Хроматические аберрации что это: Хроматические аберрации: что это такое и как убрать | Статьи | Фото, видео, оптика

Содержание

Хроматические аберрации: что это такое и как убрать | Статьи | Фото, видео, оптика

Как сделать фотографию приятной глазу? Добиться, чтобы она не была пересвеченной или слишком тёмной. Поднять контраст и резкость. И, конечно, убрать недостатки, которые вносит оптика. К ним относят искажение картинки из-за вида линзы (например, широкоугольный объектив растягивает растягивает углы), виньетку и хроматические аберрации.

Разбираемся, что такое хроматическая аберрация, как убирать её в разных графических редакторах — Photoshop, Lightroom и Capture One.

Фото: Елизавета Чечевица / instagram.com/chechevic_a

Что такое хроматические аберрации
      Причина хроматической аберрации
      Как избежать хроматической аберрации
Как убрать хроматические аберрации
      Как убрать хроматические аберрации в Photoshop
      Как убрать хроматические аберрации в Adobe Camera Raw
Как убрать хроматические аберрации в Lightroom
Как убрать хроматические аберрации в Capture One

Что такое хроматические аберрации

Хроматическая аберрация — это искажение, которое получается, когда свет проходит через линзу объектива. Обычно это цветные ореолы или полоски, которых не было в фотографируемой сцене. 

Чаще всего хроматические аберрации проявляются на стыке контрастных границ. Это места, где сталкиваются два разных цвета или яркости. Например, модель в чёрном пальто на фоне светлого зимнего неба.

Причина хроматической аберрации

Хроматическая аберрация проявляется, когда световой луч при преломлении раскладывается на спектр. То есть свет попадает в объектив и там преломляется с помощью линз. 

Мы можем видеть преломление света в виде хроматической аберрации на фотографии из-за паразитной дисперсии, когда фокусные расстояния для лучей разных цветов не совпадают. Это происходит, потому что у цветов разная длина волны. Именно из-за этого хроматическая аберрация может быть красного, пурпурного, жёлтого и любого другого оттенка.

Речь идет про дисперсию света, которую ещё в 1672 году открыл Ньютон. Одно из самых простых и понятных явлений дисперсии — радуга или блики света, играющие в драгоценных камнях с огранкой.

Иллюстрация опыта Ньютона. Луч при прохождении через призму раскладывается на спектр основных цветов. Хроматическая аберрация — это когда при преломлении мы видим один из этих цветов / wikipedia.org

Как избежать хроматической аберрации

  • В первую очередь на появление хроматических аберраций влияют свойства оптики. Поэтому используйте высококачественные объективы профессиональных серий.

Либо перед покупкой читайте детальные обзоры — в хорошем обзоре всегда будет информация про хроматические аберрации объектива и другие оптические искажения.

  • Снимайте на более высоких значениях диафрагмы. Например, в районе f4-f5.6. Особенно это касается оптики любительского уровня. 

Компенсируйте недостаток света, поднимая ISO, укорачивая выдержу, используя внешние вспышки. Здесь мы рассказываем, как настраивать накамерную вспышку.

  • Если у вас объектив с переменным фокусным расстоянием, снимайте на средних значениях. Так, если объектив 24-70mm, то на значении 24mm шанс получить хроматические аберрации выше, чем при съёмке на 40mm.

Если ни один из способов не помог и хроматическая аберрация всё равно появилась, то её можно быстро убрать на постобработке. Ниже расскажем, как сделать это в разных графических редакторах.

Как убрать хроматические аберрации

Хроматическая аберрация — это цветной ореол или линия вокруг объекта. Получается, чтобы убрать это оптическое искажение, нужно его найти и обесцветить. На этом принципе строится удаление хроматический аберраций в любых графических редакторах.

На иллюстрации слева при сильном приближении видны пурпурные хроматические аберрации на здании. На фотографии слева хроматические аберрации удалены с помощью Photoshop / Иллюстрация автора

Как убрать хроматические аберрации в Photoshop

Этот вариант лучше всего подойдет для тех, кто снимает в .JPEG.

      1. Откройте фотографию.
      2. Создайте дубликат слоя. Для этого в палитре Слои/Layer нажмите на слой правой кнопкой мыши по слою и выберете Дубликат слоя / Duplicate Layer.

Быстро создать дубликат слоя можно с помощью горячей клавиши Ctrl+J / Иллюстрация автора

      3. Выберете только что сделанный дубликат. Идите в Фильтр/Filter — Размытие/Blur — Размытие по Гауссу/Gaussian Blur. Радиус размытия зависит от размера фотографии и подбирается экспериментально. Но ориентироваться можно на значения от 2 до 7 пикселей.
      4. Примените размытие. После этого поставьте размытый слой в режим наложения Цвет/Color. Не путайте с Цветностью/Hue.

