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深度合成による高倍率撮影
3倍~40倍編

高嶋清明さん
 

 
         
   特集、第四回目は「深度合成」、ご紹介いただくのは高嶋清明さんです     
 
 
         
 
 CONTENTS 
     
  ■ ギャラリー GALLERY     
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 ギャラリー GALLERY
 
     
 


ミヤマクワガタの触覚

昆虫にとって触覚は大切な器官。
匂いを感じたり、微妙な空気の振動をキャッチしたり、
様々な感覚器が集中している。
だが、見慣れたクワガタの触覚でさえ、
拡大してみないと詳しくわからない。
先端の4節にびっしりと並んだ微毛は、
見るからに繊細で、空気中の微細な変化をよくとらえそうだ。
Canon MP-E 65mm使用、撮影倍率は3倍。38枚から深度合成。




ハンミョウの胸部

日本のハンミョウは世界に誇る美麗昆虫だと思う。
真上から見た胸(前胸背板)の左側をアップしてみた。
赤、黄、緑、青・・・様々な色が見えて大変美しい。
深く刻み込まれた筋と色の関係を見ていくと、
ハンミョウの構造色の秘密が理解できそうだ。
ベローズレンズ20mm使用、撮影倍率は6~7倍、74枚から深度合成。




ヤママユガの卵

コナラの冬芽に見つけたヤママユガの卵。
長径3mmほどでガの卵としては大きい方だが、
普通のマクロ撮影では細かな表面構造は見えてこない。
画質の優れた浅い絞りで撮影した画像から深度合成すると、
ゴルフボールのような細かな丸い凹みが
整然と並んでいる様子が見えてきた。
Canon MP-E 65mm使用、撮影倍率は5倍。25枚から深度合成。




シロスジカミキリの複眼
生きた虫の深度合成は難しい。
動きの少ないモデルを選び、
深度合成用の素材撮りを始めたが、
途中で動き出してしまった。
だが、そこまで34枚から深度合成し満足のいく結果が得られた。
個眼や細かい毛の一つ一つがクリアに見えるばかりでなく、
立体感を持って表面構造をとらえることができる。
Canon MP-E 65mm使用、撮影倍率は2.5倍。




ミズイロオナガシジミの卵
アベマキの枝に見つけた直径1mmに満たない小さな卵。
ピントの極々浅いファインダー像を見ながら
0.02mmピッチで深度合成素材を撮影していくが、
正直こんなんでうまくいくものかと思いながら、である。
合成ソフト上で処理が進んでいく時はまさに至福の時。
新しい発見の瞬間でもある。
ベローズレンズ20mm使用、撮影倍率は6~7倍、20枚から深度合成。





ミズイロオナガシジミの卵

たくさんの突起や格子状の構造は、ただの飾りではない。
真夏の酷暑にも厳冬の寒さにも耐える強靭で汚れにくい、
機能的な形になっているはずだ。
しかし、晩夏に産みつけれられた卵が孵化するのは翌年の春。
卵の期間は9ヶ月ほどにもなる。
拡大すると、汚れや欠けた部分も目立って見えてくる。
顕微鏡用対物レンズ40倍使用、約30枚から深度合成。




アブラゼミの卵
3月なかば、自宅庭のカキの枝に卵を見つけた、
長さ2mmほどの小さな卵。
だいたい2個ずつ産みつけられているようだ。
拡大して深度合成すると、卵の細部まで詳しく見えてくる。
産卵から約8ヶ月経っているものの、
眼や脚など体の構造はまだ現れていない。
孵化まではもう3ヶ月ほどかかる。
ベローズレンズ20mm使用、撮影倍率は6~7倍、33枚から深度合成。



 
     


