Хроматическая аберрация это: Что такое хроматические аберрации и что влияет на их появление

Что такое хроматические аберрации и что влияет на их появление

Хроматические аберрации человеческим языком – это цветовые искажения, которые добавляют в оригинальное изображения разного рода паразитические искажения.

Хроматические аберрации

Если Вы любитель, и где-то услышали, что какой-то объектив дает сильные ХА (хроматические аберрации, а именно так их чаще всего обзывают для сокращения), а потом долго смотрели на фотографию и так и ничего не увидели – не расстраивайтесь. В наше время борьба над ХА в самом разгаре. Сейчас, в качественной оптике очень хорошо удается бороться с ХА и потому заметить их действительно сложно.

Бывают осевые, сферические, поперечные и другие виды, но все они сводятся к искажению картинки.

Основная суть хроматической аберрации походит от дисперсии, проще говоря, когда белый луч раскладывается на свой спектр – это связано с тем, что лучи с разной длиной волны (разного цвета) преломляются под разными углами, проходя через линзы объектива.

Достаточно вспомнить урок по физике с преломлением лучей в призме, а линза – это две призмы соединенные основами. Получается слоеная картинка. Часто ХА добавляют разные цветовые пятна и полосы, особенно ярко это выражается на переходе контрастных предметов, часто приводят пример с деревьями.

Хроматические аберрации

Ниже снимок, весь заполненный аберрациями.

Пример абберации. Красные ореолы паутинки.

 

Конечно, существует ряд объективов (а именно объективы дают ХА), которые все же сильно страдают этим недугом. Но как говорится: оптимисты изобретают самолет, пессимисты – парашют, потому с ХА нужно бороться, чтобы получать качественные снимки.

Хроматические аберрации. Фрижинг

Очень часто ХА ярко выраженные в зоне нерезкости. В народе аберрации, обычно в зоне нерезкости, именуют фрижингом (‘Purple fringing’)

. Переходы в области перед зоной резкости окрашиваются в фиолетовый (пурпурный) цвет, а за областью резкости в зеленый. Это хорошо видно на примере выше. Очень многие объективы имеют аберрации именно в зоне нерезкости.

Сферические аберрации

Сферические аберрации – это стирание границ между контрастными элементами в зоне резкости на фото. Пример выше, белая рубашка модели плавно перетекает в темный задний фон, стирая границу. Сферическими аберрациями сильно страдают монокли. Более детально в разделе монокль.

Паразитические блики

Иногда путают фиолетовые и красные ореолы на фото с ХА. Ореолы – это просто паразитические блики от яркого источника в кадре. Пример таких бликов показан выше.

Как же быть? Как лечить от этого объектив?
В современных объективах стараются использовать низкодисперсные элементы

. Nikon их обозначает как ED (Extra-Low Dispersion – супер маленькая дисперсия). Эти элементы дают меньшее преломление для лучей с разной длинной волны (для лучей разного цвета).

Также сейчас начали использовать асферические линзы, которые позволяют получить конечную картинку с меньшим количеством ХА.
В современных продвинутых камерах есть автоматический контроль аберраций – не знаю как это делают современные камеры (скорее всего по специальным алгоритмам), но удаление аберраций у них получается на ура.

Также я рекомендую просто помнить, что аберрации появляются при сильно контрастных элементах в кадре (солнце и небо, деревья и небо, темные и светлые участки), когда фотографируете действительно сильно контрастный элемент, просто помните, что фото нужно будет доработать если появятся ХА.

Больше всего ХА появляется на открытой диафрагме при использовании на широкоугольных и светосильных объективах, потому ХА видны почти на всех дешевых и объективах среднего ценового диапазона при полностью открытой диафрагме (в определенных условиях).

У телеобъективов больше всего ХА на длинном конце (максимальном допустимом фокусном расстоянии).
Очень легко (но не совсем корректно) избавиться от ХА – это сделать фотографию черно белой.

Если же нужно полностью избавиться от ХА при  непосредственной фотосъемке, то в этом помогут зеркально-линзовые объективы, в которых они отсутствуют напрочь, примером такого объектива может служить МС МТО-11 1000mm F10. 0.

Спасибо за внимание, Аркадий Шаповал

Что такое хроматические аберрации и как они влияют на фотографию

Хроматические аберрации – что это такое?

Хроматические аберрации – это нарушения цветопередачи на готовом снимке, появляющиеся из-за неравномерного распределения цветовых волн после прохождения луча через линзу. Если рассматривать подробнее, то это один из случаев дисперсии, о которой нам что-то рассказывали в школе.

Сама специфика формы линзы создает идеальные условия для преломления луча света. Но при попадании на край стекла свет распадается на цветные волны в виде радуги. И каждый цвет имеет свою длину волны. Красный и фиолетовый являются противоположностями по характеру преломления, у первого он минимальный, у второго – максимальный.

Проявляется эффект обычно:

• Цветовыми искажениями по краям снимаемого объекта;
• Бликами разных цветов;
• Радужными или цветными кольцами;
• Стиранием границ между светлыми и темными объектами;
• Общим снижением четкости и резкости отдельных элементов на изображении;
• Градиентными переходами от голубого к розовому на границе снимаемого объекта и другие.

• Аберрации – это базовые свойства любой линзы, убрать их полностью невозможно! Можно только снизить их интенсивность до порога восприимчивости глаз.

Делят аберрации на два типа – геометрические и хроматические. Первые (сферохроматизм и хроматизм наклонных пучков) появляются в результате эффекта дисторсии и легко выправляются в графическом редакторе или убираются изначально при настройке камеры. Чаще всего они проявляются в искажениях формы, размеров, пропорций или положения объекта относительно остальной картинки.

С хроматическими немного сложнее, убрать их полностью не получится, так как дисперсия – одно из базовых свойств световых лучей. Какие же бывают аберрации оптической системы:

1. Хроматизм положения, или продольная аберрация,
2. Хроматизм увеличения.

Чтобы понять причину этих явлений и придумать пути снижения их интенсивности, следует вспомнить базовые знания физики.

• Важная мысль! Дисперсия и дисторсия имеют одинаковую причину, но разные проявления. Оба эффекта получаются из-за формы линзы. Но дисперсия это разложение света на цветовые волны, а дисторсия – изменение направлений линий.

При попадании лучей света на линзу, они преломляются и распадаются на цвета, у каждого из них своя длина волны, следовательно и траектория у них будет отличаться. Так появляется понятие – коэффициент преломления, у каждого цвета он будет разным.

У синего цвета он больше, следовательно эти лучи отклоняются от первоначальной траектории больше и точка фокусировки, то есть место, где они сойдутся снова, находится ближе к линзе. Красный же цвет имеет самый низкий коэффициент преломлении, что означает большее фокусное расстояние.

Точка фокусировки будет максимально удалена от линзы.

Обратите внимание

Эта информация дает представление о фокусном расстоянии в общем – оно является совокупностью таких показателей для всех цветов спектра. Это усредненное значение, снижение аберрации – это процесс сведения этой разницы к минимуму. Тогда все лучи заново будут собираться в одной точке, или максимально близко к этому положению.

А хроматизм положения, или продольная аберрация является разницей между коэффициентами преломления красного и синего цветов. Если в таком случае начать фокусировку по синему, то все красные участки будут не в фокусе и наоборот.

• Важная мысль! Хроматизм положения сложно убрать полностью. Его можно только убавить до момента, когда глаз перестанет воспринимать искажения.

Избежать такого эффекта полностью не получится, а вот снизить его интенсивность можно путем использования системы линз.

Обычно применяют пару – обычная сферическая (крон) плюс обратно вогнутая (флинт), тогда разница коэффициента преломления направляется «против» аберрации. А цвета «собираются» обратно в точке фокуса. Происходит это таким образом. Первая линза диспергирует свет и рассеивает его, отклоняя лучи от первоначальной оси.

Проходя сквозь нее, цвета получают отдельно, каждый под своим углом. Вторая отрицательная, или собирающая, повторно диспергирует лучи, собирая их обратно, компенсируя действие рассеивающей линзы. На итоговом изображении будет виден нужный цвет без искажений.

Эти «дуэты», позволяющие снизить эффект хроматики, называются ахроматическими линзами.

Хроматизм увеличения

Этот эффект имеет ту же природу, но проявляется по другому. Лучи попадают на линзу, преломляются (каждый цвет под своим углом) и выдают разные размеры снимаемого изображения на итоговом снимке.

Хроматизм увеличения не поддается корректировке при изменениях диафрагмы, только постобработкой. Принцип корректировки основан на изменении масштаба одного из 3 компонентов цветов при неизменном третьем. Тут главное не сместить оптическую ось, чтобы изображение «не поплыло».

Исправить его на стадии съемок невозможно. Чаще всего хроматизм увеличения является свойством системы линз.

Съемка в RAW формате может снизить интенсивность искажения. Но лучше всего выбирать линзы с минимальными показателями аберрации, чтобы не пришлось их править при постобработке изображения.

Если выбирать, какой эффект убрать, а какой оставить, смело оставляйте хроматизм увеличений, он легко поддается редактированию в отличии от продольного. А съемка в raw или jpeg форматах позволит убрать его на этапе конвертирования.

Как избавиться от хроматических аберраций?

Можно править возникшие неприятные искажения на стадии обработки полученного изображения, с помощью конвертеров или редакторов. Но эффективнее бороться с проблемой на уровне настроек и подготовки к съемке. Какие же основные советы можно дать начинающим фотографам, чтобы они избежали хроматической аберрации в процессе работы:

• Закройте диафрагму. Максимально возможное значение диафрагмы позволить вам значительно снизить шанс и интенсивность появления видимого искажения на снимке. Недостаток света можно компенсировать увеличением ISO и показателя выдержки. Значения диафрагмы f/2.8 – f/4 сводят к минимуму шанс проявления аберрации.

• Важное располагаем в центре кадра. Линза устроена таким образом, что все негативные эффекты усиливаются к периферии. Если другими способами убрать аберрацию не получается, постарайтесь расположить снимаемый объект максимально близко к центру кадра, там интенсивность искажений значительно ниже. При желании при обработке снимка можно сделать кадрирование или композиционную компоновку изображения.

• Если не получается совсем убрать искажения на этапе подготовки, есть графические редакторы, способные сделать эффекты минимальными. Но нужно знать особенности работы программ.

• Фокусное расстояние (ФР) zoom-объектива. Широкий диапазон фокусных расстояний – не всегда хорошая опция. Объектив с такими свойствами будет иметь значительные погрешности в крайних точках фокуса, снижающиеся к центру. На коротких и длинных концах фокуса можно получить искажения даже при соблюдении всех остальных параметров, тут проявляется не только хроматическая аберрация, но и множество других неприятных моментов.

Поэтому старайтесь снимать со среднего фокусного расстояния, так дефекты будут минимально заметные. Если это не помогает и цветовые искажения все равно присутствуют, попробуйте снять одно и то же изображения с разного фокусного расстояния, а потом совместить их в редакторе.

• Важная мысль! Проблему можно решить, используя объективы с фиксированным фокусным расстоянием. Но это значительно снижает возможности камеры в других моментах – съемки панорам, пейзажей будут не такие интересные.

• Высокая контрастность. На фоне яркого солнца или возле другого источника света максимально контрастные предметы будут сильно искажаться на фотографии.

Избежать этого можно, изменив угол падения освещения, сменив фон на более темный, или передвинув объект съемки. Но, к примеру, на природе при съемке пейзажа на фоне заходящего солнца сложно скомпоновать кадр. Тогда поможет только редактирование кадра при постобработке, да этого снимайте в формате RAW, что позволить вам снизить аберрации на готовом снимке уже на компьютере.

• Высококачественные объективы. Самый дорогой, но самый действенный способ – приобретение мощной профессиональной оптики. Качественный материал, точность сборки, идеальная выверенность всех элементов, подгонка и тщательная проверка. Такой подход позволит снизить все виды искажений, известные в фотографии. Но оптика такого качества просто не может стоит дешево.

Для такого исправления хроматических аберраций применяют чаще всего 2 программы от компании Adobe:

Adobe Photoshop – самый популярный графический редактор растровых изображений для всех основных ОС.

С его помощью можно редактировать изображения, создавать анимацию, обрабатывать медиафайлы, подготавливать изображения к печати, в том числе и в полиграфии.

На базовую программу можно устанавливать дополнительные плагины и расширения, дающие практически неограниченные возможности работы с графикой. Используется Photoshop в рекламе, полиграфии, веб-дизайне, даже в создании компьютерных игр и роликов.

 

• Установленный плагин Adobe Camera RAW позволяет конвертировать снимки с камеры и сводить на нет все искажения уже на первом этапе работы.

Программа Adobe Lightroom была задумана больше как проводник или софт для управления каталогами снимков. В нем удобно перемещать, компоновать, сохранять и переименовывать снимки, создавая удобную базу с понятной навигацией.

Программа позволяет делать коллажи, ретушировать снимки и готовить их к печати. Но одним из дополнительных свойств стало редактирование сохраняемых снимков, снижение шумов, изменения яркости и цветности. Возможности программы к версии 3.

0 развились до вполне приличного уровня.

Таким образом, Lightroom может справится с искажениями и хроматическими аберрациями своими силами. Последняя версия программы работает удивительно быстро, работает со всеми популярными форматами изображения, создает закладки и мета-теги для более комфортной навигации.

• Важная информация! Для обработки фото на ПК существует множество различных программ, каждый фотограф выбирает самый удобный для себя вариант. Но мировое лидерство уже более 10 лет уверенно держит Photoshop и его облегченный «младший брат» LightRoom.

Революционным изобретением стало внедрение в функционал программы возможности передачи снимка с камеры на ПК или проектор в реальном времени. Называется это привязанная съемка и она позволяет демонстрировать снимки клиентам сразу же.

Благодаря программам пакета Adobe, у начинающих и опытных фотографов есть возможность не заморачиваться во время съемки насчет аберрации. А полностью погрузиться в процесс работы с клиентами или предметами, а обработкой заняться уже дома в спокойной обстановке.

Подведем итоги

Для фотографа хроматические аберрации – неизбежный попутчик. 20 лет назад они сильно отравляли жизнь и работу, так как качество линз оставляло желать лучшего, а программное обеспечение не было на таком высоком уровне, как в наше время.

Сегодня же все 3 вида аберраций (геометрические искажения, продольный хроматизм и хроматизм увеличения) можно убрать на любом этапе съемок. Качественный результат держится на трёх китах:

• На этапе подготовки к работе выбирайте правильный объектив.
• В процессе съемки выбирайте формат raw, держите фокус, прикрывайте диафрагму и помещайте объект съемок в центр кадра.
• А на ПК используйте графические редакторы – Photoshop и Lightroom и их неограниченные возможности по ретуши и коррекции снимков.

Запомните, что убрать аберрации полностью невозможно – от являются естественным и обязательным условием при наличии линзы, но снизить их интенсивность легко. Тренируйтесь как можно больше, делайте снимки сериями на первых порах работы, «играйте» настройками камеры и находите оптимальные показатели, при которых неприятные эффекты незаметны глазу.

Источник: http://top100photo.ru/blog/azbuka-fotografii/hromaticheskie-aberracii-chto-eto-takoe

Что такое аберрации объектива.

Виды аберраций

На данном фото присутствуют ярко выраженные сферические аберрации, проявляющиеся в виде ореолов вокруг контрастных объектов

Аберрации это своего рода отклонения, которые вносит оптическая система, проецируя изображение на светочувствительный элемент (матрицу фотоаппарата). Если за эталон принимается изображение, которое мы видим, то на фотографии оно может отличаться (становиться хуже, чем в реальности).

История вопроса
Впервые теория аберраций оптических систем была выдвинута в 1856 году немецким математиком и астрономом Филиппом Людвигом фон Зейделем.