Как убрать хроматические аберрации в Adobe Camera Raw

Вариант для тех, кто снимает в .RAW. Первое, что вы увидите, открыв Photoshop — модуль Adobe Camera Raw (ACR) для проявки RAW-файлов.

      1. Откройте файл в ACR и найдите вкладку Коррекции Линз / Lens Corrections.
      2. Поставьте галочку Удалить Хроматическую Аберрацию / Remove Chromatic Aberration.

Пример хроматической аберрации. Слева изображение до её удаления. Она проявлялась в виде голубых и красных ореолов по контуру дерева / Иллюстрация автора

Как убрать хроматические аберрации в Lightroom

      1. Импортируйте нужный файл в Lightroom.
      2. Перейдите во вкладку Develop.
      3. В левой части экрана внизу найдите вкладку Коррекции Линз / Lens Corrections.
      4. Нажмите галочку Удалить Хроматическую Аберрацию / Remove Chromatic Aberration.

Пример хроматической аберрации. На оригинале она проявлялась в виде пурпурного и голубого ореолов вокруг ветки / Иллюстрация автора

Как убрать хроматические аберрации в Capture One

Capture One убирает хроматические аберрации по умолчанию, как только вы открываете в ней RAW-файл. Но, если по каким-то причинам функция не заработала, то алгоритм следующий:

      1. Найдите кнопку Коррекции Линз / Lens Corrections в виде кружочка.

В зависимости от заданных вами настроек основные панели для редактирования могут быть слева или справа. В данном случае они по умолчанию слева / Иллюстрация автора

      2. Нажмите галочку Хроматическая аберрация / Cromatic Aberration. Тогда программа автоматически найдет на изображении искажения и обесцветит их.


Фишки Camera Raw, о которых вы не знали
Зачем нужны маски в Photoshop и как ими пользоваться
Гайд по кривым: как обработать фотографию самым мощным инструментом Photoshop

Хроматическая аберрация | это… Что такое Хроматическая аберрация?

Хроматизм положения (1) и его уменьшение с помощью ахроматической линзы (2)

пример аберрации

Хромати́ческая аберра́ция — паразитная дисперсия света, проходящего через оптическую систему (фотографический объектив, бинокль, микроскоп, телескоп и т.  д.). При этом белый свет разлагается на составляющие его цветные лучи, в результате чего изображения предмета в разных цветах не совпадают в пространстве изображений.

Кроме этого, к хроматическим аберрациям можно отнести хроматические разности геометрических аберраций (см. ниже).

Хроматическая аберрация ведёт к снижению чёткости изображения, а иногда также и к появлению на нём цветных контуров, полос, пятен, которые у предмета отсутствуют.

Содержание

  • 1 Хроматизм положения
  • 2 Хроматизм увеличения
  • 3 Хроматические разности геометрических аберраций
  • 4 Хроматические аберрации в фотографии
  • 5 См. также
  • 6 Примечания
  • 7 Литература

Хроматизм положения

Схема исправления хроматизма положения: 1 — крон, 2 — флинт, 3 — зелёный луч, 4 — точка сведе́ния синего и красного лучей

Оптическое стекло и другие оптические материалы обладают дисперсией, то есть показатель преломления отличается для лучей различного цвета.

Коэффициент преломления синих лучей, как правило, больше, чем красных, поэтому их фокус расположен ближе к задней главной точке линзы, чем фокус красных лучей . Отсюда следует, что для луча белого света единого фокусного расстояния у одной линзы не существует, а есть совокупность фокусных расстояний лучей всех цветов.

Разность называется хроматизмом положения (или хроматической разностью положения, продольной хроматической аберрацией). Диафрагмирование несколько её уменьшает.

При этом изображения предмета в лучах разного цвета будут находиться на разных расстояниях от задней главной точки. Если наводить на резкость по красным лучам, изображение в синих лучах будет не в фокусе, и наоборот.

Хроматические аберрации у фотографических объективов тщательно устраняются. Система линз, в которой сближены фокусы двух (например, синих и жёлтых) лучей, называется ахроматической, а при сближении фокусов трёх лучей — апохроматической, четырёх — суперахроматической.

Хроматизм положения вызывает значительную нерезкость изображения, поэтому при чёрно-белой съёмке моноклем и перископом, у которых он не устранён, после установки на резкость нужно ввести дополнительную поправку на положение объектива относительно светочувствительного элемента , определяемую по формуле:

,

где  — сопряжённое фокусное расстояние;  — фокусное расстояние монокля или перископа.