 
 深度合成とは
 
   等倍を超える高倍率の撮影では、絞りを絞っても十分な被写界深度が得られないケースが多々あります。また絞りは、絞り過ぎると、回析による「小絞りボケ」と呼ばれる現象で画像の鮮鋭さが失われます。そこで、深度合成という技術が使われます。
 深度合成とは、「小絞りボケ」が発生しない絞り値で同一の被写体をピントの位置を変えながら何枚も撮影し、それらの画像のピントが合っている部分のみをコンピューター上で合成し、一枚の写真として仕上げる技術です。同じ被写体を何枚も撮影しなければならないため、動く被写体には通用しませんが、動かない被写体には非常に有効で、元々は顕微鏡写真の分野から登場したテクニックです。
 「撮影技術を知ろう」にオブザーバーとして参加してくださっている小檜山賢二さんは、深度合成の第一人者であり、今回はインタビューにも加わってくださいました。高嶋清明さんは、高倍率の撮影用に顕微鏡用のレンズを自作のアダプターを介して最新のデジタルカメラに取り付けて使用しておられますが、「撮影技術を知ろう」のカメラマン役を務めてくださっている伊知地国夫さんは顕微鏡写真のジャンルを得意としておられ、伊知地さんもインタビューに参加。本文中の伊)は伊知地さん、小)は小檜山さんによる発言です。
(武田)


 


 
 インタビュー INTERVIEW
 
     
  ① 深度合成技術を使うということ
 
   
 

深度合成という技術を使うきっかけになったエピソードがありましたら、おきかせください。

高嶋:最初に撮影したのは、虫の卵でした。それから、昆虫の、特に甲虫の翅や胸の表面の点刻みたいなところ、肉眼では絶対に見えないものが、ものすごく面白い構造をしているのが見えてきて。こりゃちょっと、身近なところで新しい発見がいろいろできそうだと思ったのです。例えばトマトの表面を見て面白かったとか。

最初に撮影したのは卵だったのですね。どんな虫の卵をお撮りになったのですか?

高嶋:蝶の卵ですね。シジミチョウの卵を冬にいろいろ撮影していました。

機材は、何で撮ってらっしゃったのですか?

高嶋:Canon MP?E65mmの最大倍率で撮影していました。画質が素晴らしく長年愛用しているレンズです。最大倍率で撮影した時に、もっと良い画像を得られたらな、と思うようになりました。顕著にみられるのが回折現象によるものだという事は、薄々わかっていたのですけれど。それで絞りはどの辺だったらいいのだろうって見ていたら、5倍だとなんと、5.6が一番良かったです。8でもまあまあいいのですけれど、16だと、どこにピントがきてるのかが分からない。でも、5.6なんてさすがに浅すぎると。で、私はそこから深度合成に結びついていったわけです。もちろん小檜山さんがなさっていた事も、ずっと拝見していたものですから、そういう技術があるってわかっていたのですけれど。自分には高度すぎて手を出せない事ではないか、と思っていたのです。でも、やっぱり必要だなと思った。それから、自分の手持ちの機材でも、できる事が少しわかったら、こうやったらもっと良くなるのではないか、と、追及していく中、どんどん深度合成にはまっていきました。




 
     
  ② 撮影する  
  深度合成画像を作成するには、まず素材の撮影をし、その後ソフトウエアを使って合成処理をします。高度な機材と技術が必要です。高嶋さんがお使いの機材を2種類ご紹介いただきました。

 
 
 
  ②-1 ボーグ+無限遠補正系顕微鏡用対物レンズ編  
     
 

高嶋:ボーグっていう天体望遠鏡用の設計で、鳥なんかを撮っちゃおうというのがあって。トミーテックという会社のシステムです。鳥を撮る人達の間では結構、人気があるものです。その先端に顕微鏡対物レンズを取り付けています。

小檜山・以下小:このくらいので、できると良いね。

高嶋:これ、軽くていいんです。実は200ミリクラスの望遠の先端に、顕微鏡対物レンズ用アダプターをかませれば、それでいいっていう話なのですけれど。もっとこちらの方が小さくていいだろうな、と。たまたま、こういうのが手に入ったので、組み合わせてみたのです。



高嶋:36EDって書いてある、ここのところがレンズです。この先にアダプターをかませて、顕微鏡の対物レンズをくっつけるだけ。


小):距離が無いとさ、写んないんだよね。

高嶋:ボーグを組み立て上がりました。


うわー、かっこいい!