Он выделил и описал 5 разных типов аберраций: сферическую аберрацию, кому, астигматизм, кривизну поля, дисторсию. Эти аберрации так и называют — аберрации Зейделя.

Они относятся к монохроматическому (черно-белому) изображению.

Позже, с появлением цветной фотографии были определены еще хроматические аберрации.

Ко всему этому списку можно еще добавить дифракционную аберрацию.

Ниже рассмотрим каждую из аберраций на практических примерах.

Сферическая аберрация

Сферическая аберрация возникает из-за сферической формы линзы в объективе.

Сферическая аберрация. Изображение взято из Википедии

Лучи от края линзы фокусируют свет ближе к сенсору (матрице фотоаппарата), чем лучи от центра линзы. Из-за того, что лучи попадают в разные области на сенсоре, вместо четкой точки мы получаем круг рассеяния. Чем сильнее сферические аберрации, тем соответственно круг рассеяния больше.

Пример сферической аберрации. Фото снято объективом Индустар-61 2.8/52 на открытой диафрагме

Детализация, и соответственно резкость изображения становится хуже. Вместе с резкостью падает и контраст изображения.

Кома

Кома (коматическая аберрация) возникает также как и сферическая, из-за того, что лучи фокусируются на разное расстояние, но в отличие от сферической аберрации, они проходят не через оптическую ось системы, а под углом.

Кома. Изображение взято из Википедии

Из за этого центры кругов рассеяния не совпадают и накладываются друг на друга. Такая форма рассеяния похожа на форму кометы, поэтому и эта аберрация и получила такое имя — кома.

На практике заметить кому не так просто. Современные объективы хорошо скорректированы от этого вида аберрации. Но иногда ее все же можно наблюдать в некоторых широкоугольных объективах, проявляющуюся на периферии кадра.

Важно

На фрагменте 100% увеличения кадра красной стрелочкой показана кома. кружки от света фонарей на фото имеют эллипсоидную форму, хотя в реальности они круглые. Также видно, что в данном примере кома проявилась в тандеме с хроматическими аберрациями. Фото сделано объективом Nikkor 28mm 1:2.8 Ai.

Реально, где кома может быть заметна и наносить значительный вред, так это в астрофотографии, где важна точная передача самых мельчайших точек на звездном небе. В других жанрах вряд ли она будет серьезным недостатком.

Кривизна поля изображения

Кривизна поля возникает также из-за формы линзы и приводит к криволинейной поверхности изображения. Изображение может быть резким на этой поверхности, но эта поверхность несовместима с плоской поверхностью сенсора, поэтому на нем резкость будет неравномерной.

Кривизна поля. Изображение взято из Википедии

Например, при наведении резкости в центе кадра, его края будут не в резкости. Или наоборот, если резкость наводить по краю кадра, центр будет нерезким.

Пример ярко выраженной кривизны поля. Фото снято неисправным объективом Триплет 2.8/78. В реальности объективы имеют не настолько ярко выраженную кривизну.

Кривизну поля имеют объективы с первыми оптическими схемами, такие как апланаты и объектив Петцваля. С появлением анастигматов эту аберрацию исправили.

Астигматизм

Астигматизм возникает вследствие того, что лучи находящиеся вне оптической оси объектива имеют различные точки сходимости.

Астигматизм. Изображение взято из Википедии

Астигматизм означает, что изображение может быть резче в одной области кадра, чем в другом при одинаковом расстоянии.

Классическим примером астигматизма является изображение колеса, на котором спицы и обод не являются резкими одновременно.

Пример астигматизма. Изображение взято из toothwalker.org

Астигматизм можно заметить на периферии кадра, снятого широкоугольным объективом на фотографии, где есть четкие линии.

Дисторсия

Дисторсия в отличие от вышеперечисленных аберраций не вносит искажения по резкости, но искажает прямые линии находящиеся в пространстве.

На фотографии они отображаются как изогнутые.

Пример дисторсии. Фото снято фишай объективом Canon EF 14mm F / 2.8L II USM, у фишай объективов дисторсия специально более ярко выражена

Хроматические аберрации

Хроматические аберрации обусловлены дисперсией из-за разной длинны волн (цветов).

Хроматические аберрации. Изображение взято из Википедии

Хроматические аберрации проявляются на фотографии в виде цветной окантовки вокруг объектов, имеющих контрастный цветовой переход. Также они влияют на снижение четкости изображения.

Пример хроматических аберраций. Фото снято объективом Tamron 28 mm f/ 2.5 на открытой диафрагме

Дифракция

Дифракционная аберрация возникает вследствие дифракции света, проходящего через диафрагму объектива. Дифракция возникает при сильном прикрытии диафрагмы, и ограничивает разрешающую способность объектива. Другими словами при наступлении дифракции резкость на фотографии падает по всему полю изображения.

Ниже приведен пример, снятый одним и тем же объективом на разных значениях диафрагмы.

Фрагмент предыдущей фотографии со 100% увеличением. Фото слева сделано на диафрагме f/ 5.6, а справа на f/ 16. Слева видна большая четкость и детализация (обратите внимание, что видна растровая сетка оффсетной печати), справа детали съела дифракция. Фото снято объективом Olympus Zuiko 50 mm f/ 1.4.

У светосильных объективов дифракция наступает раньше, чем у более темных, но это зависит от конкретной модели и оптической схемы объектива.

Выводы
Все перечисленные выше аберрации в той или иной мере проявляются в объективах. Полностью их устранить невозможно, их стараются минимизировать. Иногда уменьшение одних дается ценой увеличения других, поэтому при рассчете объективов учитывается цель, для каких задач он создается и исходя из этого принимается сбалансированное значение показателей.

Источник: https://periscope.com.ua/comment/reply/707/1948

Что такое хроматические аберрации и как с ними бороться? :

С хроматическими аберрациями сталкивался каждый фотограф, причем как любитель, так и профессионал. Эта проблема проявляет себя с самой зари развития фотодела. Хочется сразу отметить, что от “хроматики” избавиться вообще не удастся.

Стоит понять, что любая линза, даже самая дорогая и качественная, дает искажение действительного изображения. Поэтому даже объективы за десятки тысяч долларов будут обладать этой незаурядной проблемой.

Просто выходит так, что дешевые объективы будут показывать сильную “хроматику”, а более дорогие – слабую.

Проблема и её решение

Совет

Однако с таким видом искажений можно бороться. Давайте разложим всё по полочкам. Фотографу нужно знать, с чем ему предстоит иметь дело. То есть ему нужно знать, что такое хроматические аберрации. По этому поводу можно сказать следующее.

Аберрации оптических систем, или хроматика, как еще говорят в народе, это явление искажения света, который, проходя через линзовые системы, попадает на матрицу фотоаппарата.

То есть, если какая-либо сфотографированная точка будет искажена на фотографии (что проявляется в “замыленности” контуров либо в ряби, которая имеет градиентный или резкий переход от голубого к розовому), значит, она будет обладать явной аберрацией.

Это, естественно, портит картинку.Так как же убрать хроматические аберрации? Для начала нужно понять, что искажения носят не единичный характер, их бывает 2 вида:

• хроматика положения;
• хроматика увеличения.

Расписывать, что и как происходит, почему появляются аберрации, не стоит, так как на практике можно увидеть только лишь конечный результат. Стоит лишь сказать, что оба этих типа хроматики можно “гасить” во многих популярных графических редакторах. Многие сталкиваются с проблемой, когда встречаются ярко выраженные хроматические аберрации: как убрать их качественно?

Залог хорошего фото

Первым делом стоит помнить о том, что если фото было сделано в формате RAW, тоэто значительно упрощает работу. Удалить или свести к минимуму хроматические аберрации можно несколькими методами. Расскажем о двух самых эффективных из них. Первый – это использование специального объектива типа ED.

Такие объективы очень популярны у компании Nikon, а аббревиатура ED означает Extra low Dispersion, то есть минимальный уровень искажений. Второй – это грамотное использование компьютерных программ, в частности Adobe Photoshop, со встроенным плагином Adobe Camera RAW.

При открытии RAW-фала в окошке этой программынеобходимо выбрать подпункт Defrigne и там выставить значение All Edges. Далее простыми манипуляциями с ползунками Red/Cyan или Blue/Yellow можно заметно снизить искажение контуров.

При использовании JPG-снимка эффект будет не таким хорошим, но всё же от большей части хроматизма вы избавитесь. JPG-файл следует открыть в фотошопе и применить к нему действие Distort – Lens Correction.

Стоит заметить, что чем точнее человек знает свой собственный фотоаппарат, тем от меньшего количества “хромных” снимков он страдает, так как при верных настройках можно “замять” хроматические аберрации ещё на этапе фотосъемки.

Источник: https://www.syl.ru/article/80279/chto-takoe-hromaticheskie-aberratsii-i-kak-s-nimi-borotsya

Хроматические аберрации фотоснимков

Приветствую всех неравнодушных к фотографии!

Полагаю, на сегодняшний день трудно представить себе фотографа, не использующего графические редакторы. Только очень ленивые из них не занимаются пост-обработкой ) Все остальные делают это, что называется, «часто и с удовольствием». Уверен, что и вы, дорогие читатели, делаете это. Но используете ли вы весь потенциал программ-конвертеров?

Сегодня мы начнем серию небольших уроков по обработке. Тема этой статьи:

ОБРАБОТКА ФОТОГРАФИЙ RAW-ФОРМАТА И УСТРАНЕНИЕ НЕДОСТАТКОВ ОПТИКИ, ИСПОЛЬЗУЯ ИНСТРУМЕНТ LENS CORRECTION

Плагин Lens Correction стал доступен пользователям с лета 2010 года, он входит в состав продуктов от Adobe: таких, например, как Adobe Camera Raw и Adobe Lightroom, то есть программ весьма популярных в среде фотографов. Среди стандартных нововведений типа поддержки новых камер и исправлений текущих ошибок был добавлен инструмент Lens Correction — если разобраться в нем, то оказывается, что это настоящий подарок для фотографов!

Само название инструмента в переводе с английского означает «Коррекция оптики», но это, на мой взгляд, не совсем верно.

Программа производит коррекцию изображений, полученных при помощи оптики, которой, в свою очередь, присущи определенные технические характеристики и особенности, влияющие на результат. В том числе, не всегда эти особенности — «во благо».

Но в целом, речь далее пойдет о множестве малоприятных дефектов фотографической оптики, которые возникают в процессе съемки — дисторсия, хроматические аберрации, виньетирование. Исправить эти неприятности, буквально в два-три клика, позволяет инструмент Lens Correction.

Обратите внимание

Базовая коррекция производится на основании профайлов объективов. И особенно важно, что в процессе такого редактирования традиционно не ухудшается качество исходника (при условии, что вы работаете с RAW).

Изначально в состав инструмента Lens Correction входит довольно много профайлов оптики. А если вдруг вы не нашли в предложенном списке свой объектив — не расстраивайтесь.

Здесь имеется также ручная корректировка, которая, кстати, не ограничивается лишь исправлением стандартных дисторсий (подушко- и бочко-образных), также можно корректировать горизонтальные и вертикальные искажения перспективы.

А еще доступно вращение, масштабирование и последующее кадрирование (очень удобное!) после всех корректирующих манипуляций.

Итак, Lens Correction помогает компенсировать те недостатки, которые присущи практически каждому объективу, не зависимо от его цены — многие фотолюбители ошибочно полагают, что оптика L-класса и им подобные дают идеальную картинку «на выходе». Ни один объектив не дает идеального результата, зато его можно достичь с помощью пост-обработки.

Обратите внимание! Программа предусматривает самостоятельное создание профилей для вашей оптики и последующее использование их наряду с уже существующими. Для этого существует бесплатная утилита Adobe Lens Creator, она доступна для скачивания на официальном сайте компании, к ней прилагается простая и понятная пошаговая инструкция по созданию уникальных профилей.

Как обычно выглядят недостатки оптики?

Это может быть затемнение по углам кадра, прямые линии (особенно по краям кадра) могут выглядеть изогнутыми, появляться цветные полосы по кромке объектов. Обратите внимание! При съемке на фотоаппарат с полноформатной матрицей такие эффекты, как виньетирование и дисторсия — более заметны, чем при съемке на кропнутую матрицу.

Ввиду конструктивной особенности объективов, от центра линзы к краям происходит поступательное падение резкости, контраста, просветленности, также увеличивается дисторсия. Из этого следует закономерность, что фотоаппараты с полноформатной матрицей не только стоят примерно вдвое дороже, но еще и более требовательны к качеству оптики.

И хотя эти дефекты чаще всего не бросаются в глаза в исходной фотографии, польза от их удаления есть почти всегда.

Важно

Тем не менее, плагином можно также и ухудшить исходник, все зависит от того — что изображено на фото и какая цель преследуется автором.

Видите ли, некоторые особенности оптики могут быть полезны (я говорю о дисторсии, которая возникает при съемке сверх-широкоугольными объективами) и вносить изменения в эти характеристики нужно с умом.

Далее мы рассмотрим подробнее особенности искажений и познакомимся поближе с функциями плагина Lens Correction. Из всех корректирующих функций плагина я бы назвал три наиболее популярных и эффективных: дисторсия, хроматические абберации, виньетирование.

Хроматическая аберрация (ХА) — паразитная дисперсия света, проходящего через оптическую схему объектива.

Белый свет при этом раскладывается на составляющие его цветные лучи, в результате чего изображения предмета в разных цветах не совпадают в пространстве изображений.

ХА ведёт к снижению резкости изображения, а также к появлению цветных контуров, полос, свечения вокруг объектов, которые у них на самом деле отсутствуют.

В отличие от других недостатков объектива, хроматические аберрации, как правило, становятся заметны только при просмотре изображения на экране в полном размере или при распечатке фото большого формата (от А4 и больше).

Появление ХА на фото может быть вызвано несколькими факторами или их сочетанием: съемка в контровом свете, использование максимально открытой диафрагмы, использование бюджетного объектива (в конструкции которого не используются дорогие низкодисперсные и асферические элементы), а также ввиду конструкционных особенностей объектива (зум-объектив сложнее дискретника, т.к. элементов в нем больше да и на разных фокусных расстояниях линзы ведут себя по-разному). Обратите внимание! Наличие низкодисперсных элементов в своих объективах производители отмечает специальной маркировкой. К примеру, у Canon — UD (Ultra-low dispersion), S-UD (Super Ultra-low dispersion) и конечно же L (Luxury). У Nikon это ED-серия. У Sigma — APO (Apochromatic) и EX.

Коррекция

Уменьшение хроматических аберраций положительно влияет на качество и четкость изображения — особенно по краям кадра.

На этом примере больше всех от ХА пострадало дерево в правом углу. Будем исправлять ошибки оптики!

Оценим масштабы бедствия. Достаточно увеличить изображение хотя бы до 100% — сразу в глаза бросаются ХА.

Совет

Как правило, достаточно воспользоваться автоматической коррекцией, используя профиль объектива. Иногда для более качественного подавления ХА нужно использовать слайдер. Как видите — получилось не так уж плохо, учитывая, что это увеличение 300% увеличение!

Но мы не останавливаемся на этом и идем дальше — с помощью корректирующей кисти и слайдера, отвечающего за насыщенность, лечим наиболее проблемные места.

Обратите внимание! Не желательно выкручивать насыщенность на минимум — ищите золотую середину.

В особо тяжелых случаях или ввиду отсутствия профиля для вашего объектива процесс коррекции ХА можно сделать вручную. Лучше всего начинать с краев кадра, просматривая изображение с увеличением от 100% до 400%, чтобы оценить эффективность коррекции.

Зачастую лучше всего начать с боковых ХA, используя ползунки регулировки , так как это наиболее эффективно. И если еще какие-то эффекты ХА остались, можно попробовать с ними побороться, используя инструмент «Defringe».

В любом случае, устранение ХА для каждого конкретного объектива достигается экспериментальным путем.