Необходимость в поправке вызывается тем, что при визуальной наводке изображение из-за повышенной чувствительности глаза к жёлтым лучам устанавливается в их фокусе, а не в фокусе сине-фиолетовых лучей, к которым наиболее чувствителен чёрно-белый несенсибилизированный фотоматериал. Последние, будучи не в фокусе, образуют значительные кружки рассеяния, уменьшающие резкость изображения.

Хроматизм положения может быть исправлен путем комбинирования собирательной и рассеивающей линз из стёкол с различной дисперсией. При прохождении через первую линзу луч отклоняется к оптической оси и диспергирует; войдя во вторую линзу, он незначительно отклоняется в обратную сторону и повторно диспергирует, но в обратном направлении. В результате хроматическая аберрация первой линзы компенсируется второй, отрицательной, линзой, и лучи различных цветов соберутся в одной точке. Такие линзы, исправляющие хроматизм положения, называются ахроматическими линзами (ахроматами).

Ахроматические линзы используются во многих современных объективах. Ахроматизировать отдельный элемент или комбинацию далеко не всегда необходимо; достаточно, чтобы все элементы в целом компенсировали дисперсию друг друга.

На этапе конструирования хроматические аберрации также могут быть уменьшены, если в конструкции оптического прибора применяются такие оптические элементы, как линзы из особых оптических стёкол (курцфлинт, лангкрон), зеркала или зонные пластинки.

Хроматизм увеличения

Называется также хроматической разностью увеличения.

Хроматическая аберрация, при которой изображения одного и того же предмета в лучах разного цвета имеют несколько различный размер. Не уменьшается от диафрагмирования, как и от увеличения.

Для цветного изображения в цифровой форме хроматизм увеличения может быть в какой-то степени исправлен программным путём. Для точного сведения трёх компонентов изображения (красный, зелёный и синий) необходимо для двух из них изменить масштаб, оставляя неподвижной ту точку, где проходила оптическая ось (обычно это центр кадра). Во многих преобразователях RAW-файлов такая функция имеется, но оптическая корректировка предпочтительнее, так как в сложных объективах присутствуют и другие аберрации, которые простыми преобразованиями не исправляются и индивидуальны для каждой модели объектива, в результате чего становится сложно выделить хроматизм увеличения программно. Хорошая коррекция хроматизма увеличения невозможна, когда объектив плохо работает в контровом свете. Исправление хроматизма увеличения на компьютере улучшает качество изображения, но всё же предпочтительнее снимать фотографии теми объективами, которые имеют минимальные аберрации. Так, объективы с фиксированным фокусным расстоянием обычно имеют существенно меньшие аберрации, чем трансфокаторы.

Хроматические разности геометрических аберраций

Хроматические разности в общем случае, каждая геометрическая аберрация в зависимости от цвета. Так, например, сферическая аберрация может быть различной для синих и для красных лучей, в этом случае её называют «сферохроматизм»), и хроматическую разность аберраций наклонных пучков. Всё это также можно считать хроматическими аберрациями, поскольку это даёт побочные эффекты, в целом аналогичные хроматизму положения и увеличения.

Хроматические аберрации в фотографии

Во всех современных камерах Никон хроматические аберрации исправляются автоматически для всех объективов. На Кэнон эту практику только начали внедрять и есть автоматическое исправления только на 5D Mark3, и то, в камеру нужно загружать профили для каждого объектива[источник не указан 253 дня].

См. также

  • Аберрация оптической системы

Примечания

Литература

  • Волосов Д. С. Фотографическая оптика. М., «Искусство», 1971.
  • Тамицкий Э. Д., Горбатов В. А.
    Учебная книга по фотографии. М., «Легкая индустрия», 1976
  • Краткий фотографический справочник. Под общей редакцией д.т. н. Пуськова В. В., изд. 2-е, М., Искусство, 1953.

Хроматические аберрации: виды искажений на фото

Автор статьи:Евгения Соколова

17.10.2021

Хроматическая аберрация — это нарушение цветопередачи, которое проявляется в виде «бахромы» (контура) на контрастных объектах. Поговорим о том, какие бывают виды аберраций, почему они возникают и как от них избавиться.

Какими бывают цветовые искажения на снимках

Эффект хроматической аберрации возникает в тот момент, когда луч света проходит через линзу объектива, преломляется и распадается на спектральные цвета (от красного до фиолетового). Все цвета разноволновые по длине, поэтому у каждого будет собственный угол преломления, что в результате приводит к возникновению на фотографии разного рода искажений: цветовых полос, бликов или колец.

Показатели аберрации:

  • цветные полосы по контуру объектов;
  • радужные блики;
  • разноцветные круги;
  • нивелирование границ между контрастными объектами;
  • падение четкости на локальных участках снимка;
  • плавный переход одного цвета к другому на границах снимаемого объекта.