小):おお、いいね!ふふふ、かっこいいね!

伊知地・以下伊:まさしく大きな顕微鏡ですね。

顕微鏡が横になってる!

 
 


  • 1) OLYMPUS OM-D E-M5
    2) Panasonic PE-28S
    3) レリーズケーブル
    4) マイクロフォーサーズ用アダプター
    5~8) TOMYTEC コ・ボーグ36ED望遠レンズセット(WH)【6236】ApoChromat
    ・200ミリの望遠レンズ

    5) 【4530】(白い鏡筒)
    6) 【4520】(白い鏡筒)M42回転台座
    7) 【4565】(溝が切ってある、ヘリコイド鏡筒)
    8) 【7524】Cマウント→M42AD
    9) RMSマウントアダプター
    10) 無限遠補正系顕微鏡用対物レンズ
    11) 虫ピン
    12) 発砲スチロール片
    13) ヘリコイド接写リング
    14) アルミ板
    15) マンフロットRC2プレートアダプター
    16) シグマ光機 XYステージ

 
     
 
【無限遠補正系顕微鏡用対物レンズ 2種】

 

左)ユニオン光学 PLLWDM 40X   右)オリンパス MD Plan 10X

 
 
高嶋:顕微鏡の対物レンズは、有限補正光学系ではなく、最近の無限補正光学系のものを使っています。

小):焦点もたないやつね。要するに、そのままでは像を結ばないのですよ。倍率だけ、変えるの。だから他にレンズを入れないと。

高嶋:間に光学系を入れても、多少無理な事をやっても崩れないっていうのが、ポイントですよね。そういう設計のものが最近の顕微鏡の主流です。有限補正光学系の場合はただの鏡筒ですが、無限補正光学系では、間に結像レンズが入る必要があるのです。その代わりとなるのが200ミリの望遠レンズ。ボーグのシステムは無限補正光学系の対物レンズにぴったりだと思ったのです。

伊):無限補正系になっちゃったんですよね。平行光束が入るんですね。中間の影響が少ない。無限遠でピントがあった、これがヘリコイドになってピント合わせできるんですね。実際。

高嶋:そうなんです。まずは対物レンズをはずしたボーグ単体で、無限遠にピントを合わせます。この状態で顕微鏡用レンズを組み合わせると、一番性能がいいようです。

伊):あの通常のレンズはその対物レンズで、まず実像を一回作って、それを接眼レンズで見るわけです。これは像を作らないのですね。ちょうど焦点と同じところに平行の光束が出てきて、それをもう一つのレンズで、改めて像を作る。

小):どこのレンズですか?

高嶋:ええと、こっちがオリンパス。金属顕微鏡用の。こっちはユニオン光学。透過光用のじゃない方が向いているんじゃないかなって。

伊):カバーガラスはもちろん使わないので、これはいいんですよね。メタル系の。

高嶋:こっちはワーキングディスタンスが広くて、1センチ位あるんです。40倍なのに。ネットで見て、ヤフーオークションで、これも1万円位で手に入れました。

小):たいしたもんだなぁ!

高嶋:結像レンズの組み合わせが正しいかどうか気になりますが、この10倍との組み合わせはとても良いみたいで、すごくイイ感じで撮れます。


 
 
 
  ②-2 機材その1 ベローズ用レンズ編  
     
 


高嶋:オリンパスの古い、ズイコーマクロ20ミリっていう、倍率にして7倍~8倍あたりを得意としているレンズです。接写リングをうんと伸ばせば10倍以上も行けるはずです。が、手軽なところでこの辺で止めています。


伊):私もキヤノンのを持ってますね。

高嶋:20 ミリと、38ミリ。おそらくどのメーカーもこの組み合わせだったと。ペンタックスでもあったし、ミノルタもあったし、でも今無いんですよね。現行品でないのは非常に残念ですね。


小):このレンズは絞れるの?