Есть еще один способ избавиться от ХА — в фотошопе выбрать кисточку, настроить ее на функцию Color и перекрашивать проблемные участки.

В следующей части я познакомлю вас с виньетированием, их разновидностями и способами нейтрализации.

Источник: http://nikon3100.ru/praktika/xromaticheskie-aberracii-fotosnimkov

Хроматические аберрации и фотография

Категории: ФототехникаСтили в фотографииСвоими рукамиРедактированиеТеория

Хроматическая аберрация – это довольно распространенная оптическая проблема, которая возникает тогда, когда объектив не может передать все цветовые лучи на одну фокальную плоскость, либо разные цветовые лучи фокусируются на разных точках одной фокальной плоскости.

Причиной возникновения хроматических аберраций является то, что линза объектива обладает дисперсией, то есть, световые волны различного цвета проходят сквозь нее с разной скоростью. На практике это проявляется в том, что изображение получается размытым, а вокруг некоторых объектов образуется цветная «бахрома» – контур красного, зеленого, желтого или фиолетового цвета.

Последнее особенно заметно при съемке высококонтрастных сцен.

В идеале объектив должен фокусировать все световые волны в одной точке, там, где находится так называемая минимальная геометрическая область рассеяния.

Обратите внимание

В действительности же, коэффициент преломления является различным для волн разной длины, а значит, волны разного цвета пересекаются в разных точках одной плоскости или в разных плоскостях. Результатом этого и становится возникновение аберрации того или иного типа.

Различают два основных вида аберрации: продольная (хроматизм положения) и поперечная (хроматизм увеличения). Рассмотрим каждый из них более подробно.

Осевая аберрация

Продольная или осевая аберрация возникает тогда, когда волны разной длины, проходя сквозь объектив, фокусируются в разных плоскостях. Вследствие этого на фотографии и появляются цветные контуры вокруг объектов, посторонние цветные пятна и полосы.

Данную проблему можно попытаться решить путем затемнения линзы диафрагмой – для этого следует уменьшать значение апертуры в настройках аппарата.

Попробуйте поэкспериментировать с настройками – и вы увидите, что одна и та же фотография будет заметно меняться в зависимости от выбранных параметров. К счастью, большинство современных объективов предусматривает возможность автоматического исправления аберраций такого типа.

Для этого в их конструкции используются комбинированные линзы с разным значением дисперсии. Поэтому главным фактором при борьбе с продольными аберрациями является выбор «правильного» объектива.

Поперечная аберрация

Хроматизм увеличения или поперечная аберрация возникает тогда, когда волны различной длины фокусируются в разных точках одной фокальной плоскости. На практике это обычно выражается в появлении цветной бахромы по контуру объектов.

Нередко искажается цвет по углам изображении, однако, в отличие от осевых аберраций, поперечные никогда не проявляются в центре фотографии. В наибольшей степени искажения такого типа характерны для широкоугольных объективов и «рыбий глаз».

Важно

В отличие от продольных аберраций, поперечные нельзя устранить путем уменьшения диафрагмы. Зато с ними можно довольно успешно бороться при пост-обработке фотографий, например, в программе Adobe Photoshop или Lightroom.

Некоторые производители фототехники предлагают специальное программное обеспечение для редактирования фотоматериалов.

К сожалению, многие не слишком качественные объективы могут страдать от продольных и поперечных аберраций одновременно. Для борьбы с такими двойными искажениями следует применять комплексный подход: во время съемки стараться уменьшать значение диафрагмы до минимально возможного, а при обработке готовых изображений использовать соответствующее программное обеспечение.

Как предотвратить хроматические аберрации

Главное условие для предотвращения хроматических аберраций – качественный объектив. Наиболее эффективными, хотя и наиболее дорогими в этом плане на сегодняшний день являются объективы производства Nikon с низкодисперсными линзами.

Также стоит отметить, что чаще всего зум-объективы страдают от хроматических аберраций намного больше, чем фикс-фокальные (без возможности приближения).

Если же вы не являетесь счастливым обладателем дорогого объектива, попробуйте воспользоваться советами, приведенными выше, – уменьшайте значение диафрагмы при ярком освещении и используйте специальное программное обеспечение для обработки готовых фотографий. О сайте fotomtv. 

Источник: http://FotoMtv.ru/stati/hromaticheskie_aberracii_i_fotografiya/

Аберрация оптической системы – характеристика и основные виды

Аберрация оптической системы – это искажения изображений, которые возникают на выходе из оптической системы. Название происходит от лат. aberratio – уклонение, удаление. Искажения состоят в том, что оптические изображения не полностью соответствуют предмету.

Это проявляется в размытости изображения и называется монохроматической геометрической аберрацией либо окрашенности изображения – хроматической аберрацией оптической системы. Чаще всего оба вида аберрации проявляются вместе.

В приосевой (параксиальной) области оптическая система работает практически идеально, точка отображается точкой, а прямая – прямой и т.д. Однако, по мере отдаления точки от оптической оси, лучи от нее пересекаются в плоскости изображения не в одной точке. Таким образом, возникает круг рассеивания, т.е. возникают аберрации.

Величину аберрации можно определить путем расчёта по геометрическим и оптическим формулам через сравнение координат лучей, а также приближённо при помощи формул теории аберраций.

Существует описание явления аберрации как в лучевой теории (отступление от идентичности описывается через геометрические аберрации и фигуры рассеяния лучей), так и в представлениях волновой оптики (оценивается деформация сферической световой волны по пути через оптическую систему). Обычно, для характеристики объектива с большими аберрациями используются геометрические аберрации, в противном случае применяются представления волновой оптики.

Монохроматические геометрические аберрации

В 1856 году немецкий ученый Зайдель в результате анализа световых лучей установил пять аберраций объектива, появляющихся при прохождении через объектив монохромного света (т.е. света одной волны). Эти аберрации, описанные ниже, называются пятью аберрациями Зайделя.

Монохроматические геометрические аберрации оптических систем являются следствием их несовершенства и проявляются в монохроматичном свете.

Совет

В отличие от идеальной оптической системы, в которой все лучи от какой-либо точки предмета в меридиональной плоскости после прохождения через систему концентрируются в одной точке, в реальной оптической системе пересечение плоскости изображения этими лучами происходит в разных точках.

Координаты этих точек зависят от направления луча, координат точки пересечения с плоскостью входного зрачка и конструктивных элементов оптической системы (радиусы поверхностей, толщина оптических элементов, коэффициенты преломления линз и тд. ).

Сферическая аберрация

Проявляется в несовпадении фокусов для лучей света, проходящих на разных расстояниях от оптической оси, вследствие чего нарушается гомоцентричность пучков лучей от точечного источника, хотя симметрия этих пучков сохраняется.

Это единственный вид геометрической аберрации, которая имеет место даже тогда, когда исходная точка расположена на главной оптической оси системы.

При сферической аберрации цилиндрический пучок лучей после преломления линзой приобретает вид не конуса, а воронкообразной фигуры. Изображение точки имеет дисковую форму с неоднородной освещённостью.

Причиной является тот факт, что преломляющие поверхности линз пересекаются с лучами широкого пучка под различными углами, из-за чего удалённые лучи преломляются сильнее и образуют свои точки схода на некотором отдалении от фокальной плоскости.

Кома

Аберрация Кома нарушает гомоцентричность широких световых пучков, которые входят в систему под углом к оптической оси. На оси центрированных оптических систем кома отсутствует. Каждый участок кольцевой зоны оптической системы, удалённый от оси на расстояние R даёт кольцо изображения точки, радиус которого увеличивается с увеличением R.

Из-за несовпадения центров колец происходит их наложение, что приводит к тому, что изображение точки, формируемое оптической системой, принимает форму несимметричного пятна рассеяния с максимальной освещённостью у вершины фигуры рассеяния, напоминающего комету. В сложных оптических системах кому корректируют вместе со сферической аберрацией путем подбора линз.

Системы без коматической и сферической аберрации называют апланатами.

Астигматизм

Если для объектива исправлены сферическая аберрация и кома, т.е. точка объекта, расположенная на оптической оси, правильно воспроизводится в виде точки изображения, но при этом точка объекта, не лежащая на оси, воспроизводится на изображении не в виде точки, а в виде эллипса или линии, то такой тип аберрации называется астигматизмом.

Обратите внимание

Причиной возникновения является различная кривизна оптической поверхности в различных плоскостях сечения, а углы преломления лучей пучка зависят от углов их падения.  При прохождении через оптическую систему лучи пересекаются на разном расстоянии от преломляющей поверхности.

В результате в разных сечениях фокус светового пучка оказывается в разных точках.
Существует такое положение на поверхности изображения, когда все лучи пучка в меридиональной (или перпендикулярной ей сагиттальной) плоскости пересекутся на этой поверхности.

Астигматический пучок изображает точку в форме двух астигматических фокальных линий на фокальных поверхностях, имеющих форму поверхностей вращения, и касающихся друг друга в точке оси системы.

Если для некоторой точки поля положения этих поверхностей не совпадают, имеет место астигматизм или астигматическую разность меридионального и сагиттального фокусов. Астигматизм называют положительным, если меридиональные фокусы находятся ближе к поверхности преломления, чем сагиттальные, в противном случае – отрицательным.

Кривизна поля изображения

Проявляется в том, что изображение плоского (перпендикулярного к оптической оси) объекта находится на поверхности, вогнутой либо выпуклой по отношению к объективу, что делает резкость неравномерной по полю изображения. При резкой фокусировке центральной части изображения края будут лежать не в фокусе (не резкими) и наоборот.

Кривизна поля изображения, как правило, достигает больших значений у простых объективов (до 4 линз). Корректируется подбором кривизны поверхностей и толщины линз, а также расстояний между ними. Для качественного исправления, с учетом других видов аберраций, необходимо присутствие в составе не менее двух отрицательных линз.

При диафрагмировании отрицательное влияние кривизны поля на качество изображения уменьшается.

Дисторсия

Дисторсией (искривлением) является изменение линейного увеличения по полю зрения, что приводит к нарушению геометрического подобия между объектом и его изображением. Этот вид аберрации не зависит от координат пересечения луча и плоскости входного зрачка, но зависит от расстояния от источника до оптической оси.

Оптическая система без дисторсии называется ортоскопической. В объективах с симметричной конструкцией проявляется незначительно. Для устранения дисторсии применяют подбор линз и других элементов при разработке оптической системы. В цифровой фотографии дисторсия может быть исправлена с помощью компьютерной обработки.

Хроматические аберрации

Излучение большинства источников света характеризуется сложным спектральным составом, что приводит к возникновению хроматических аберраций, которые, в отличие от геометрических, могут возникать и в параксиальной области.

Важно

Дисперсия (рассеивание) света – зависимость показателя преломления оптического элемента от длины волны света, является причиной возникновения двух видов хроматических аберраций: хроматизма положения фокусов и хроматизма увеличения.

В первом случае, который еще называют продольным хроматизмом, возникает смещение плоскости изображения для разных длин волн, во втором – изменяется поперечное увеличение. Хроматические аберрации проявляются в окрашивании изображения, в появлении у него цветных контуров, отсутствующих у источника.

К хроматическим аберрациям относят также хроматические разности геометрических аберраций, в частности, хроматическую разность сферических аберраций (сферохроматизм) для лучей различных длин волн и хроматическую разность аберраций наклонных пучков.

Дифракционная аберрация

Причиной дифракционной аберрации является волновая природа света. Возникает, как результат дифракции света на диафрагме и оправе объектива. Препятствует увеличению разрешающей способности фотообъектива.

Из-за дифракционной аберрации ограничено минимальное угловое расстояние между точками, разрешаемое объективом. Высококачественные объективы подвержены ей в той же степени, что и простые.

Полностью принципиально не устранима, однако может быть уменьшена путем увеличения апертуры оптической системы.

Устранить аберрации полностью в оптических системах невозможно. Важно свести их к минимально допустимым значениям, которые обусловлены техническими требованиями и стоимостью изготовления системы.

Источник: http://www.fotik-city.ru/articlereview/aberration

Хроматические аберрации. Что это такое

Хроматические аберрации в фотографии – последнее, о чём вам стоит беспокоиться. Хроматическая аберрация – это свойство линзы, поэтому вы на неё никак не повлияете. А чтобы каждый раз не терзать себя сомнениями, лучше всего как следует разобраться, что это такое…

Аберрации, или искажения, бывают геометрическими и хроматическими (цветовыми). С геометрическими всё очень просто, с ними можно и нужно бороться, если это не художественная задумка. В современных объективах геометрическая аберрация, которую ещё называют дисторсией, в большей степени исправляется «асферическим» элементом. То есть, линзой, у которой не сферический профиль, а более сложный:

Остаточную дисторсию вы с успехом можете подправить в редакторе. А вот с хроматической аберрацией всё немного сложнее. Природа хроматической аберрации в дисперсии стекла. Дисперсия – это разные коэффициенты преломления для разных длин волн:

Совет

Из рисунка хорошо видно, что лучи разных цветов фокусируются в разных плоскостях на оптической оси. Это первый вид хроматической аберрации, её ещё называют «осевой аберрацией». Осевая аберрация проявляется сильней на открытой диафрагме, приводя к нерезкости изображения.

Уменьшая диафрагму вы избавляетесь от осевой аберрации, это одна из причин почему не рекомендуется фотографировать на максимальной диафрагме. Осевую аберрацию нельзя исправить в редакторе, поэтому производители снабжают объектив целой системой «низкодисперсных элементов», которые в сумме компенсируют аберрации от других линз.

Вы наверняка встречали картинку вроде этой и удивлялись, зачем столько элементов:

Жёлтые элементы – низкодисперсные, борющиеся с хроматической аберрацией. Синие – асферические, помогающие против дисторсии.

Низкодисперсные элементы располагаются как по отдельности, так и в составе ахроматической линзы:

Смысл в том, что ахроматическая линза склеена из двух сортов стекла: крона и флинта. Крон с низкой дисперсией, но и низким коэффициентом преломления. Флинт наоборот – коэффициент преломления и дисперсия больше. Эти стекляшки подбирают таким образом, чтобы минимизировать суммарную хроматическую аберрацию.

Помимо осевой аберрации есть «поперечная аберрация». Это фокусировка разных цветов лучей в разных точках сенсора. Поперечная аберрация не зависит от диафрагмы, бороться настройками с ней бесполезно, но её можно исправить в редакторе. Другое дело, нужно ли оно вам. Современные объективы настолько хороши, что я с трудом нашёл пример фотографии, где хроматическая аберрация заметна.

Если приглядеться к деревьям на заглавной фотографии, то можно увидеть цветную кайму вокруг контрастных контуров веток. Это и есть хроматическая аберрация:

В камерах последнего поколения хроматические аберрации автоматически исправляются процессором на этапе конвертации в JPEG, мне пришлось фотографию попросить у Кости, так как его старенький D40 про аберрации ничего не знает. Поэтому я в RAW никогда не снимаю, моя камера Nikon D700 всё делает за меня и экономит мне массу драгоценного времени, её только надо правильно настроить.

Обратите внимание

В любом случае, вам лучше думать о том, что вы фотографируете, а не о том, насколько ваша линза подвержена аберрациям.

Объектив без заметных аберраций содержит большое количество дорогих низкодисперсных и асферических элементов, поэтому стоит заметно дороже собратьев с аберрациями.

Кроме того, конструкция с переменным фокусным расстоянием (зумом) намного сложнее фиксированного, так как аберрации проявляются по-разному на различных фокусных расстояниях. Вот почему «фиксы» качественней и дешевле, чем «зумы».

Источник: http://www.softmixer.com/2010/12/blog-post_5618.html

Аберрации фотообъективов ч.2. | ДРУГ ФОТОАППАРАТ

{lang: ‘ru’}

В предыдущей статье я начал рассматривать недостатки линз и оптических систем, которые носят название аберрации. Продолжим рассматривать  геометрические и другие  аберрации объективов .