Проще говоря, хроматическая аберрация в фотографии — это цветовые искажения на изображении.


Пример хроматической аберрации

Классификация искажений

Хроматические аберрации оптических систем были теоретически обоснованы в позапрошлом столетии немецким математиком Ф. Л. Зейделем. Всего было выделено 5 разновидностей искажений. Они относились к монохроматическому, то есть черно-белому изображению, когда все лучи имеют одну длину волны. Позже, когда появилась цветная пленка, были обнаружены еще и цветовые аномалии.

Монохроматизм — погрешность, присущая оптике. Аномалии появляются оттого, что поверхности, преломляющие лучи, не могут собрать световые потоки в одну точку, если те падают на плоскости под большими углами.

Выделяют следующие типы аномалий:

Сферическая аберрация

Это нивелирование границ между объектами, которые слишком контрастны по отношению друг к другу. Возникает из-за несовпадения фокусов для лучей света проходящих на разных расстояниях от оптической оси.


Пример сферической аберрации

Кома

Выглядит как размытость по краям объекта, на профессиональном жаргоне называют «коматической засветкой». Также может иметь вид капли или кометы с большим светящимся хвостом. Вызывается разницей преломления между лучами, исходящими из одной точки, когда одна часть лучей проходит по краю объектива, а другая по центру.


Пример комы

Астигматизм

Изображение получается резче на одном участке фото, чем на другом. Появляется вследствие того, что лучи, находящиеся вне оптической оси объектива, имеют различные точки сходимости.


Астигматизм фотографии

Кривизна

Также проявляется неравномерной четкостью по всей поверхности снимка из-за особенностей формы линзы.


Кривизна поля изображения

Дисторсия

Это искажение прямых линий. В результате предметы по краям кадра выглядят неестественно сплюснутыми или вытянутыми. Об этом явлении мы поговорим чуть ниже.


Дисторсия

Сферическая и хроматическая аберрации, а также дисторсия — это основные искажения линз.

Главные типы аберраций

Итак, выделяют два основных вида искажений: те, что связаны с геометрией, и цветовые. Первый тип — это дисторсия, эффект, который легко убрать в программе для редактирования фото. Данное явление хорошо знакомо владельцам широкоугольных объективов, когда картинка по краям получается выпуклой или вогнутой.

Второй вид — непосредственно хроматическая аберрация, которая делиться на два подвида: продольная аберрация и поперечная. Причина хроматической аберрации заключается в явлении дисперсии и связана с разложением цвета на световые волны. А причина геометрической аберрации — в дисторсии и связана с кривизной волны. Оба эффекта обязаны своим явлением форме линзы, но если геометрию еще можно исправить, то убрать хроматическую аберрацию целиком не получится. Можно только свести их к минимуму.


Цветовые искажения практически невозможно убрать полностью

Продольная аберрация

Мы уже знаем, что свет при попадании на линзу преломляется и распадается на цвета радуги. Каждый цвет обладает разной длиной волны. Поэтому угол преломления у всех оттенков будет свой. Например, синий излучает сильнее, поэтому точка, где лучи сойдутся воедино, будет располагаться ближе к линзе. С красным цветом все наоборот.

Хроматизм положения (как еще называют продольную аберрацию) — это расхождение между показателями вышеупомянутых цветов. Если, например, равняться по красному цвету, то все части изображения, которые содержат синий цвет, окажутся не в фокусе. Избавиться от данного явления целиком нельзя. Можно лишь уменьшить его проявление до той степени, когда человеческий глаз перестает видеть различия.

Этого можно добиться использованием двух линз: сферической и обратно вогнутой. Первая будет рассеивать пучки света и отклонять их от изначальной оси. Вторая — собирать обратно, нейтрализуя действие первой. В результате мы получим необходимый оттенок. Такие линзы называют ахроматическими. Стоит отметить, что дешевая оптика «хроматит» гораздо сильнее, чем объективы элитной серии, так что обращайте внимание на качество оптической системы. Такие дуплеты устраняют большинство разновидностей аберраций.


Принцип построения ахроматической линзы

Хроматизм увеличения

Его также называют поперечной аберрацией. Возникает тогда, когда волны различной длины фокусируются в разных точках одной фокальной плоскости. Это та самая «бахрома», о которой мы упоминали в начале статьи. Чаще всего цвет искажается на периферии снимков и не возникает в центре. Бороться с этим эффектом путем уменьшения диафрагмы бесполезно. Зато можно исправить аберрации при постобработке.

