pixels tegelijk raakt. Wiskundigen gebruiken hiervoor de term ‘convolutie’.
Bij het fotograferen ondergaat het onderwerp een ‘convolutie’, of als dit door verscherping wordt omgekeerd, een ‘deconvolutie’. Daartussen ligt het diafragma, dat bij een conventionele lens altijd rond is. Dat is praktisch voor ons soort fotografie, maar röntgenstralen zijn vanwege hun invalshoek daarvoor te zwak; het beeld zou te donker worden. De oplossing is dus om verschillende openingen te gebruiken om voldoende straling op te kunnen vangen.
Maar het probleem blijft dat we moeten uitzoeken welke opening welke stralen gevangen heeft om een foto te kunnen maken. Gelukkig was er 200 jaar geleden een slimme Fransman die de naar hem genoemde Fourier-transformatie ontdekte. Zonder al te wiskundig te worden, is het een kwestie van het bepalen van dominante golven. Als je dit op muziek zou toepassen, kun je het gebruiken om noten te identificeren. In de fotografie kun je overlappende lichtgolven identificeren, die met de juiste convolutiekern het beeld produceren. Met de berekende onderwerpsafstand kunnen we vervolgens via deconvolutie onscherpe foto’s scherp maken. Ook digitale verscherping werkt met dit soort complexe berekeningen. Het resultaat is dat de foto’s haarscherp zijn en bijna geen fouten bevatten, zoals kleurafwijkingen.
Waarom wordt het dan niet gebruikt? Omdat gecodeerde diafragma’s enerzijds veel licht tegenhouden en anderzijds geen bokeh mogelijk maken – terwijl dat nou juist is wat fotografen willen.