Геометрические аберрации

Кривизна поля изображения

Рис.1. Схема кривизны поля изображения:

пунктиром показано положение светочувствительного элемента (сенсора), сплошной линией изображено искривление поверхности, на которой изображение сохраняет резкость.

Эта аберрация является следствием астигматизма. В результате  кривизны поля изображения резкость  по всему полю неодинакова. Если центральная часть находится в фокусе, то края изображаются нерезко и наоборот, если сфокусировать изображение по краям, центральная его часть окажется нерезкой.

У объективов-анастигматов кривизна поля изображения  сводится к минимуму, она практически отсутствует.

Сферическая аберрация

Эту аберрацию еще называют отверстной ошибкой.

Причина этой аберрации заключается в том, что лучи света, близкие к оптической оси (их называют параксиальными лучами), проходя через центральную часть линзы пересекаются в одной точке за линзой, а лучи, проходящие через линзу по ее краям, пересекаются в другой точке.

Таким образом для параксиальных лучей имеется свой фокус, он расположен на оси дальше от линзы, а для краевых лучей — свой фокус, расположенный ближе к линзе. Чем дальше от центра лучи проходят через линзу, тем ближе к линзе находится их фокус. Лучи, находящиеся между краевыми и параксиальными образуют свои многочисленные фокусы.

Рис.2. Сферическая аберрация и ее коррекция при диафрагмировании.

В результате фокус размывается и расстояние между крайними точками называется фокусной размытостью. Данный эффект влияет на общую резкость изображения, получаемого с помощью линзы, ухудшая ее.

Если перед линзой поместить диафрагму, то она отсекает краевые лучи, тем самым значительно снижает влияние сферической аберрации на резкость изображения.

Стоит заметить, что в соответствии с физическими законами оптики лучи проходящие через линзу участвуют в построении всего изображения в целом, независимо от того в какой части линзы они проходят.

Таким образом, диафрагмирование не ограничивает поле изображения, а только уменьшает яркость (т. к. часть лучей все же не попадает на линзу).

Таким образом, на степень сферической аберрации влияет еще и диафрагма перед линзой, вот почему эту аберрацию и называют отверстной ошибкой.

Хроматическая аберрация

Причины хроматической аберрации заключаются в том, что свет, падающий на линзу состоит из лучей различных длин волн (разных цветов).

Рис.3. Схема возникновения хроматической аберрации.

Рис.4. Схема хроматической аберрации и ее корректировки.

Разность: Fк – Fc называют продольной хроматической аберрацией. Наличие хроматической аберрации приводит к значительной нерезкости изображения.

Вот пример изображения, получаемого линзой с хроматической аберрацией:

Исправление хроматической аберрации производится путем совмещения двух или нескольких линз с разным фокусным расстоянием.

Важно

Совмещение линз, которое позволяет сблизить фокусы синих и желтых лучей, называют ахроматической линзой (см. рис. ), а систему линз, у которой сближены фокусы синих, желтых и красных лучей – апохроматической.

Рис.4. Хроматическая аберрация – 1 и ее исправление путем соединения двух линз – собирающей и рассеивающей – 2.

Дифракционная аберрация

При этом кроме лучей, прошедших через отверстие прямолинейно появляются еще и лучи, отклонившиеся от этого направления. Они тоже вносят вклад в изображение.

В результате вокруг светлого кружка от лучей, прошедших отверстие прямолинейно, появляются цветные кольца (дифракционные кольца).

Диаметры этих колец зависят от диаметра отверстия, чем он меньше, тем больше будет диаметр первого дифракционного кольца. При увеличении диаметра отверстия диаметр дифракционного кольца уменьшается.

В изложенном материале рассмотрены основные виды аберраций. Аберрации оказывают существенное влияние на качество изображения, получаемого объективом, в частности они влияют на разрешающую силу.

Для их исправления объективы имеют несколько линз разной кривизны, как собирающих, так и рассеивающих. Расчет таких объективов является непростой задачей. Но сейчас хорошие объективы имеют достаточно скомпенсированные аберрации.

А вот Вам на закуску ролик, в котором показано, каким образом в фотошопе можно убрать хроматические аберрации:

Поделиться в соц.

сетях

Источник: http://makal47.ru/instrumentyi-fotografa/aberratsii-fotoobektivov-ch-2

L | Tamron

Lateral Chromatic Aberration (Латеральные хроматические аберрации)

Это аберрация при которой увеличение изображения в периферийных областях меняется в зависимости от длинны волны. Хроматическая разница увеличения проявляется в виде цветовой окантовки (когда по границам краев виден цвет). 

Для стекла характерны преломления различных длины волн света для разных поверхностей. Короткая длина волны преломляется сильнее, чем длинная . Это свойство называется дисперсией и приводит к нежелательным побочным эффектам, таким как боковая хроматическая аберрация. При разработке объективов, особое внимание уделяется максимально низкой величине дисперсии системы.

Tamron использует стекла с низким рассеянием LD (низкий коэф. дисперсии) и AD (аномальная дисперсия) чтобы избежать появления хроматических аберраций. Это стеклянные элементы, которым всегда свойственно низкий коэффициент рассеивания или свойственно аномальная дисперсия для длинных волны.

Это схематично показано на рисунке:

Нормальный оптическое стекло имеет относительно высокий показатель дисперсии цвета, так что это заметно на всей плоскости изображения.

Объективы Tamron со стеклами LD позволяют существенно снизить дисперсию, и она будет едва заметна на краях изображения.

 

 

LD (низкий коэффициент рассеивания)

Элементы из стекла с низким рассеянием ( LD) в объективе помогают уменьшить хроматическую аберрацию, проявляющуюся в изменении цветности света и в попадании света в другую точку плоскости изображения (это – основная причина цветовых искажений и снижения резкости снимка). Хроматическая аберрация ухудшает резкость изображения, но стекло с низким рассеянием отличается очень низким коэффициентом рассеяния и менее склонно к расщеплению (разделению) луча света на цвета радуги. Такие свойства позволяют разработчикам объективов эффективно компенсировать хроматическую аберрацию по центру поля кадра (по оси). При этом частично остаются проблемы на больших фокусных расстояниях (в конце телескопического диапазона регулируемых фокусных расстояний).

Объективы с LD линзами:

Объективы серии Di II 
SP AF10-24mm F/3.5-4.5 Di II LD Aspherical [ IF]
SP AF 17-50mm F/2,8 VC XR Di II LD Aspherical [ IF]
SP AF 17-50mm F/2,8 XR Di II LD Aspherical [ IF]
AF 18-200mm F/3,5-6,3 XR Di II LD Aspherical [ IF] MACRO
AF 18-250mm F/3,5-6,3 Di II LD Aspherical [ IF] MACRO
AF 18-270mm F/3,5 -6,3 Di II VC LD Aspherical [ IF] Macro
AF 55-200mm F/4-5,6 Di II LD MACRO

Объективы серии Di
SP AF 28-75mm F/2,8 XR Di LD Aspherical [ IF] MACRO
AF 28-300mm F/3,5-6,3 VC XR Di LD Aspherical [ IF] MACRO
AF 28-300mm F/3,5-6,3 XR Di LD Aspherical [ IF] MACRO
SP AF 70-200mm F/2,8 Di LD [ IF] MACRO 
AF 70-300mm F/4-5,6 Di LD MACRO 1:2
SP AF 200-500mm F/5-6,3 Di LD [ IF]

Объективы с фиксированным фокусным расстоянием
SP AF 180mm F/3,5 Di MACRO 1:1

 

 

Lens hood (Бленда)

Бленда является существенно важным компонентом при оптической прорисовке, она необходима для подавления нежелательного рассеянного света и потери контраста.  

Форма бленды зависит от угла зрения (объектива) и диаметра фронтальной линзы. Объективу с узким углом зрения требуется более длинная бленда, чем объективу с широким углом. (См.пример).

Для объективов с системой внутренней фокусировки, фокусные расстояния которых начинаются в широкоугольном диапазоне, солнечная бленда имеет форму цветочной чашечки. Эта форма обеспечивает оптимальную защиту от паразитного света как в телескопической настройке объектива (за счет удлиненных частей бленды вверху и внизу), так и в широкоугольной настройке (за счет более коротких, обрезанных частей бленды), причем она исключает затемнения углов кадра.

 

    

 ^{Бленда для объектива 10-24mm} 

^{Бленда для объектива 60mm}

 

 ^{Бленда для объектива 70-200mm}

 

Longitudinal Chromatic Aberration (Продольные хроматические аберрации)

 

Продольная хроматическая аберрация это аберрация при которой положение фокальной точки на оптической оси меняется в зависимости от длинны волны. Это приводит к размытости изображения и снижению контраста.

Для стекла характерны преломления различных длины волн света для разных поверхностей. Короткая длина волны преломляется сильнее, чем длинная . Это свойство называется дисперсией и приводит к нежелательным побочным эффектам, таким как боковая хроматическая аберрация. При разработке объективов, особое внимание уделяется максимально низкой величине дисперсии системы.Tamron использует стекла с низким рассеянием LD (низкий коэф. дисперсии) и AD (аномальная дисперсия) чтобы избежать появления хроматических аберраций. Это стеклянные элементы, которым всегда свойственно низкий коэффициент рассеивания или свойственно аномальная дисперсия для длинных волны. 

Различия в хроматической аберрации элементов из стандартного оптиче-
ского стекла и элементов из стекла LD (типичная диаграмма)

Аберрации и их влияние на изображение – Д-микро

Статья описывает базовые понятия аберраций, классификацию аберраций, а также возможные методики устранения аберраций применительно к микроскопным объективам. В статье описана методика выбора микроскопных объективов исходя из задач исследователя.
Аберрации в оптических системах – погрешность изображения, вызванная любым отклонением реальных лучей от геометрических направлений по которым они должны были бы идти в идеальной оптической системе. Аберрации можно классифицировать на монохроматические (то есть присущие монохроматическим лучам – лучам одной длины волны) и хроматические.

Монохроматические аберрации

Монохроматические аберрации – погрешности, присущие любой реальной оптической системе. Возникновение связано с тем, что поверхности, преломляющие лучи неспособны собрать в точку широкие пучки лучей, падающие на них под большими углами. Монохроматические аберрации приводят к искажению изображения точки в некоторую фигуру рассеяния, что снижает четкость изображения и нарушает подобие изображения и предмета.
Монохроматические аберрации классифицируют пятью аберрациями Зейделя:

S

_I – сферическая аберрацияСферическая аберрация оптической системы. Лучи, параллельные оси оптической системы сходится не в точке, а в перетяжке. Сферическая аберрация оптических систем из-за несовпадения фокусов для лучей света проходящих на разных расстояниях от оптической оси. Нарушает гомоцентричность пучка света, но не нарушает симметричность.
Существует несколько путей исправления сферической аберрации:
Во-первых, снижение кривизны линзы (использование стекла с большим показателем преломления в совокупности с увеличением радиусов поверхностей линзы, сохраняя, тем самым, ее оптическую силу).
Во-вторых, применением комбинации из положительных и отрицательных линз. Обычно параллельно с исправлением сферической аберрации исправляют также хроматические аберрации.
В-третьих, применяют диафрагмирование – отсечение краевых лучей широкого пучка. Способ позволяет снизить значение рассеяния, но непригоден для оптических систем требующих высокой светосилы.
Полностью избавиться от сферической аберрации невозможно, но способы снизить ее эффективно применяются в микроскопии.

S

_II – комаАберрация Кома. Лучи, приходящие под углом к оптической оси не собираются в одной точке Аберрация Кома обусловлена тем, что лучи, приходящие под углом к оптической оси, собираются не в одной точке. Методика исправления Комы схожа с методикой исправления сферических аберраций и, в основном, строится на использовании комбинаций положительных и отрицательных линз.

S

_III – астигматизм

Астигматизм оптической системыАберрация, при которой изображение точки, лежащей вне оси и сформированное узким пучком лучей представляет собой два перпендикулярных отрезка расположенных на разном расстоянии плоскости Гаусса (плоскости безаберрационного фокуса).
Астигматизм не может быть исправлен диафрагмированием, т.к. проявляется и на узких пучках. Для коррекции астигматизма применяют дуплеты положительных и отрицательных линз.

S

_IV – кривизна поля изображенияКривизна поля оптической системы. Изображение плоского объекта перпендикулярного оси оптической системы в плоскостях F1 и F2 Аберрация, при которой изображение плоского объекта, перпендикулярного оси оптической системы лежит на выпуклой или вогнутой (обычно сферической в случае симметричной оптики) поверхности относительно объектива.
Погрешность вносимая аберрацией, очень сильно сказывается в микроскопии, так как получаемое изображение плоского объекта не находится полностью в фокальной плоскости и, таким образом, на нескорректированной системе мы не можем наблюдать полностью резкое изображение объекта по всему полю.
Кривизна поля корректируется при помощи расчета системы содержащей две и более отрицательных линз, а также использующей воздушное пространство между линзами.

S

_V – дисторсияИзменение коэффициента линейного увеличения по полю зрения. Подушкообразная и бочкообразная дисторсия. Дисторсия – изменение коэффициента линейного увеличения оптической системы по полю зрения. Дисторсия не приемлема в микроскопии, так как система, подверженная дисторсии, не обеспечивает геометрическое подобие наблюдаемого объекта и его изображения. Дисторсия исправляется подбором линз на этапе проектировки объектива. Также возможно исправление дисторсии на этапе компьютерной обработки изображения.

Хроматические аберрации (ХА)

Хроматические аберрации. Разница показателя преломления оптической системы для лучей с различной длиной волны. Хроматические аберрации – погрешности вносимые в изображение разницей коэффициента преломления для пучков с различными длинами волн.
При прохождении света через оптические материалы наблюдается дисперсия – разложение белого света на спектр. Именно явление дисперсии запечатлено на самой знаменитой обложке музыкального альбома 20 века – Pink Floyd – The Dark Side of the Moon.
Паразитная дисперсия не позволяет лучам с различными длинами волн сфокусироваться в одной точке.
Таким образом, различают три вида хроматизма: хроматизм положения, хроматизм увеличения и хроматизм разности геометрических аберраций. В статье мы рассмотрим хроматизм положения, так как природа ХА абсолютно одинакова во всех случаях.
Для любой оптической линзы коэффициент преломления синих лучей, как правило, больше, чем красных, поэтому точка фокуса синих лучей F_blue расположена ближе к задней главной точке линзы, чем точка фокуса красных лучей F_red. Отсюда следует, что лучи, полученные разложением белого света, будут иметь различное фокусное расстояние. Единого фокусного расстояния у одной линзы не существует, а есть совокупность фокусных расстояний — по одному фокусу на луч каждого цвета.
Разность F_blue-F_red это и есть «хроматизм положения» (или хроматической разностью положения, продольной хроматической аберрацией)
Диафрагмирование несколько уменьшает хроматизм положения. При этом изображения предмета в лучах разного цвета будут находиться на разных расстояниях от задней главной точки. Если наводить оптическую систему на резкость по красным лучам, изображение в синих лучах будет не в фокусе, и наоборот.
Конструкция микроскопных объективов рассчитана на устранение хроматических аберраций. Система линз, выполняющих сближение фокусов двух (например, синих и жёлтых) лучей, называется ахроматической, а при сближении фокусов трёх лучей —апохроматической системой.
Основное правило при исправлении ХА является исправление ХА суммарно для всей системы. Нет необходимости исправлять хроматизм каждого элемента. Важно, чтобы суммарная положительная и отрицательная дисперсия элементов системы была равна нулю.