Нередко при съемке фотографу приходится сталкиваться с двумя типами аберраций: продольной и поперечной. В этом случае в процессе съемки избавиться лучше от хроматизма положения, стараясь уменьшить значение диафрагмы. А проблему хроматизма увеличений решать уже при наличии соответствующего ПО.


Хроматизм увеличения

Как избавиться от хроматических аберраций во время съемки

С цветовыми аномалиями можно справиться в процессе постобработки. Но более действенный результат вас ожидает, если вы начнете бороться с проблемой еще перед началом съемки. Вот несколько практических советов, следуя которым вы сможете свести к минимуму проявление аберрации.

  • Ставьте узкую диафрагму
  • Закрытие лепестков до f/2.8 — f/4 позволит минимизировать выраженность искажений. Чтобы компенсировать потерю света, увеличивайте светочувствительность и выдержку.

  • Располагайте важные объекты подальше от периферии
  • Линза имеет свойство создавать искажения как раз по краям снимка, поэтому если другого выхода нет — нарушьте правило третей и скомпонуйте кадр со значимым объектом в центре. Конечно, во всем следует руководствоваться чувством меры и оставить данный пункт на крайний случай.

  • Снимайте со средним фокусным расстоянием
  • Это поможет сделать дефекты менее заметными. Как вариант, вы можете снять одну и ту же картинку с разным фокусным расстоянием, а потом сделать компоновку в графическом редакторе.

  • Избегайте контрастов
  • На фоне яркого неба ветви деревьев вероятнее всего приобретут цветную окантовку. Если есть возможность, перенесите часы съемки, измените фон или отредактируйте кадр в программе. В последнем случае съемку лучше производить в RAW формате, аберрации легче всего устраняются в специальном модуле «Камера RAW» в Фотошопе.

  • Покупайте качественные объективы
  • Дорогая оптика изготовлена из хороших материалов и проектируется с использованием больших компьютеров для проведения головоломных расчетов и моделирования высокого уровня, что в итоге приводит к подавлению искажений различных типов. Но такое «стекло» и стоит отнюдь не копейки.


Используйте все возможные методы, чтобы подавить искажения еще на этапе съемки

Удаление хроматических аберраций в фоторедакторе

В статье мы рассмотрим как ликвидировать искажения на примере редактора Photoshop. Благодаря этому редактору
вы сможете исправить большинство различных дефектов и нарушений, возникших в процессе съемки. Как выглядит хроматическая аберрация? Обратите внимание на пример, расположенный ниже:


Цветной кант на шляпе свидетельствует о наличии хроматизма

Она проявляется в виде зелено-красной окантовки по краям шляпы ковбоя. Именно от этой неприятности мы и будем избавляться, причем сделаем это несколькими способами.

Метод 1. Камера RAW

Данный модуль является встроенным, начиная с версии Photoshop СC. В ранних модификациях его придется ставить вручную. Однако если вы постоянно работаете с фотографиями, то это скорее необходимость, чем вынужденная мера.

Откройте снимок в «Камере RAW». Выберите опцию «Коррекция дисторсии» —> «Цветность». Поставьте галочку напротив пункта «Удалить хроматическую аберрацию» и цветная окантовка по полю шляпы исчезнет.


Камера RAW — самый легкий способ устранения аберраций

Метод 2. Размытие по Гауссу

Переместите изображение на рабочую область программы. Сделайте дубликат слоя (Ctrl+J). Далее пройдите по пути «Фильтр» —> «Размытие» —> «Размытие по Гауссу…» и установите значение на 4px. Затем поменяйте параметр наложения для копии слоя на «Цветность». Сравните эффект до и после на скриншотах:


До


После

Метод 3. «Губка»

Хроматические аберрации на фото легко устранить при помощи инструмента «Губка». Все участки, к которым прикасается этот инструмент, обесцвечиваются. Посмотрите местонахождение «Губки» на скриншоте, выберите ее, установите значение нажима на 100% и, приблизив нужную область, аккуратно пройдитесь вдоль краев шляпы.

Работать нужно аккуратно, чтобы случайно не удалить цвет на соседних участках. Данный способ более затратный по времени, чем два других, но если с их помощью не удается достичь приемлемых результатов, то используем «Губку».


Устранить несовершенства можно при помощи инструмента «Губка»

Как сделать хроматические аберрации

Вся статья была посвящена тому, как избежать цветовых погрешностей на снимках, но иногда их добавляют специально на изображения для создания интересных эффектов. Поэтому теперь давайте научимся создавать искажения!