高嶋:絞りは16まであります。

小):あるんだ。

高嶋:開放時3.5。これは20ミリですが、後、38ミリとペアでベローズ用の超接写レンズとしてあったやつです。この後に自動絞りのついたレンズが出てくるのですが、そのもっと前のやつです。超マクロのファインダー像は、そのままではとっても暗いわけですが、オリンパスOM-DのLVブースター機能がとても便利で、暗いファインダー像を明るく増幅してくれます。懐中電灯の灯りなんかで十分な明るさで、ピント合わせも困りません。

高嶋:Cマウントの接写リングです。このあたりは。で、これは、さっき「ボーグ」って出てきましたけれど、そのボーグで出しているM42システムというのがありまして、M42というのはペンタックスのKマウントの前のやつで、ネジだけのマウントです。ボーグには、それを使ったシステムがあるんです。そこにCマウントリングを組み合わせて、なるべくコンパクトにしようと思ったらこんな形になったのです。途中にCマウントの絞りリングが入っています。はじめ内面反射があるようで、時々画像がもやっとすることがあったのですが、この絞りリングを使って、内面反射を上手くきれる事がわかったのです。コントラストが上がりました。


伊):顕微鏡の鏡筒の末端の真中に絞りが入ってるのです。

高嶋:覗いてみるとすぐにわかりました。一つ絞りを動かしたところで、じゃまな光が消えるところがあったので、「ああ、効いてる」と。そして、Cマウント-RMS変換アダプターをプラスして、先端にマクロレンズを取りつけます。RMSマウントっていうのは顕微鏡用対物レンズのマウントの一つ。実はこの古いベローズ用レンズ、顕微鏡用対物レンズと同じ規格なんです。Cマウントのリングや、M42マウントの接写リング、ヘリコイド接写リング等、何種類か持っているので、様々に組み合わせて長さを変えて撮影倍率を調整しています。

 
 


  • 1) 付属フラッシュ FL-LM2
    2) OLYMPUS E-M5
    3) マンフロットRC2プレートアダプター
    4) シグマ光機 XYステージ
    5) マンフロット テーブル三脚
    6) リモートレリーズケーブル
    7) Cマウント接写リング40mm
    8) Zuiko macro 20mm f3.5
    9) ディフューザー
    10) Cマウント→M42AD(7524)
    11) M42ヘリコイドL(7841)

 
 
組み立てる










そのディフューザーの素材は、なんですか?


高嶋
:プラスチック障子ってありますよね。紙じゃなくてプラスチックでできた障子用の素材です。ホームセンターで売ってます。結構かたいんですよ。


 
     
  ③ 合成する・ソフトウエア
 
  深度合成用に撮影したたくさんの画像はソフトウエアで合成をし、一枚の画像に仕上げます。高嶋さんがお使いのソフトウエアをご紹介していただきました。

*ソフトウエアには現在(2015年)主に以下の種類があります。


アドビ・フォトショップ
【Adobe Photoshop】

コンバイン
【CombineZM】

ヘリコン フォーカス
【Helicon Focus】

ゼリーン スタッカー
【Zerene Stacker】

 
  高嶋:自分のブログを見返してみたら、2011年のちょっと前あたりで、この技術を初めて使ったことを知りました。はじめはフォトショップでずっとやっていて、2年経って、2013年の1月くらいに、Zerene Stackerを使い始めました。Zerene Stackerは簡単によくやってくれるものですから、こりゃ凄いなと。

高解像度で大きなデータの作品についてどう思われますか?