Критерии при выборе микроскопных объективов

Рассмотрев основные типы различных оптических аберраций мы можем описать основные критерии при выборе объективов для лабораторного микроскопа, ведь именно характеристиками объектива определяются разрешающая способность микроскопа, дисторсия, возможность проведения точных измерений, возможность качественного получения большого поля изображения при сильном увеличении путем сшивки частичных полей.
В большинстве случаев при выборе объективов работает правило, что чем качественнее и дороже объектив – тем он лучше для решения любых задач. Но на самом деле, во-первых, это не всегда абсолютно достоверно, во-вторых – экономическую составляющую вопроса это правило не затрагивает. А ведь порой именно она играет решающую роль при выборе оборудования того или иного класса.
Объективы для микроскопов делятся на различные классы в зависимости от коррекции монохроматических и хроматических аберраций. Каждый производитель имеет свою классификацию и свои уникальные названия для каждого из классов, что крайне усложняет прозрачность выбора той или иной линейки.
Все производители различают три больших класса объективов: Ахроматы, Полу-апохроматы (или Флюотары) и Апохроматы. Критерием внесения объектива в тот или иной класс будет являться сходимость фокальных плоскостей для трех основных цветов: красного, зеленого и синего.
Компания Leica Microsystems предлагает следующую оценку критериев (она может незначительно отличаться от оценки других производителей – Zeiss, Olympus, Nikon и др). Эта оценка дает максимально прозрачное представление коррекции ХА в зависимости от класса объектива.

Класс объективов	Коррекция хроматических аберраций	Применение
Ахроматы (Achromats)	Между Fred и Fblue < 2x DoF*. т.е. красный и синий лучи сведены в одну область, длиной менее 2 глубин резкости. Расстояние до фокуса зеленого луча не определено.	Рутинная микроскопия в видимом световом диапазоне
Полу-Апохроматы (Semi-Apochromats)	Fred, Fblue и Fgreen <2,5x DoF*. т.е. фокус красного, синего и зеленого лучей сведены в одну область шириной 2,5 глубины резкости.	Для качественной визуализации в видимом световом диапазоне, а также достижения высококонтрастного изображения.
Апохроматы (Apochromats)	Fred, Fblue и Fgreen <1x DoF*. т.е. фокус красного, синего и зеленого лучей сведены в одну точку. (Коррекция ХА по трем цветам)	Для решения задач сверхточной микроскопии, измерительной микроскопии при большом увеличении, а также для работы в УФ и ИК диапазонах.

* DoF – Depth of field – глубина резко изображаемого пространства
Каждый класс объективов делится на несколько групп в зависимости от задач применения. В основном речь идет о коррекции монохроматических аберраций, к примеру, План Ахромат и просто Ахромат будут отличаться наличием коррекции сферы, кривизны поля и дисторсии у объектива План Ахромат.
Дополнительно некоторые объективы имеют конструктивные отличия, к примеру, LD (Long distance) объективы – объективы с увеличенным рабочим расстоянием для работы с чашками Петри в биологии, или контроля объектов со сложной топографией в материаловедении. PH – объективы для фазового контраста с установленным фазовым кольцом (могут использоваться и в светлом поле, но светопропускание таких объективов ниже). OIL-объективы с использованием иммерсионного масла и т.д.

Поделиться в

Share on facebook
Share on vk
Share on telegram

Читайте также

Хроматические аберрации. Что это и с чем это едят?

Хроматические аберрации (ХА), или их еще называют дисперсия света или цветовая окантовка — проблема большинства оптических систем, обусловленная не совпадением фокусных расстояний для лучей света с разными длинами волн (лучей разных цветов). В результате появляется их рассогласование в фокальной точке объектива. При этом изображение получает цветную окантовку по краям фотографии. И, хотя вы сможете удалить малые уровни хроматических аберраций в графическом редакторе, реальность такова, что она не может быть исправлена полностью программной обработкой.

 

Почему возникают ХА?

 

Хроматические аберрации возникают потому, что ваш объектив действует как призма, преломляющая свет. Но в связи с определенными свойствами стекла, проходящие через него лучи света, состоящие из большого количества волн разной длины (а, следовательно, и различного цвета), выходят под различными углами. Следовательно, чтобы сенсор камеры правильно передал эту комбинацию цветов, объектив вашего фотоаппарата должен сфокусировать все лучи разного цвета в одной точке на сенсоре.

 

Прохождение лучей света через линзы с разложение света в спектр в результате дисперсии.

1. Расстояние от линзы до точки пересечения луча с оптической осью линзы разное для каждого луча спектра. Лучи не собираются в одну точку (нет единого фокусного расстояния). Наблюдается хроматизм — различие фокусных расстояний составляющих света.

2. Уменьшение хроматизма с помощью ахроматической линзы

Производители оптики для коррекции всех этих световых лучей, как правило, используют большое количество линз. Если вы видели конструкцию объектива, то знаете, что в его конструкции десятки его составляющих элементов, направленных на корректировку различных составляющих источника света по пути через объектив к сенсору фотокамеры. К сожалению, это и есть то слабое место, где хроматические аберрации, как правило, проявляют себя. Даже незначительные отклонения в производстве линзовых элементов в определенных условиях могут привести к появлению на ваших фотоснимках предательской ХА.

 

Это не значит, что необходимо срочно покупать объектив профессионального уровня (хотя, в принципе, это будет не лишним). На самом деле все объективы в той или иной степени страдают от хроматической аберрации. Важнее то, страдает ли ваш объектив видимыми на снимках ХА, и есть ли у вас эффективное средство для борьбы с ними.

 

 

Как избежать хроматических аберраций?

 

Хроматические аберрации могут быть эффективно удалены при обработке изображений в редакторе, если вы снимаете в формате RAW. Но наиболее правильным будет попытаться устранить проблему в первоисточнике — фотокамере. Существует несколько легких для понимания методов съемки, которые помогут вам свести к минимуму видимый эффект ХА. Давайте их рассмотрим

 

1. Избегайте высококонтрастных сцен

 

Хроматические аберрации, как правило, появляются в сценах с высокой контрастностью. В частности, если источник света находится позади снимаемого объекта, особенно на фотографиях, сделанных на белом фоне, пейзажные фото, сделанные при восходе солнца. В таких ситуациях необходимо попытаться перекомпоновать снимаемую сцену. Подберите другой задний фон, который будет больше соответствовать по контрасту объекту съемки, или дождитесь более подходящих условий освещения. Если снимаемую сцену необходимо запечатлеть в данном виде или просто нет другой возможности для съемки, то переключитесь в формат RAW, при этом вам придется делать корректировку при пост-обработке конечного фотоснимка.

 

2. Контролируйте фокусное расстояние зум-объектива

 

Приятно иметь зум-объектив к широким диапазоном фокусных расстояний, но реальность такова, что ХА проявляют себя на коротком и длинном конце фокуса. Поэтому возможность выбора фокусного расстояния, близкого к среднему, как правило, помогает снять вопрос о видимых хроматических аберрациях.

 

Например, фотосъемка с помощью зум-объектива на широких ФР приводит к появлению не только хроматических аберраций, но и различных других дефектов в изображении. Рассмотрите возможность съемки панорамы несколькими кадрами с фокусным расстоянием, на котором не проявляются видимые хроматические аберрации, а затем объедините изображений в редакторе.

 

3. Увеличьте числовое значение диафрагмы

 

Как правило, «зажатие» диафрагмы помогает уменьшить заметные дефекты большинства объективов, в том числе и хроматические аберрации. Помните, что вам при этом потребуется увеличить выдержку или повысить значение ISO, чтобы компенсировать потери света.

 

4. Располагайте снимаемый объект ближе к центру изображения

 

Хроматические аберрации, наиболее сильно проявляются по мере продвижения от центра кадра к его краям. Это, в основном является результатом неравномерности кривизны линз объектива. Поэтом, расположение главного объекта съемки ближе к середине снимаемого кадра, поможет уменьшить или даже полностью устранить ХА, а композиционную компоновку кадра затем произведите при пост-обработке.

 

 

Также следует упомянуть, что во многих современных фотокамерах ХА исправляется автоматически. Корректировка выполняется процессором камеры при конвертации файла в JPEG и не снижает чёткость снимка.

 

Хроматические аберрации в фотографии.

Поделиться статьёй:

Хроматические аберрации – это нарушения цветопередачи на готовом снимке, появляющиеся из-за неравномерного распределения цветовых волн после прохождения луча через линзу. Если рассматривать подробнее, то это один из случаев дисперсии, о которой нам что-то рассказывали в школе.

Содержание статьи:

Сама специфика формы линзы создает идеальные условия для преломления луча света. Но при попадании на край стекла свет распадается на цветные волны в виде радуги. И каждый цвет имеет свою длину волны. Красный и фиолетовый являются противоположностями по характеру преломления, у первого он минимальный, у второго — максимальный.

Проявляется эффект обычно:

• Цветовыми искажениями по краям снимаемого объекта;
• Бликами разных цветов;
• Радужными или цветными кольцами;
• Стиранием границ между светлыми и темными объектами;
• Общим снижением четкости и резкости отдельных элементов на изображении;
• Градиентными переходами от голубого к розовому на границе снимаемого объекта и другие.

• Аберрации – это базовые свойства любой линзы, убрать их полностью невозможно! Можно только снизить их интенсивность до порога восприимчивости глаз.

Виды аберрации в фотографии

Делят аберрации на два типа – геометрические и хроматические. Первые (сферохроматизм и хроматизм наклонных пучков) появляются в результате эффекта дисторсии и легко выправляются в графическом редакторе или убираются изначально при настройке камеры. Чаще всего они проявляются в искажениях формы, размеров, пропорций или положения объекта относительно остальной картинки.

С хроматическими немного сложнее, убрать их полностью не получится, так как дисперсия – одно из базовых свойств световых лучей. Какие же бывают аберрации оптической системы:

1. Хроматизм положения, или продольная аберрация,
2. Хроматизм увеличения.

Чтобы понять причину этих явлений и придумать пути снижения их интенсивности, следует вспомнить базовые знания физики.

• Важная мысль! Дисперсия и дисторсия имеют одинаковую причину, но разные проявления. Оба эффекта получаются из-за формы линзы. Но дисперсия это разложение света на цветовые волны, а дисторсия – изменение направлений линий.

Хроматизм положения

При попадании лучей света на линзу, они преломляются и распадаются на цвета, у каждого из них своя длина волны, следовательно и траектория у них будет отличаться. Так появляется понятие – коэффициент преломления, у каждого цвета он будет разным. У синего цвета он больше, следовательно эти лучи отклоняются от первоначальной траектории больше и точка фокусировки, то есть место, где они сойдутся снова, находится ближе к линзе. Красный же цвет имеет самый низкий коэффициент преломлении, что означает большее фокусное расстояние. Точка фокусировки будет максимально удалена от линзы.

Эта информация дает представление о фокусном расстоянии в общем – оно является совокупностью таких показателей для всех цветов спектра. Это усредненное значение, снижение аберрации – это процесс сведения этой разницы к минимуму. Тогда все лучи заново будут собираться в одной точке, или максимально близко к этому положению.

А хроматизм положения, или продольная аберрация является разницей между коэффициентами преломления красного и синего цветов. Если в таком случае начать фокусировку по синему, то все красные участки будут не в фокусе и наоборот.

• Важная мысль! Хроматизм положения сложно убрать полностью. Его можно только убавить до момента, когда глаз перестанет воспринимать искажения.

Избежать такого эффекта полностью не получится, а вот снизить его интенсивность можно путем использования системы линз.

Обычно применяют пару – обычная сферическая (крон) плюс обратно вогнутая (флинт), тогда разница коэффициента преломления направляется «против» аберрации. А цвета «собираются» обратно в точке фокуса. Происходит это таким образом. Первая линза диспергирует свет и рассеивает его, отклоняя лучи от первоначальной оси. Проходя сквозь нее, цвета получают отдельно, каждый под своим углом. Вторая отрицательная, или собирающая, повторно диспергирует лучи, собирая их обратно, компенсируя действие рассеивающей линзы. На итоговом изображении будет виден нужный цвет без искажений. Эти «дуэты», позволяющие снизить эффект хроматики, называются ахроматическими линзами.

Хроматизм увеличения

Этот эффект имеет ту же природу, но проявляется по другому. Лучи попадают на линзу, преломляются (каждый цвет под своим углом) и выдают разные размеры снимаемого изображения на итоговом снимке. Хроматизм увеличения не поддается корректировке при изменениях диафрагмы, только постобработкой. Принцип корректировки основан на изменении масштаба одного из 3 компонентов цветов при неизменном третьем. Тут главное не сместить оптическую ось, чтобы изображение «не поплыло». Исправить его на стадии съемок невозможно. Чаще всего хроматизм увеличения является свойством системы линз.

Съемка в RAW формате может снизить интенсивность искажения. Но лучше всего выбирать линзы с минимальными показателями аберрации, чтобы не пришлось их править при постобработке изображения.

Если выбирать, какой эффект убрать, а какой оставить, смело оставляйте хроматизм увеличений, он легко поддается редактированию в отличии от продольного. А съемка в raw или jpeg форматах позволит убрать его на этапе конвертирования.

Как избавиться от хроматических аберраций?

Можно править возникшие неприятные искажения на стадии обработки полученного изображения, с помощью конвертеров или редакторов. Но эффективнее бороться с проблемой на уровне настроек и подготовки к съемке. Какие же основные советы можно дать начинающим фотографам, чтобы они избежали хроматической аберрации в процессе работы:

• Закройте диафрагму. Максимально возможное значение диафрагмы позволить вам значительно снизить шанс и интенсивность появления видимого искажения на снимке. Недостаток света можно компенсировать увеличением ISO и показателя выдержки. Значения диафрагмы f/2.8 – f/4 сводят к минимуму шанс проявления аберрации.

• Важное располагаем в центре кадра. Линза устроена таким образом, что все негативные эффекты усиливаются к периферии. Если другими способами убрать аберрацию не получается, постарайтесь расположить снимаемый объект максимально близко к центру кадра, там интенсивность искажений значительно ниже. При желании при обработке снимка можно сделать кадрирование или композиционную компоновку изображения.

• Если не получается совсем убрать искажения на этапе подготовки, есть графические редакторы, способные сделать эффекты минимальными. Но нужно знать особенности работы программ.

• Фокусное расстояние (ФР) zoom-объектива. Широкий диапазон фокусных расстояний – не всегда хорошая опция. Объектив с такими свойствами будет иметь значительные погрешности в крайних точках фокуса, снижающиеся к центру. На коротких и длинных концах фокуса можно получить искажения даже при соблюдении всех остальных параметров, тут проявляется не только хроматическая аберрация, но и множество других неприятных моментов.

Поэтому старайтесь снимать со среднего фокусного расстояния, так дефекты будут минимально заметные. Если это не помогает и цветовые искажения все равно присутствуют, попробуйте снять одно и то же изображения с разного фокусного расстояния, а потом совместить их в редакторе.

• Важная мысль! Проблему можно решить, используя объективы с фиксированным фокусным расстоянием. Но это значительно снижает возможности камеры в других моментах – съемки панорам, пейзажей будут не такие интересные.

• Высокая контрастность. На фоне яркого солнца или возле другого источника света максимально контрастные предметы будут сильно искажаться на фотографии.

Избежать этого можно, изменив угол падения освещения, сменив фон на более темный, или передвинув объект съемки. Но, к примеру, на природе при съемке пейзажа на фоне заходящего солнца сложно скомпоновать кадр. Тогда поможет только редактирование кадра при постобработке, да этого снимайте в формате RAW, что позволить вам снизить аберрации на готовом снимке уже на компьютере.

• Высококачественные объективы. Самый дорогой, но самый действенный способ – приобретение мощной профессиональной оптики. Качественный материал, точность сборки, идеальная выверенность всех элементов, подгонка и тщательная проверка. Такой подход позволит снизить все виды искажений, известные в фотографии. Но оптика такого качества просто не может стоит дешево.

Как исправить аберрации посредством программ?