Выберите подходящую картинку, откройте в программе и, не делая копии слоя (!), перейдите во вкладку «Каналы». Здесь вы видите иконки, которые обозначают три RGB-цвета: красный, зеленый и голубой. Выберите один из каналов. «Глазики» напротив других слоев автоматически отключатся. Ваша задача включить верхний, цветной слой. При этом «глазики» опять зажгутся напротив всех слоев, но выделенным должен быть только один! Пусть это будет зеленый.

Возьмите инструмент «Перемещение» и на выделенном активном слое канала начните сдвигать изображение влево или вправо. Корректируйте степень толщины цветовых линий углом сдвига. То же самое вы можете проделать и с другими каналами. Это достаточно простой способ, который помогает добиться любопытного эффекта.


Применяйте цветовые искажения для добавления необычных эффектов

ФотоМАСТЕР — программа для стильной обработки

Кстати, об эффектах. Хотим вам рассказать об одной занятной программе, с помощью которой вы сможете добиться интересных снимков. ФотоМАСТЕР обладает русскоязычным интерфейсом, поэтому никаких головоломок с пониманием меню и лихорадочных метаний среди кнопок не возникнет. 100+ уникальных фильтров, способных подчеркнуть настроение фотографии, полуавтоматизированный процесс работы, который позволит выделить лучшие стороны снимка в несколько кликов, и несложная замена фона — вот чем вам понравится эта программа.

Среди других возможностей ФотоМАСТЕРА:

  • пресеты для эффектной бьюти-ретуши;
  • инструменты для пластики лица и фигуры;
  • функция пакетной обработки снимков;
  • быстрое удаление ненужных предметов или людей из кадра;
  • изменение цвета отдельных элементов;
  • обрезка и исправление геометрических искажений.

Избавиться от дисторсии легко. Загрузите снимок, зайдите в раздел «Инструменты» –> «Геометрия». Потяните бегунок на шкале «Дисторсия» влево, если хотите исправить вогнутость, и вправо, если требуется уменьшить выпуклость. Скачайте фоторедактор и добивайтесь идеальных снимков, убирая искажения любого рода!


Уберите дисторсию одним движением

Подводим итоги

Хроматическая аберрация линзы — это дефект, с которым фотографы борются с момента возникновения цветной пленки. Еще 20 лет назад, когда техника и графические редакторы не были особо качественными, хроматика сильно отравляла жизнь фотоделов. Сегодня большинство искажений можно устранить либо во время подготовки к съемке, либо при помощи постобработки. Не допускайте, чтобы в результате хроматической аберрации ваши фотографии потеряли привлекательность. Следуя информации из этой статьи, вы сможете избежать грубых ошибок.

Подпишитесь:

Мы в

Хроматическая аберрация — что это такое и как это работает?

Хроматические аберрации доставляют много проблем начинающим фотографам. Это эффект, который может полностью испортить фотографию. Откуда берутся цветные полосы вокруг предметов? Что вызывает хроматическую аберрацию и как ее избежать? Отвечаем ниже.

Хроматические аберрации — один из частых недостатков объективов, в том числе установленных в фотоаппаратах. Эта аберрация является производной от преломления света в линзе на разных фокусных расстояниях для отдельных цветов спектра. Показатель преломления тем больше, чем короче длина волны света, причем красный свет имеет самую короткую длину волны, а синий свет — самую большую. Эффект хроматической аберрации виден на фото в виде цветных полос. Хроматические аберрации также влияют на общую резкость изображения.

Что означает хроматическая аберрация?

Аберрация — это ошибка, аномалия, дефект. Каждый фотограф, использующий оптический объектив, рано или поздно сталкивается с различными недостатками этих оптических систем.

Аберрации объектива, возникающие в фотообъективах:

  • сферическая аберрация ,
  • Хроматическая аберрация,
  • астигматизм,
  • искажение,
  • кривизна плоскости изображения,
  • кома.

Ни для кого не секрет, что объективов без недостатков не бывает – даже очень дорогие модели имеют некоторую аберрацию – зачастую не одну. Однако насколько велика и заметна хроматическая аберрация, зависит от качества стекла, из которого изготовлен объектив, и его дисперсии. Обычно дорогие профессиональные объективы дают меньше хроматических аберраций.

Хроматическая аберрация, также иногда называемая хроматизмом, возникает из-за разных расстояний фокусировки из-за разного значения показателя преломления для отдельных цветов, составляющих белый свет. В результате возникает явление преломления света, как в призме. Результатом является цветная граница, видимая в матричном представлении, особенно на границах контрастных областей. На фотографиях хроматическая аберрация проявляется в виде синих, зеленых и фиолетовых отливов вокруг различных объектов за пределами глубины резкости и разноцветного ореола в точке фокусировки, который формируется по краям сфотографированных объектов.