高嶋:どうせだったら、深度合成ばっかりでなくて横方向の合成、パノラマを組み合わせて、というような発想もちょっと考えられるなと思っています。XYステージで横にずらせますでしょ?そこでまた深度合成をする。2つのグループをあわせて、横に解像度の高い画像を作ることもありますよ。だけど、ちょっと問題があって、パノラマで広げていくと、形が狂います。かなりヘンなものになってしまいます。私は、見えなかったところを見えるようにしたいという所でやっているのですが、ただ高倍率だと浅くて、全体が捉えにくい所を深度合成で補っています。昔、電子顕微鏡の写真に感激しましたが、あれのカラー版みたいな感じになってるのではないかなと。


伊):走査電顕の。

高嶋:低倍率の、蝶の頭サイズ、あのくらいのサイズの写真もありますよね。

伊):私も走査電顕、買おうとしたことがあったんですよ。卓上のタイプがあります。
この高嶋さんのシステムならそれと同じくらいが撮れますね。


高嶋:そうなんですよ。しっかりカラー情報も入って。

高嶋:ひところ流行ったミニチュア写真は、風景をおもいきり浅いピントで撮る写真でした。ピントが浅いとミニチュアに見えちゃう。この逆で、ピントが深いと、実際のスケールよりも大きく見えてくる。深度合成で見る昆虫は異様に大きく感じられます。おそらく自分らが小さくなって、昆虫を前にすると、こう見えるんじゃないでしょうか。本来は、こんな風に本当は見えていいはずなのに、光学の限界があって、ピントの浅い写真しか撮れないわけで。本来見える形はこうだろうっていう。それを再現しているつもりで撮っています。

1枚の写真に仕上げるための撮影枚数に関してお伺いしたいです。

高嶋:目標としている、ここからここまで合わせたいっていう幅があるわけですけれども、そこに達するまで、ずっとひたすら撮ってる感じですね。予想以上に枚数が増えちゃったという事もある。枚数に関しては、はじめに目標は立てないです。枚数はできるだけ撮っておいた方がいいです。後で減らすことはできますが、増やすことはできないので。

今までで一番多い枚数は。

高嶋:140枚くらい。そのくらいはたまにいきますね。

それをZerene Stackerで合成するのですね? 

高嶋:Zerene Stackerをやってみたら、異様なほど簡単だったんです。海外のすごい画像っていっぱいあるんですよね。海外の昆虫写真の深度合成の写真を沢山見て、いったいどのソフトで作ってるんだろうって探したら、Zerene Stackerだったんです。そんな事があって、それ一択になってしまったんです。

Zerene Stackerの良い点は何ですか?

高嶋:操作が簡単なんですね。画像をドラッグ&ドロップして、スタックのコマンドを選んだら、待ってるだけ。整列させて、合成するという一連の作業を一つのコマンドでやってくれるのです。そして、合成途中でも、作業を止めることなく、画像を部分拡大できるとか、ストレスなく直観的に動いてくれるところも、とても気に入っています。

レタッチはどの程度まで。

高嶋:ごみ取りですね。ごみが一つあると何枚か重ねているうちに、枚数分ゴミの点が並ぶ事になるんですよね。Zerene Stackerは、画像の粒状感、ノイズ的な所を壊す事なく、自然な感じでレタッチしてくれます。

ブレとか破たんっていうんですか?部分的に合成できない、なんてことはありますか?

高嶋:「もやもや」っとしたものになっちゃう、あれですね。それもZerene Stackerでは少ないですね。例えば毛が沢山あるような被写体なんかの処理も上手いと思います。だけど、この間アブの複眼の撮影をしたんですが、毛がいっぱい生えてるやつなんですけれど、合成したら、毛が完全に無くなっちゃいましたよ。どうにも上手くやってくれなくってあきらめました。

それはショックですよね。

高嶋:でも、このソフトの開発者たちは、そういう事に前向きに対処してくれて、どんどん研究され、改良されていくので、上手くやってくれるようになると思います。

パソコンはMacでらっしゃる?

高嶋:そうです、Macを使ってます。ところで、以前SSP会報にCumulusを使ってるって書いたんですけれど、最近は使っていなくて。

え、そうなんですか?