Для такого исправления хроматических аберраций применяют чаще всего 2 программы от компании Adobe:

Adobe Photoshop – самый популярный графический редактор растровых изображений для всех основных ОС. С его помощью можно редактировать изображения, создавать анимацию, обрабатывать медиафайлы, подготавливать изображения к печати, в том числе и в полиграфии. На базовую программу можно устанавливать дополнительные плагины и расширения, дающие практически неограниченные возможности работы с графикой. Используется Photoshop в рекламе, полиграфии, веб-дизайне, даже в создании компьютерных игр и роликов.

• Установленный плагин Adobe Camera RAW позволяет конвертировать снимки с камеры и сводить на нет все искажения уже на первом этапе работы.

Программа Adobe Lightroom была задумана больше как проводник или софт для управления каталогами снимков. В нем удобно перемещать, компоновать, сохранять и переименовывать снимки, создавая удобную базу с понятной навигацией. Программа позволяет делать коллажи, ретушировать снимки и готовить их к печати. Но одним из дополнительных свойств стало редактирование сохраняемых снимков, снижение шумов, изменения яркости и цветности. Возможности программы к версии 3.0 развились до вполне приличного уровня.

Таким образом, Lightroom может справится с искажениями и хроматическими аберрациями своими силами. Последняя версия программы работает удивительно быстро, работает со всеми популярными форматами изображения, создает закладки и мета-теги для более комфортной навигации.

• Важная информация! Для обработки фото на ПК существует множество различных программ, каждый фотограф выбирает самый удобный для себя вариант. Но мировое лидерство уже более 10 лет уверенно держит Photoshop и его облегченный «младший брат» LightRoom.

Революционным изобретением стало внедрение в функционал программы возможности передачи снимка с камеры на ПК или проектор в реальном времени. Называется это привязанная съемка и она позволяет демонстрировать снимки клиентам сразу же.

Благодаря программам пакета Adobe, у начинающих и опытных фотографов есть возможность не заморачиваться во время съемки насчет аберрации. А полностью погрузиться в процесс работы с клиентами или предметами, а обработкой заняться уже дома в спокойной обстановке.

Подведем итоги

Для фотографа хроматические аберрации – неизбежный попутчик. 20 лет назад они сильно отравляли жизнь и работу, так как качество линз оставляло желать лучшего, а программное обеспечение не было на таком высоком уровне, как в наше время.

Сегодня же все 3 вида аберраций (геометрические искажения, продольный хроматизм и хроматизм увеличения) можно убрать на любом этапе съемок. Качественный результат держится на трёх китах:

• На этапе подготовки к работе выбирайте правильный объектив.
• В процессе съемки выбирайте формат raw, держите фокус, прикрывайте диафрагму и помещайте объект съемок в центр кадра.
• А на ПК используйте графические редакторы – Photoshop и Lightroom и их неограниченные возможности по ретуши и коррекции снимков.

Запомните, что убрать аберрации полностью невозможно – от являются естественным и обязательным условием при наличии линзы, но снизить их интенсивность легко. Тренируйтесь как можно больше, делайте снимки сериями на первых порах работы, «играйте» настройками камеры и находите оптимальные показатели, при которых неприятные эффекты незаметны глазу.

Поделиться статьёй:

Хроматические аберрации — что это и как избежать?

Хроматические аберрации (также известны как цветовая окантовка или дисперсия) — распространенная проблема линзы, которая возникает, когда цвета неправильно преломляются (изгибаются) в линзе, в результате чего возникает несоответствие в фокусе, где цвета не объединяются как должны.

Для того, чтобы лучше это понять, вспомним, что фокальная плоскость является плоскостью, на которой расположены точки в фокусе, где пучки света должны собраться вместе, чтобы правильно сфокусироваться на сенсоре.

Дело в том, что в зависимости от особенностей вашего объектива, выбранного фокусного расстояния и даже значения диафрагмы, которое вы используете, определенные длины волн (цвет) могут прийти в эти точки до или после установки фокальной плоскости.

 

Когда это происходит, вы в конечном итоге получаете фотографию с визуальной цветовой окантовкой по краям. Конечно вы можете удалить низкие уровни хроматической аберрации в Photoshop и Lightroom, но лучше потратить немного времени, для того чтобы понять, как избежать этого в дальнейшем.

Почему происходят хроматические аберрации?

Хроматическая аберрация происходит потому, что ваша линза работает как призма, преломляя лучи света в зависимости от различных свойств стекла. Помните, что свет на самом деле состоит из волн различной длины (цветов). Таким образом, чтобы сенсор камеры обнаружил сочетания цветов, ваш объектив должен сделать так чтобы все длины волн этого конкретного луча света попали в одну и ту же точку.

Это звучит просто, но вы должны принять во внимание тот факт, что различные длины волн (и, таким образом, различные цвета) попав в объектив все сразу, будут вести себя немного по-другому в зависимости от линзы, через которую они проходят.

Для корректного выравнивания световых лучей можно использовать профессиональные линзы, устраняющие асферические аберрации. При желании можно приобрести элементы объектива, которые предназначены для коррекции преломления света.

Элементы объектива

Секрет коррекционных элементов объектива кроется или в стекле, или в дизайне самого объектива — при определенных условиях это приводит к тому, что на ваших фотографиях больше не проявится хроматическая аберрация. Я не пытаюсь доказать, что вам необходимо приобрести профессиональный объектив, напротив, имейте в виду, что все объективы страдают от хроматической аберрации в той или иной форме. Важно то, имеет ли ваш объектив видимые хроматические аберрации, и можно ли в вашем случае это устранить.

Как избежать хроматической аберрации?

На самом деле хроматическая аберрация может быть эффективно удалена при пост-обработке, если вы снимаете в RAW. Однако, практика утверждает, что вы должны попытаться устранить проблемы в камере, вместо того чтобы создавать себе лишнюю работу в дальнейшем.

Есть хорошие новости для тех, кто любит работать с линзой. Ниже приведены несколько простых советов, которые помогут вам свести к минимуму или совсем избавиться от нежелательных цветовых эффектов на ваших фотографиях.

1. Избегайте сюжетов с высоким контрастом.

Хроматические аберрации, как правило, появляются в сюжетах с высокой контрастностью. Особенно способствуют появлению аберраций съемки напротив белых фонов, пейзажная съемка восхода, заката или съемка, при которой источник света находится позади объекта съемки.

Это означает, что иногда не надо делать ничего, кроме переосмысления своего кадра. Смените фон, чтобы улучшить основной цвет объекта съемки, или подождите более благоприятных условий освещения. Если вам абсолютно точно нужно отснять этот кадр, попробуйте отснять несколько кадров в RAW формате, при этом, возможно, потребуется пост-обработка фотографии.

2. Проверяйте фокусное расстояние.

Несомненно, приятно иметь доступ к широкому диапазону фокусных расстояний, но факт в том, что большинство зум-объективов проявляют различные аберрации на слишком коротких и длинных расстояниях. Для того, чтобы избежать аберраций, выберите другое фокусное расстояние. Кроме того, с помощью зум-объектива под определенным углом, можно познакомиться не только с хроматическими аберрациями, но другими дефектами в изображении. После того, как вы приобрести себе зум-объектив, научитесь с ним обращаться. Для начала будет неплохо попробовать снимать панораму при определенном фокусном расстоянии так, чтобы избежать хроматических аберраций, а затем заниматься пост-обработкой до безукоризненного результата.

3. Следите за диафрагмой.

Конкретные показания будут зависеть от типа используемого объектива, но уменьшение диафрагмы обычно помогает снизить заметные цветовые эффекты, в том числе хроматические аберрации. Возможно, потребуется отрегулировать выдержку или повысить ISO, чтобы компенсировать потерю света при работе.

4. Переместите ваш объект в центр кадра.

Хроматические аберрации, как правило, происходят чаще всего тогда, как вы находитесь дальше от центра кадра. Это происходит в результате преломления света внутри линзы. Поэтому, иногда достаточно подвинуться ближе к объекту для того, чтобы уменьшить или даже полностью устранить проблему с хроматической аберрацией и другие дефекты линз на фотографии.

Иногда все, что вам может понадобиться в пост-обработке — это обрезать часть проблемного изображения для достижения желаемого кадра. Если вы работаете с небольшими отпечатками или цифровой дистрибуцией, различия между исходником и обработанным фото будут не так заметны.

Таким образом, мы рассмотрели понятие хроматические аберрации, узнали как их избежать, и узнали что поможет вам улучшить качество конечного изображения. Если у вас есть другие советы, не рассматриваемые в статье или комментарии, пожалуйста, поделитесь ими ниже.

Хроматическая аберрация | Понимание хроматической аберрации

Осевая хроматическая аберрация — это изменение длины каждой длины волны света, а боковая хроматическая аберрация — это изменение увеличения разных цветов света; становится более заметным на периферии изображения. Осевая хроматическая аберрация приводит к нечетким цветам перед и за положением фокуса из-за различий в фокусе каждого цвета. Это может быть заметно по краям очень ярких участков изображения.Боковая хроматическая аберрация является причиной цветовой окантовки. Это видно только по краям изображения.

Боковая хроматическая аберрация в некоторой степени снижается за счет комбинирования разных линз с разными показателями преломления, но с оптической точки зрения полностью устранить ее невозможно. В дополнение к красному и дополнительному к нему голубому цвету, а также синему и дополнительному к нему желтому цвету некоторые линзы могут иметь сложную цветовую окантовку, сочетающую эти два основных типа. Он значительно снижается за счет использования стекла ED с низкой дисперсией.

Новые цифровые зеркальные фотокамеры Nikon имеют встроенную функцию автоматической коррекции боковой хроматической аберрации. Он автоматически применяется к изображениям и не может быть выбран пользователем.

Поскольку хроматическая аберрация чаще наблюдается на изображениях, снятых с широкой диафрагмой, использование меньших значений f / ступени — это один из способов, которым вы можете попытаться уберечь свои изображения от хроматической аберрации. Другой случай, когда видна хроматическая аберрация, — это когда астрофотография фотографируется с определенными объективами, такими как 58 мм, и фокусируется на объекте не в центре кадра.

Программное обеспечение Nikon Capture NX2 имеет функцию коррекции боковой хроматической аберрации, которую можно найти в меню коррекции камеры и объектива. Щелкните здесь, чтобы узнать подробнее об использовании инструмента.

Осевая хроматическая аберрация применяется к изображениям JPG, TIFF и NEF в Nikon View NX (начиная с версии 1.3.0) и с NEF в Capture NX2 (начиная с версии 2.2.0). Помимо автоматической коррекции есть ползунок ручной регулировки.

Программное обеспечение Nikon Capture NX-D позволяет корректировать боковую и осевую цветовые аберрации с помощью инструмента коррекции камеры и объектива.

Другие программы редактирования программного обеспечения, такие как Adobe Photoshop, также имеют опцию коррекции хроматической аберрации.

Что такое хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация, также известная как «цветная кайма» или «пурпурная кайма», является распространенной оптической проблемой, которая возникает, когда линза не может привести все длины волн цвета к одной и той же фокальной плоскости и / или когда длины волн цвета сфокусированы в разных положениях в фокальной плоскости. Хроматическая аберрация вызвана дисперсией линз, когда свет разных цветов движется с разной скоростью при прохождении через линзу.В результате изображение может выглядеть размытым, или вокруг объектов могут появиться заметные цветные края (красный, зеленый, синий, желтый, фиолетовый, пурпурный), особенно в условиях высокой контрастности.

Идеальный объектив сфокусировал бы все длины волн в единую точку фокусировки, где находится лучший фокус с «кружком наименьшей путаницы», как показано ниже:

На самом деле показатель преломления для каждой длины волны у линз разный, который вызывает два типа хроматической аберрации — продольную хроматическую аберрацию и боковую хроматическую аберрацию.

Продольная хроматическая аберрация

Продольная хроматическая аберрация, также известная как «LoCA» или «боке», возникает, когда разные длины волн цвета не сходятся в одной и той же точке после прохождения через объектив, как показано ниже:

Линзы с В задачах с продольной хроматической аберрацией может появиться окантовка вокруг объектов по всему изображению, даже в центре. Красный, зеленый, синий или комбинация этих цветов могут появляться вокруг объектов. Продольную хроматическую аберрацию можно значительно уменьшить, остановив линзу.Объективы с фиксированным фокусным расстоянием с быстрой диафрагмой обычно гораздо более подвержены LoCA, чем объективы с низкой светосилой.

Вот пример продольной хроматической аберрации, которая видна на разных расстояниях:

NIKON D3S + 35mm f / 1.4 @ 35mm, ISO 200, 1/320, f / 1.4

Обратите внимание на зеленый цвет в верхней части изображения, переходя в нейтральный в середине, затем становясь фиолетовым в нижней части изображения, которая находится ближе к камере. Такая продольная хроматическая аберрация присутствует даже на дорогих объективах высокого класса, таких как Nikon 35mm f / 1.4G. Этот тип окантовки LoCA / боке можно значительно уменьшить при постобработке. Например, в Lightroom 4.1 есть инструмент «De-Fringe tool», который позволяет выбрать пипетку в модуле «Lens Corrections» и выбрать цвет бахромы, который необходимо скорректировать. С помощью такого инструмента можно либо полностью устранить эту окантовку, либо значительно ее уменьшить.

Вот еще один пример продольной хроматической аберрации с зеленой и пурпурной каймой, видимой с обеих сторон стволов и ветвей деревьев:

Нижняя обрезка была скорректирована в подмодуле Lightroom «Коррекция линзы» одним щелчком мыши.То же самое можно сделать в Photoshop, но для этого потребуется больше шагов (если не использовать инструмент Camera RAW).

Боковая хроматическая аберрация

Боковая хроматическая аберрация, также известная как «поперечная хроматическая аберрация», возникает, когда разные длины волн цвета попадают под углом фокусировки в разных положениях вдоль одной и той же фокальной плоскости, как показано ниже:

В отличие от LoCA, боковая Хроматическая аберрация никогда не появляется в центре и видна только в углах изображения в высококонтрастных областях.Синяя и фиолетовая окантовка часто встречается на некоторых объективах типа «рыбий глаз», широкоугольных и некачественных объективах. В отличие от продольной хроматической аберрации, боковую хроматическую аберрацию нельзя удалить, остановив линзу, но ее можно удалить или уменьшить с помощью программного обеспечения для постобработки.

Вот кадрирование угла объектива Nikon 35mm f / 1.8G с довольно сильным боковым CA в углах:

К сожалению, у многих объективов одновременно присутствуют как продольные, так и поперечные хроматические аберрации.Единственный способ уменьшить эти аберрации — это остановить объектив (чтобы уменьшить LoCA), а затем исправить латеральный CA в программном обеспечении постобработки, таком как Lightroom и Photoshop.

В то время как многие современные производители объективов используют специальные методы для уменьшения хроматических аберраций с использованием ахроматических / апохроматических оптических конструкций и специальных элементов со сверхнизкой дисперсией, хроматическая аберрация по-прежнему остается проблемой для большинства объективов с фиксированным фокусным расстоянием и зум-объективов, и нам просто нужно научиться обходить ее. с. Хорошей новостью является то, что многие современные зеркальные фотокамеры включают специальные методы постобработки в камере для уменьшения и даже устранения хроматических аберраций объектива, а также множество программных пакетов, способных справиться с хроматическими аберрациями.

Если вам интересно узнать больше, ниже приведен список статей о других типах аберраций и проблемах, которые мы ранее публиковали на сайте Photography Life:

Хроматическая аберрация — что это такое и как ее избежать

На фотографии выше вы можете заметить, что цвета в левой части кажутся полосами зеленого и красного цвета вдоль острых краев объекта; это то, что называется хроматической аберрацией.

Что такое хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация (также известная как цветовая окантовка или дисперсия) — распространенная проблема в линзах, которая возникает, когда цвета неправильно преломляются (изгибаются) линзой, что приводит к несоответствию в фокусной точке, где цвета не сочетаются должным образом.