Интересно, что хроматическая аберрация является общим явлением для всех типов линз — она возникает и в хрусталике человеческого глаза. Его можно наблюдать, когда мы смотрим на темные предметы на очень ярком фоне — тогда можно увидеть цветные полосы (оранжевые и синие). В случае оптических систем (телескопы, фотообъективы и др.) хроматические аберрации воспринимаются как дефект, отрицательно влияющий на качество воспроизведения.

Как выглядит хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация в фотографии выглядит по-разному в зависимости от того, с какой аберрацией мы имеем дело. Мы можем разделить ее на продольную и поперечную хроматическую аберрацию.

Волны света разной длины (разного цвета) проходят через линзу с разной скоростью. В результате фокус отдельных цветов находится не в одной фокальной плоскости, а фокусы некоторых цветов находятся немного впереди матрицы или позади нее (продольная хроматическая аберрация). Кроме того, волны разной длины по-разному ведут себя в случае увеличения, что вызывает смещение точки фокуса вправо или влево по отношению к оптической оси (латеральная хроматическая аберрация).

Что это значит на практике? Продольная хроматическая аберрация приведет к тому, что изображение сфотографированных объектов будет несколько размытым, так как невозможно получить четкое изображение для всех цветов одновременно. На фото также виден эффект боковой хроматической аберрации, и он явно увеличивается в размерах по мере удаления от центра изображения. Он заключается в том, что изображение имеет разное увеличение с разными цветами. В результате мы получаем эффект, несколько похожий на красочные картинки в старых книгах, где печать разными красками не ложилась на одно и то же место.

Совокупное воздействие продольной и поперечной аберрации может вызвать цветовое искажение записываемых изображений, что проявляется в упомянутой ранее и, безусловно, нежелательной цветовой окантовке между светлыми и темными участками фотографии.

Что дает хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация в фотографии — это явление, от которого необходимо избавиться — сделать это можно несколькими способами, о которых мы поговорим ниже.  Однако хроматическая аберрация не всегда воспринимается как ошибка. Это явление намеренно используется, например, в компьютерных играх.

Включение эффекта хроматической аберрации в играх приводит к тому, что отображаемое на экране изображение проходит через дополнительный фильтр, имитирующий появление этого явления в реальном мире. В результате на краях трехмерных объектов и элементов интерфейса появляется характерная, слегка радужная окантовка. Этот эффект придает игре атмосферу и является просто модным, а в зависимости от интенсивности используемого фильтра придает легкое ощущение ретро, ​​или, когда хроматическая аберрация хорошо видна, создает впечатление альтернативной реальности.

Как устранить явление хроматической аберрации

Однако у разработчиков игр совершенно иные мотивы, чем у фотографов, поэтому последние стараются устранить явление хроматической аберрации на своих фотографиях. Чтобы свести к минимуму их возникновение, рекомендуется, в первую очередь, уменьшить светосилу объектива.

Вы можете эффективно исправлять хроматические аберрации, используя многолинзовые системы, в которых линзы изготовлены из разных типов очков. Тогда ошибка одного объектива может быть исправлена ​​другим. Такой объектив мы называем ахроматом. Различные типы низкодисперсионного стекла, такие как флюорит, также могут быть использованы для изготовления линз. Недостатком его, однако, является высокая хрупкость — линза легко повреждается.

Способ борьбы с хроматической аберрацией — это также правильный подбор кадров. Избегайте съемки белого фона или пейзажей, когда источник света находится позади объекта, так как хроматические аберрации имеют тенденцию усиливаться в высококонтрастных сценах. Хроматические аберрации можно эффективно удалить во время постобработки RAW в программах для редактирования фотографий. Однако это довольно трудоемкий метод.

Аберрации и их влияние на изображение

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 системы. Аберрация, 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 Fblue расположена ближе к задней главной точке линзы, чем точка фокуса красных лучей Fred. 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 Fblue-Fred 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 объективовКоррекция хроматических аберрацийПрименение
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.

Хроматическая аберрация

Фотографический пример, показывающий высококачественный объектив (вверху) по сравнению с моделью более низкого качества, демонстрирующей поперечную хроматическую аберрацию (видимую как размытие и радужный край в областях контраста).

В оптика, Хроматическая аберрация (CA), также называемый хроматическое искажение и сферохроматизм, это отказ линза к фокус все цвета в ту же точку.[1] Это вызвано разброс: the показатель преломления элементов объектива зависит от длина волны из свет. Показатель преломления большинства прозрачных материалов уменьшается с увеличением длины волны.[2] Поскольку фокусное расстояние линзы зависит от показателя преломления, это изменение показателя преломления влияет на фокусировку.[3] Хроматический аберрация проявляется как «полосы» цвета вдоль границ, разделяющих темные и яркие части изображения.