高嶋:アドビのLightroomが、自分に合ってる気がします。Zerene Stackerとの連携も良くって、Zerene Stackerのプラグインを入れるのですけれど、普通ならハードディスクのどっかのフォルダを指定してJPEG画像を書き出すように指定するわけですが、そのままLightroomからZerene Stackerへ送るというコマンドを作ることもできるんです。それを最近良く使っています。

他にソフトやツールを使ってらっしゃいますか?例えばペンタブとか?

高嶋:ペンタブレットは使いますね。ごみ取りに。筆圧で程度が変えられるのが良くって、これがごみ処理にもってこいです。便利ですよ!

 
 
 
     
  貴重なお話をいただきまして、ありがとうございました。  
     
 
 
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 人物紹介 PROFILE
 
  高嶋清明(たかしま きよあき)さん  
     
 

 
  プロフィール
昆虫写真家。1969年山形県山形市生まれ。山形大学人文学部卒業。海野和男氏の助手を経て2008年独立。山形県庄内地方をフィールドに、昆虫メインの写真家として活躍中。他にも動画・録音などメディアの幅を広げ昆虫の魅力に迫っている。最近は特にハイスピードカメラを使って昆虫たちの見えない世界の解明に力を入れている。
日本写真家協会、日本自然科学写真協会会員。

 
  ■ ホームページ  
  路傍の虫たちと 庄内発☆ちんとばし自然だより


 
  ■   
  子供の科学★サイエンスブックス 鳴く虫の科学
著者:高嶋清明
誠文堂新光社
2013年6月

デジタルカメラ昆虫撮影術 プロに学ぶ作例・機材・テクニック
写真・解説:海野和男、湊和雄、尾園暁、高嶋清明
編集・発行:アストロアーツ
発売:株式会社KADOKAWA
2014年3月

科学のアルバム・かがやくいのち(18) カ ヤブカの一生
著・写真:高嶋清明 監修:岡島秀治
あかね書房
★厚生労働省社会保障審議会推薦図書★全国学校図書館協議会選定図書★日本図書館協議会選定図書
2014年3月


虫から環境を考える(5) 里山にすむクロスズメバチ
文・写真:高嶋清明 監修:海野和男
偕成社
2005年3月




 



参考文献・HP等
  書籍  
  虫をめぐるデジタルな冒険 小檜山 賢二 著 岩波書店
高嶋:それまで深度合成という技術を全く知らなかったので、かなり衝撃的だったことを覚えています。発売から10年になりますが、今持って様々なヒントをいただいています。技術的なことばかりでなく、見えないものを見るという姿勢についても勉強になります。


マイクロプレゼンス 小檜山 賢二 写真集 出版芸術社
高嶋:あまりに完成度の高い作品の数々に、本を開くのが正直恐ろしくなります。

象虫 ゾウムシ 【マイクロプレゼンス】

葉虫 ハムシ 【マイクロプレゼンス 2】

塵騙 ゴミムシダマシ 【マイクロプレゼンス 3】

兜虫 カブトムシ 【マイクロプレゼンス 4】


 
  インターネットサイト  
  TOMYTEC・BORG

Zerene Stacker
高嶋:愛用のソフトウェアのHP。
ソフトのダウンロード、ライセンス購入、最新版のアップデートなど全てこちらから(30日間の無料版あり)。英文ですがソフトの使用方法や深度合成の原理についても学べます。

Wikipedia Macro photography
高嶋:顕微鏡対物レンズでの撮影についてヒントをもらいました。

photomacrography.net
高嶋:こちらからも顕微鏡対物レンズでの撮影についてヒントをもらいました。

Alan Wood’s Web site
[Olympus OM system close-up and macro equipment Zuiko Macro Lens 20mm f/3.5]
高嶋:中古で手に入れたマクロ20mmには説明書など一切ありませんでしたが、こちらから詳しい情報を得ることができました。
 
     
     


インタビュー:2014年12月12日  

戻る  監修: 武田 晋一
インタビュアー:
石黒 久美
物撮り・人物撮影:
伊知地 国夫
ホームページ制作: 武田 晋一・ 石黒 久美
オブザーバー:
小檜山 賢二
■SSP HP 編集委員会■

 
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