Чтобы лучше понять это, помните, что фокальная плоскость — это точка фокусировки вашего сенсора; где весь свет от вашего объектива должен соединиться вместе, чтобы ваш датчик правильно распознал его. Дело в том, что в зависимости от конструкции вашего объектива, выбранного вами фокусного расстояния и даже диафрагмы, которую вы использовали, определенные длины волн (цвета) могут достигать точек до или после того, где находится фокальная плоскость.

Когда это происходит, вы получаете характерную цветную окантовку по краям на фотографии; и хотя вы можете удалить низкие уровни хроматической аберрации в Photoshop и Lightroom, реальность такова, что каждый дополнительный момент, который вы тратите на исправление фотографии, на один момент меньше, чем вам нужно сделать что-то еще!

Почему возникает хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация возникает из-за того, что ваш объектив действует как призма; Изгибание света зависит от различных свойств стекла, и, как и в случае с треугольником, известным Pink Floyd, проходящие через него цвета разделяются под разными углами.

Помните, что свет на самом деле состоит из нескольких волн (цветов) разной длины. Итак, чтобы сенсор вашей камеры мог определять комбинированный цвет света, ваш объектив должен заставлять все длины волн этого конкретного луча попадать в одну и ту же точку на сенсоре.

Звучит просто, но вы должны учитывать тот факт, что на линзу будут попадать разные длины волн (и, следовательно, разных цветов), и что каждый из этих лучей будет вести себя немного по-разному в зависимости от стекла, через которое он проходит .

Технический подвиг, необходимый для правильного выравнивания всех этих различных световых лучей, обычно достигается за счет использования производителем линзовой матрицы. На самом деле, если бы вы раздвинули линзу, не было бы ничего удивительного, если бы вы обнаружили более 16 линз, каждая из которых предназначена для корректировки различных факторов на пути света между линзой и сенсором.

К сожалению, именно здесь хроматическая аберрация имеет тенденцию поднимать свою уродливую голову. В конструкции этих элементов объектива скрыты дефекты — либо в стекле, либо в конструкции самого объектива, — которые в определенных условиях могут вызвать на ваших фотографиях аберрацию такого типа.

Я не пытаюсь сказать, что вам нужен объектив профессионального уровня, на самом деле, ключевой момент, о котором следует помнить, это то, что все линзы страдают от хроматической аберрации в той или иной форме. Важно то, демонстрирует ли ваш объектив видимую хроматическую аберрацию и является ли это в вашем конкретном случае препятствием или нет.

Как избежать дефектов хроматической аберрации

Хроматическую аберрацию можно эффективно удалить при постобработке, если вы снимаете в формате RAW.Однако хорошая практика гласит, что вы должны сначала попытаться устранить проблемы в камере, а не создавать дополнительную работу в будущем.

Хорошая новость заключается в том, что если вы застряли в работе с объективом, который демонстрирует некоторую форму видимой хроматической аберрации, существует несколько простых для понимания стратегий, которые могут помочь вам удалить или минимизировать видимый эффект ее на ваших фотографиях.

Избегайте высококонтрастных сцен

Хроматические аберрации имеют тенденцию вспыхивать в высококонтрастных сценах.Особенно виноваты снимки на белом фоне, пейзажные снимки на фоне яркого восхода солнца или, как в примере с этим гепардом, когда источник света находится позади объекта.

Это означает, что иногда ничего не остается, кроме как попытаться переосмыслить кадр. Измените фон на какой-нибудь, который лучше соответствует основному цвету вашего объекта, или дождитесь более благоприятных условий освещения. Если вам абсолютно необходимо сделать этот снимок как есть, переключитесь на RAW и приготовьтесь к тому, что вам может потребоваться подправить изображение на этапе пост-обработки.

Проверьте фокусное расстояние

Хотя хорошо иметь доступ к широкому диапазону фокусных расстояний, факт в том, что большинство зум-объективов демонстрируют различные аберрации на самых коротких и самых длинных крайних точках их фокусного диапазона. Таким образом, возможность выбора другого фокусного расстояния обычно помогает устранить проблему видимой хроматической аберрации.

Аналогичным образом, использование зум-объектива под широким углом обычно приводит не только к хроматическим аберрациям, но и к различным другим дефектам в вашем изображении.Вместо этого подумайте о выборе широкоугольного объектива с постоянным фокусным расстоянием для выполнения этой работы или, что более практично для вашего случая, сделайте панораму с фокусным расстоянием, которое не вызывает проблемы с хроматической аберрацией, а затем присоедините фотографии к пост-обработке для безупречного результат.

Остановите диафрагму

Хотя это будет зависеть от конкретного типа объектива, который вы используете, уменьшение диафрагмы обычно помогает приглушить заметные эффекты большинства дефектов объектива, включая хроматические аберрации.Помните, что вам может потребоваться уменьшить выдержку или увеличить ISO, чтобы компенсировать потерю света, если вы работаете в нестудийных условиях.

Если у вас есть доступ к освещению или вспышкам, то обязательно поэкспериментируйте с эффектом усиления и добавления дополнительного света.

Измените кадр объекта в центре изображения

Хроматические аберрации возникают чаще по мере удаления от центра кадра. Обычно это происходит из-за кривизны линз внутри оправы.Поэтому возможность перефокусировать объект ближе к центру может помочь уменьшить или даже полностью устранить проблемы с хроматической аберрацией и другими дефектами линз.

Это означает, что вам может потребоваться кадрировать изображение после съемки, чтобы получить желаемый кадр, что может стать проблемой, если вам абсолютно необходимо сохранить каждый пиксель на фотографии. Если, с другой стороны, вы работаете с мелкими отпечатками или цифровым распространением, то различия между разрешениями не так заметны, пока вы не уменьшите их значительно.

Итак, понимание хроматической аберрации, как ее избежать и что вы можете с этим сделать, поможет вам улучшить окончательное качество ваших изображений. Если у вас есть другие советы или комментарии, поделитесь ими ниже.

Хроматическая аберрация — что это такое и как ее избежать

Хроматическая аберрация — один из тех предметов, о которых слышно большинство фотографов, но лишь небольшая часть их понимает по-настоящему. Иногда это может сильно раздражать, и если вы не знаете, как удалить или минимизировать влияние хроматической аберрации на ваших фотографиях, потеря качества может быть огромной. Итак, что это за явление и как на самом деле его контролировать?

Из этой статьи вы узнаете все о хроматической аберрации, ее причинах и различных типах хроматической аберрации, которые вы можете наблюдать. Вы также откроете для себя некоторые из лучших методов, позволяющих избежать этого как в поле, так и на этапе пост-обработки, чтобы на ваши снимки больше не влияла хроматическая аберрация!

---

---

Что такое хроматическая аберрация в фотографии?

Хроматическая аберрация.Автор фото: DrBob, Wikimedia Commons.

Хроматическая аберрация — это эффект, который возникает, когда линза не может должным образом преломлять все длины волн цвета в одной и той же точке. Это довольно распространенная проблема в фотографии, которая затрагивает почти все объективы, хотя высококачественные объективы будут иметь меньшую хроматическую аберрацию по сравнению с более низкокачественными.

Теоретически идеальный объектив должен уметь фокусировать все длины волн цветов в одну точку, называемую «кругом наименьшего смешения», где хроматическая аберрация минимальна.В действительности же свет разных цветов попадает в объектив с разной скоростью (и, следовательно, в разное время), вызывая разные типы хроматических аберраций.

Проще говоря, и как вы можете видеть на фотографии ниже (которая представляет собой примерно 100% кадрирование оригинала), хроматическая аберрация состоит из некоторых раздражающих цветовых ореолов, которые появляются там, где их не должно быть. В этом случае их хорошо видно по краю горы.

Хроматическая аберрация на краю горы.Автор фотографии: Леонардо Папера.

---

---

Почему возникает хроматическая аберрация?

Как вы, возможно, поняли, прочитав определение, хроматическая аберрация — это проблема оптики, поэтому все зависит от объектива, который вы используете. В общем, качественные и дорогие линзы логически минимизируют хроматическую аберрацию лучше, чем обычные линзы. Однако невозможно найти линзу без хроматической аберрации, поскольку это физиологическая проблема всех линз при воздействии света.

Дисперсия также имеет какое-то отношение к хроматической аберрации: показатель преломления (число, показывающее, насколько быстро свет может проходить через определенный материал) линз различается для разных цветов. Например, световые волны синего цвета могут проходить через линзу быстрее, чем световые волны красного цвета. Эта разница в показателе преломления влияет на фокусировку ваших фотографий, и именно тогда вы получаете некоторые из этих раздражающих цветных ореолов по краям.

Проверьте наличие ярких ореолов по краям объектов на изображениях. Это может быть хроматическая аберрация. Автор фотографии: Леонардо Папера.

---

---

Типы хроматической аберрации

К сожалению, как будто одного было недостаточно, существует два различных типа хроматической аберрации; продольная (осевая) хроматическая аберрация и боковая (поперечная) хроматическая аберрация. Мы поговорим о них отдельно, чтобы понять, в чем на самом деле различия.

Продольная (осевая) хроматическая аберрация

Продольная аберрация (LCA), также называемая «окантовкой боке», возникает, когда объектив не может должным образом сфокусировать все цветные волны различной длины в определенной фокальной плоскости.Вы можете легко распознать этот вид хроматической аберрации, так как вы увидите нежелательную цветовую окантовку по всему кадру, даже в центре, особенно в расфокусированных частях изображения.

Продольная аберрация типична для длинных фокусных расстояний и широких объективов с постоянным фокусным расстоянием. Если вы заметили какую-то продольную аберрацию, вы можете легко минимизировать ее, закрыв диафрагму.

---

---

Боковая (поперечная) хроматическая аберрация

Боковая (или поперечная) хроматическая аберрация (TCA) возникает, когда световые волны разных длин проецируются в разных положениях вдоль фокальной плоскости.В отличие от продольной хроматической аберрации, TCA не появляется в центре кадра, но увеличивается по краям кадра.

TCA не будет сведен к минимуму, если вы уменьшите диафрагму объектива, поскольку она не зависит от нее. Вы можете распознать этот вид хроматической аберрации, поскольку она появляется вдоль высококонтрастных краев, где, возможно, есть резкий переход между яркими и темными областями. Это типично для коротких фокусных расстояний.

---

---

Как выглядит хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация известна также как «пурпурная кайма» или, в более общем смысле, «цветная кайма».Как следует из этих названий, это связано с тем, что вы можете легко распознать его как тонкие красочные линии вдоль высококонтрастных краев кадра или в нечетких частях кадра.

Наиболее распространенными цветами хроматической аберрации являются пурпурный (отсюда пурпурная окантовка) или зеленый, но они также могут быть синим, красным, желтым и т. Д.

---

---

Как избежать хроматической аберрации

Мы говорили о том, что такое хроматическая аберрация, почему она существует и как она выглядит.На этом этапе вы можете быть очень разочарованы, думая, что только что обнаружили новую «проблему», с которой нужно иметь дело при съемке.

Что ж, позвольте немного подбодрить вас: можно научиться контролировать и, возможно, вообще избежать хроматической аберрации! Вы можете использовать несколько техник, которые хотя бы минимизируют влияние хроматической аберрации на ваши изображения, поэтому давайте посмотрим, что они из себя представляют.

№1. Съемка в формате RAW

Я начну с того, что вам следует снимать в формате RAW не только из-за хроматической аберрации, но и по миллиону других причин.Если вы передаете свои изображения через программное обеспечение для пост-обработки после того, как сфотографировали их, вам даже не следует думать о съемке в формате JPEG. Единственный способ получить пригодный для редактирования базовый снимок — это сделать снимок в формате RAW.

При съемке в формате RAW у вас будет больше записанных данных, с которыми вы сможете поэкспериментировать, используя настройки программного обеспечения для постпроизводства, такого как Adobe Lightroom или Adobe Camera Raw. Немного попрактиковавшись, вы сможете почти полностью удалить хроматические аберрации на своих фотографиях.

---

---

№ 2. Избегайте высококонтрастных сцен

Высококонтрастные сцены являются наиболее чувствительными к хроматической аберрации областями, где она более заметна. Конечно, если снимок, который вы имеете в виду, требует от вас работы в высококонтрастных ситуациях, вы ничего не сможете с этим поделать, и вам все равно следует сделать снимок. Однако, если у вас есть возможность выбирать между съемкой с некоторыми высокими контрастами в кадре или без, я бы предпочел второй вариант, поскольку вам не придется в дальнейшем иметь дело с признаками хроматической аберрации.

---

---

№ 3. Фокусное расстояние

Обычно зум-объективы больше всего подвержены хроматической аберрации на минимальном и максимальном фокусных расстояниях. Допустим, у вас есть объектив 24–70 мм — и на 24 мм, и на 70 мм ваш объектив будет показывать больше хроматических аберраций.

Чтобы справиться с этим, у вас есть два варианта: первый — использовать объектив с постоянным фокусным расстоянием, который намного лучше справляется с хроматической аберрацией, а второй — не использовать минимальное / максимальное фокусное расстояние вашего зум-объектива и просто используйте промежуточные.Вы можете немного кадрировать или сделать панораму, чтобы воспроизвести минимальное / максимальное фокусное расстояние объектива, если хотите.

№ 4. Диафрагма

Игра с вашей диафрагмой будет особенно полезна для минимизации эффекта продольной хроматической аберрации. Как? Что ж, легко: сделав остановку хотя бы на один или два шага (или больше) от самой широкой диафрагмы вашего объектива.

Использование маленькой диафрагмы также может означать, что вам нужно уменьшить выдержку или повысить ISO, но это поможет вам уменьшить хроматическую аберрацию в долгосрочной перспективе.

---

---

№ 5. Должность субъекта

Итак, мы говорили о том, как минимизировать продольную хроматическую аберрацию, закрыв диафрагму объектива. А как насчет поперечной хроматической аберрации? Что ж, есть простой способ избежать этого! Если вы раньше обратили внимание, я писал, что TCA не будет отображаться в середине кадра, но будет виден только по краям изображения. Таким образом, если вы поместите объект в центр кадра, на него не повлияет хроматическая аберрация.

Что насчет того, если вы хотите разместить объект в нижней или верхней трети кадра или близко к краям? Что ж, вы можете поместить его в центр во время съемки, а затем обрезать изображение, чтобы получить желаемую композицию!

---

---

Как исправить хроматические аберрации в Lightroom

Мы говорили о том, как избежать хроматических аберраций при съемке на поле, но что делать, если вы не смогли их уменьшить по какой-то причине, и у вас все еще есть раздражающая цветная окантовка? Не волнуйтесь, Adobe Lightroom позаботится об этом!

Есть два варианта, которые помогут вам удалить хроматические аберрации в Lightroom: первый — заставить программу творить чудеса и выполнить автоматическую коррекцию, а второй — поработать над этим самостоятельно с ручной коррекцией.

Автоматическая коррекция

Автоматическая коррекция хроматической аберрации в Lightroom. Автор фотографии: Леонардо Папера.

Начнем с самого простого варианта. Чтобы найти автоматическую коррекцию CA в Lightroom, убедитесь, что вы находитесь в разделе «Разработка» программы.

Затем прокрутите до окна «Коррекция объектива», как показано на рисунке выше.

На этом этапе все, что вам нужно сделать, это поставить галочку в поле «Удалить хроматическую аберрацию» и позволить программе сделать все за вас.

Честно говоря, Lightroom отлично справляется с хроматическими аберрациями. Вы увидите, что в 99% случаев вам даже не нужно знать, как исправить их вручную.

Проверьте до и после: снимок выше здесь без галочки «Удалить CA». Как видите, на картинке отчетливо видна некоторая окантовка. Между тем на фото ниже видимых хроматических аберраций нет. Волшебный, правда?

Без хроматической аберрации. Автор фотографии: Леонардо Папера.

---

---

Ручная коррекция

Итак, давайте повторим процесс, как на фотографии выше, но вместо того, чтобы воспользоваться магией Lightroom, мы попытаемся самостоятельно устранить хроматические аберрации. Почему? Ну, потому что иногда автоматическое исправление программного обеспечения не может полностью решить проблему, поэтому полезно знать, как справиться с этим самостоятельно, если вы застряли в CA.

Перейти в ручной режим. Автор фотографии: Леонардо Папера.

Снова начните с раздела «Разработка» Lightroom.Затем откройте окно «Коррекция объектива», как вы это делали для автокоррекции, но вместо того, чтобы оставаться в поле «Профиль», переключитесь в меню «Вручную». У вас должны быть такие же настройки, как на фото выше.

Теперь у вас есть два варианта продвижения вперед: первый — использовать «Селектор цвета бахромы» — это глазок, который вы видите справа в верхнем левом углу окна «Бахрома». Вы можете выбрать затронутые области, и Lightroom попытается удалить CA из этих конкретных областей, изменив некоторые параметры.

Второй вариант — поэкспериментировать с этими параметрами самостоятельно, что я и сделал в данном случае, поскольку глазные капли работали некорректно.

Как вы можете видеть на фотографии ниже, я немного поиграл с ползунком Defringe Green и Green Hue, чтобы найти нужную точку, в которой все хроматические аберрации будут удалены.

Вам придется попрактиковаться, если вы хотите удалить хроматическую аберрацию вручную, но результаты могут быть просто потрясающими! Я всегда рекомендую вам сначала попробовать автокоррекцию, так как это может реально сэкономить время!

Удаление хроматической аберрации вручную.Автор фотографии: Леонардо Папера.

---

---

Как проверить линзы на хроматическую аберрацию

Чтобы проверить, насколько хорошо (или плохо) ваши линзы справляются с хроматической аберрацией, просто погуглите «Таблица испытаний хроматической аберрации» и загрузите одну из бесплатных моделей. Затем откройте его в полноэкранном режиме (и с максимальной яркостью) на своем ПК. Вы также можете распечатать его и сделать несколько снимков с помощью объектива, который хотите проверить.

Вы сможете легко увидеть, насколько на этот объектив влияет хроматическая аберрация, если откроете снимок, сделанный в Lightroom, и немного увеличите масштаб точек.

Да, это так просто!

Удаление хроматических аберраций может сделать фотографию более эстетичной. Автор фотографии: Леонардо Папера.

На этом этапе вы должны знать намного больше о хроматической аберрации, от того, что это такое, до того, как ее избежать, как в полевых условиях, так и после обработки. Хроматическая аберрация может быть неприятной проблемой, но если вы видите, что она влияет на некоторые из ваших изображений, не паникуйте! Их довольно легко контролировать в поле и еще проще удалить с помощью Lightroom.

---

Информация об авторе: Леонардо Папера — пейзажный фотограф из Италии. Вы можете найти больше его работ на его веб-сайте или подписавшись на него в Instagram.

---

Есть ли у вас какие-нибудь советы или рекомендации по предотвращению или устранению хроматической аберрации? Вы проверяли свои линзы на хроматическую аберрацию? Как все вышло? Оставьте комментарий ниже!

Хроматическая аберрация

Другой подход к уменьшению хроматической аберрации заключается в использовании двух положительных линз, разделенных половиной суммы их длин волн.Две одинаковые положительные линзы используются в окулярах, таких как окуляр Рамсдена, для коррекции. В этом подходе к минимизации хроматической аберрации используются две линзы из стекла одного и того же типа, так что имеется только один показатель преломления n, а выражение для объединенной силы комбинации линз зависит от этого показателя преломления. Если вы возьмете производную выражения мощности по n и установите ее равной нулю, вы сможете найти необходимое разделение линз, которое сделает эту производную равной нулю.Изменение показателя преломления в зависимости от длины волны или цвета света называется дисперсией, а нулевая производная означает, что дисперсия равна нулю. Если мощность не зависит от показателя преломления n, вы устранили хроматическую аберрацию. Предостережение заключается в том, что эти выражения предполагают тонкие линзы и параксиальные лучи (близко к оптической оси), поэтому это не идеальное решение. Сила пары тонких линз определяется выражением , где сила индивидуальной линзы для тонкой линзы может быть выражена как из формулы производителей линз.Здесь K будет использоваться для представления зависимости от радиусов поверхностей линз. Тогда мощность пары линз равна Производная степени по n равна Это условие отсутствия изменения оптической силы линзы по отношению к индексу n, т. Е. Нулевой хроматической аберрации. Умножение на (n-1) позволяет нам выразить это через оптическую силу линз и выход А используя P = 1 / f, это можно выразить через фокусные расстояния. Обратите внимание, что если f 1 = f 2 , разделение просто равно фокусному расстоянию каждой из линз, и это условие используется для окуляра Рамсдена, как упомянуто выше.

Индекс Концепции линз Ссылка Meyer-Arendt, Ch 5,4th Ed.

Что такое хроматическая аберрация и как ее исправить? — Mastin Labs

Если вы когда-либо посещали занятия по естествознанию или играли с кристаллом или призмой, вы знаете, что свет состоит из цветных волн, которые представляют все цвета радуги. В фотографии явление возникает, когда длины цветных волн в свете разделяются и воссоединяются при прохождении через линзу.Когда свет изгибается неправильно при прохождении через несовершенную линзу, это может вызвать эффект размытия цвета по краям изображения. Этот эффект называется хроматической аберрацией.

Хроматическая аберрация — очень распространенная проблема в линзах, которую иногда называют «цветной окантовкой» или «фиолетовой окантовкой». Хроматическая аберрация может проявляться в виде размытия или окрашивания красного, зеленого, синего, желтого, фиолетового или пурпурного цветов по краям изображения. Эти цвета особенно часто появляются на высококонтрастных фотографиях с сильными бликами и тенями.

Хроматическая аберрация возникает из-за того, что объектив вашей камеры представляет собой практически призму. Когда свет проходит через призму, свет изгибается, и длины цветовых волн разделяются. Несовершенство линз может привести к неправильному изгибу света, а некоторые длины волн могут изменить свою скорость или угол. Это приводит к несинхронизированным длинам волн и, как следствие, к размытию цвета и отклонениям в изображении.

Практически ни один объектив не идеален, и каждый объектив в той или иной степени страдает хроматической аберрацией.Это настолько обычное явление в фотографии, что многие зеркальные фотокамеры имеют встроенные в камеру технологии постобработки, которые помогают исправлять хроматическую аберрацию, когда это происходит. Если ваша камера не имеет этой возможности, если ваш объектив явно отображает хроматическую аберрацию или вам просто нужны советы о том, как вы можете контролировать хроматическую аберрацию, прочтите обзор двух типов хроматической аберрации и несколько способов ее устранения. уменьшить или устранить его; в камере и при постобработке.

Продольная (или осевая) хроматическая аберрация

Этот тип хроматической аберрации возникает, когда цветовые волны не соединяются в одной и той же точке после прохождения через линзу.

Знаков: Если на изображении есть цветная кайма вокруг объектов по всему изображению, даже в центре, и если отображаемые цвета — красный, зеленый, синий или их комбинация.

Способы устранения: Объективы с более высокой диафрагмой, как правило, более подвержены продольной хроматической аберрации, чем объективы с более низкой диафрагмой, поэтому уменьшите диафрагму. Это может уменьшить его или полностью исправить. Чтобы компенсировать свет при остановке, помните, что вы можете уменьшить выдержку, увеличить ISO или добавить вспышку или другой источник света.

Боковая (поперечная) хроматическая аберрация

Световые волны (цвета) изогнуты и проходят через линзу под углом, перефокусировавшись в разных местах фокальной плоскости.

Знаков: Эффект заусенцев наиболее заметен в углах высококонтрастного изображения, а не в середине.

Способы устранения: На этот эффект не повлияет уменьшение диафрагмы объектива. Чтобы удалить боковую хроматическую аберрацию, вы должны исправить ее в программе постобработки, такой как Lightroom.

Есть несколько вещей, которые вы как фотограф можете сделать, чтобы уменьшить или устранить хроматическую аберрацию в камере, чтобы уменьшить потребность в редактировании при публикации.

Избегайте высококонтрастных ситуаций

Хроматическая аберрация усиливается в высококонтрастных ситуациях, когда на одном изображении присутствуют сильные тени и блики. Ситуации с высокой контрастностью включают:

• Жесткое наружное освещение
• Подсветка
• Изображения со светоотражающей поверхностью (океан, небо или белый фон)
• Внутреннее освещение с ярким источником света.

Не используйте зум-объектив слишком сильно

Зум-объективы

могут демонстрировать различную степень хроматической аберрации, особенно при самых экстремальных коротких и длинных фокусных расстояниях. Если ваш зум-объектив показывает хроматическую аберрацию, вы обычно можете уменьшить ее, увеличив масштаб до середины диапазона фокусных расстояний.

Исправить в сообщении

По возможности старайтесь исправить хроматическую аберрацию в камере, исправление ее в публикации — это просто больше времени, добавляемого к процессу редактирования. Хорошая новость заключается в том, что если вам абсолютно необходимо сохранить исправление на потом, вы обычно можете эффективно удалить хроматическую аберрацию при публикации, если изображение было изначально снято в формате RAW.

Вот пошаговые инструкции по устранению хроматической аберрации с помощью Adobe Lightroom.

Хроматическая аберрация так часто встречается в фотографии; но, к счастью, эти простые стратегии уменьшения, устранения и исправления хроматической аберрации просты. Имея возможность восстанавливать изображения, непригодные для использования, умение управлять хроматической аберрацией является ценным навыком для каждого фотографа.

Шаг 1. Откройте Lightroom и увеличьте ту часть изображения, где вы видите видимые хроматические аберрации.

Шаг 2. Щелкните панель «Коррекция объектива» (в модуле «Разработка») на вкладке «Основные» или «Цвет».

Шаг 3. Установите флажок «Удалить хроматические аберрации», чтобы включить его.

После выполнения шагов 1–3 уменьшите масштаб и посмотрите на свое изображение. Для большинства изображений этот простой процесс поможет избавиться от хроматической аберрации в Lightroom, и вы сможете перейти к другому редактированию.

Если после выполнения шагов 1–3, описанных выше, на изображении все еще видна хроматическая аберрация, переходите к шагам 4 и 5.

Шаг 4. Щелкните вкладку «Цвет» на панели «Коррекция объектива».

Шаг 5. Обратите внимание на оставшийся цвет. Если вы все еще видите зеленую линию по краям изображения, увеличьте ползунок «Сумма» над параметром «Оттенок зеленого», сдвинув его вправо, пока бахрома не исчезнет. Повторите это действие для «Purple Hue», если вы видите пурпурную бахрому.

аберраций | Физика

Цель обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите оптическую аберрацию.

Реальные линзы ведут себя несколько иначе, чем моделируются с помощью уравнений тонкой линзы, создавая аберраций . Аберрация — это искажение изображения. Существует множество аберраций, связанных с размером линзы, материалом, толщиной и положением объекта. Одним из распространенных типов аберраций является хроматическая аберрация, связанная с цветом. Поскольку показатель преломления линз зависит от цвета или длины волны, изображения создаются в разных местах и ​​с разным увеличением для разных цветов.(Закон отражения не зависит от длины волны, поэтому у зеркал нет этой проблемы. Это еще одно преимущество зеркал в оптических системах, таких как телескопы.)

На рис. 1а показана хроматическая аберрация для одиночной выпуклой линзы и ее частичная коррекция с помощью двухлинзовой системы. Фиолетовые лучи изгибаются больше, чем красные, поскольку они имеют более высокий показатель преломления и поэтому фокусируются ближе к линзе. Рассеивающаяся линза частично исправляет это, хотя обычно это невозможно сделать полностью.Могут использоваться линзы из разных материалов и с разной дисперсией. Например, ахроматический дуплет, состоящий из собирающей линзы, изготовленной из коронного стекла, и расходящейся линзы из бесцветного стекла в контакте, может значительно уменьшить хроматическую аберрацию (см. Рисунок 1b).

Рис. 1. (a) Хроматическая аберрация вызвана зависимостью показателя преломления линзы от цвета (длины волны). Линза более сильна для фиолетового (V), чем для красного (R), создавая изображения с разным расположением и увеличением.(b) Системы с несколькими линзами могут частично корректировать хроматические аберрации, но для них могут потребоваться линзы из других материалов и увеличивать стоимость оптических систем, таких как камеры.

Довольно часто в системе визуализации объект находится не по центру. Следовательно, разные части линзы или зеркала не преломляют и не отражают изображение в одной и той же точке. Этот тип аберрации называется комой и показан на рисунке 2. Изображение в этом случае часто выглядит грушевидным. Другой распространенной аберрацией является сферическая аберрация, когда лучи, сходящиеся от внешних краев линзы, сходятся в фокусе ближе к линзе, а лучи ближе к фокусу оси дальше (см. Рисунок 3).Аберрации из-за астигматизма в линзах глаз обсуждаются в разделе «Коррекция зрения», а диаграмма, используемая для обнаружения астигматизма, показана на рисунке 4. Такие аберрации также могут быть проблемой для изготовленных линз.

Рис. 2. Кома — это аберрация, вызванная смещением объекта по центру, что часто приводит к получению изображения грушевидной формы. Лучи исходят из точек, которые не находятся на оптической оси, и они не сходятся в одной общей точке фокусировки.

Рис. 3. Сферическая аберрация вызвана фокусировкой лучей на разном расстоянии от линзы.

Рисунок 4. На этой диаграмме можно обнаружить астигматизм, неравномерность в фокусе глаза. Проверьте каждый глаз отдельно, посмотрев на центральный крест (без очков, если вы их носите). Если линии на одних осях кажутся темнее или четче, чем на других, у вас астигматизм.

Изображение, создаваемое оптической системой, должно быть достаточно ярким, чтобы его можно было различить. Часто бывает сложно получить достаточно яркое изображение. Яркость определяется количеством света, проходящего через оптическую систему.Оптическими компонентами, определяющими яркость, являются диаметр линзы и диаметр зрачков, диафрагм или диафрагм, расположенных перед линзами. В оптических системах часто есть входные и выходные зрачки, специально предназначенные для уменьшения аберраций, но они также неизбежно снижают яркость. Следовательно, оптические системы должны обеспечивать баланс между различными используемыми компонентами. Радужная оболочка глаза расширяется и сужается, действуя как входной зрачок. Вы можете видеть предметы более четко, если посмотрите через маленькое отверстие, проделанное рукой в ​​форме кулака.Прищурившись или используя небольшое отверстие в листе бумаги, вы также сделаете объект более резким.

Так как же исправить аберрации? Линзы также могут иметь поверхность особой формы в отличие от простой сферической формы, которую относительно легко изготовить. Дорогие объективы для фотоаппаратов имеют большой диаметр, поэтому они могут собирать больше света и требуют нескольких элементов для коррекции различных аберраций. Кроме того, достижения в области материаловедения привели к созданию линз с диапазоном показателей преломления, которые технически называются линзами с градиентным показателем преломления (GRIN).Очки часто обладают способностью обеспечивать диапазон фокусировки с использованием аналогичных методов. Линзы GRIN особенно важны на конце оптических волокон в эндоскопах. Усовершенствованные вычислительные методы позволяют вносить ряд исправлений в изображения после того, как изображение было собрано и известны определенные характеристики оптической системы. Некоторые из этих методов представляют собой сложные версии того, что доступно в коммерческих пакетах, таких как Adobe Photoshop.

Сводка раздела

• Аберрации или искажения изображения могут возникать из-за конечной толщины оптических инструментов, несовершенства оптических компонентов и ограничений на способы использования компонентов.
• Средства для исправления аберраций варьируются от лучших компонентов до вычислительных методов.

Концептуальные вопросы

1. Перечислите различные типы аберраций. Что их вызывает и как их можно уменьшить?

Задачи и упражнения

Комплексные концепции.