Содержание

  • 1 Типы
  • 2 Минимизация
    • 2.1 Математика минимизации хроматической аберрации
  • 3 Обработка изображений для уменьшения появления боковой хроматической аберрации
  • 4 Фотография
    • 4.1 Черно-белая фотография
  • 5 Электронная микроскопия
  • 6 Смотрите также
  • 7 Рекомендации
  • 8 внешняя ссылка

Типы

Сравнение идеального изображения кольца (1) и изображений только с осевой (2) и только поперечной (3) хроматической аберрацией

Есть два типа хроматической аберрации: осевой (продольный), и поперечный (боковой). Осевая аберрация возникает, когда свет разных длин волн фокусируется на разном расстоянии от линзы (фокус сдвиг). Продольная аберрация типична при больших фокусных расстояниях. Поперечная аберрация возникает, когда волны различной длины фокусируются в разных положениях фокальная плоскость, поскольку увеличение и / или искажение линзы также зависит от длины волны. Поперечная аберрация характерна для коротких фокусных расстояний. Неоднозначный акроним LCA иногда используется для обозначения продольный или же боковой Хроматическая аберрация.[2]

Два типа хроматической аберрации имеют разные характеристики и могут возникать вместе. Осевая КА возникает на всем изображении и определяется инженерами-оптиками, оптометристами и специалистами по зрению. диоптрии.[4] Его можно уменьшить за счет остановка, что увеличивает глубина резкости так что, хотя разные длины волн фокусируются на разных расстояниях, они все еще находятся в приемлемом фокусе. Поперечная СА не возникает в центре изображения и увеличивается к краю. На него не влияет остановка.

В цифровых датчиках аксиальный СА приводит к расфокусировке красной и синей плоскостей (при условии, что зеленая плоскость находится в фокусе), что относительно сложно исправить при постобработке, в то время как поперечный СА приводит к красной, зеленой и синей плоскостям. при разном увеличении (увеличение меняется по радиусам, как в геометрическое искажение ), и это можно исправить, соответствующим образом масштабируя плоскости в радиальном направлении, чтобы они выровнялись.

Минимизация

Хроматическая коррекция видимого и ближнего инфракрасного диапазонов. Горизонтальная ось показывает степень аберрации, 0 — отсутствие аберрации. Линзы: 1: простые, 2: ахроматические дублетные, 3: апохроматические и 4: суперахроматические.

На ранних этапах использования линз хроматическая аберрация уменьшалась за счет увеличения фокусного расстояния линзы, где это было возможно. Например, это может привести к очень долгому телескопы например, очень длинный воздушные телескопы 17 века. Исаак Ньютон теории о белый свет состоит из спектр цветов привели его к выводу, что неравномерное преломление света вызывает хроматическую аберрацию (что привело его к созданию первого отражающий телескоп, его Ньютоновский телескоп, в 1668 г.[5])

Существует точка, называемая круг наименьшего замешательства, где хроматическая аберрация может быть минимизирована.[6] Его можно дополнительно минимизировать, используя ахроматическая линза или же ахромат, в котором материалы с разной дисперсией собраны вместе, чтобы сформировать составную линзу. Самый распространенный тип — ахроматический дублет, с элементами из Корона и бесцветное стекло. Это уменьшает количество хроматических аберраций в определенном диапазоне длин волн, хотя и не дает идеальной коррекции. Комбинируя более двух линз разного состава, степень коррекции может быть дополнительно увеличена, как показано на апохроматическая линза или же апохромат. Обратите внимание, что «ахромат» и «апохромат» относятся к тип коррекции (2 или 3 правильно сфокусированные волны), а не степень (насколько расфокусированы другие длины волн), а ахромат, сделанный из стекла с достаточно низкой дисперсией, может дать значительно лучшую коррекцию, чем ахромат, сделанный из более обычного стекла. Точно так же преимущество апохроматов заключается не только в том, что они четко фокусируют три длины волны, но и в том, что их ошибка на других длинах волн также довольно мала.[7]

Многие виды стекло были разработаны для уменьшения хроматической аберрации. Это стекло с низкой дисперсией, особенно стаканы, содержащие флюорит. Эти гибридизированные стекла имеют очень низкий уровень оптической дисперсии; только две составные линзы из этих веществ могут дать высокий уровень коррекции.[8]

Использование ахроматов было важным шагом в развитии оптические микроскопы и телескопы.

Альтернативой ахроматическим дублетам является использование дифракционных оптических элементов. Дифракционные оптические элементы могут генерировать произвольные сложные волновые фронты из образца оптического материала, который по существу является плоским.[9] Дифракционные оптические элементы имеют отрицательные дисперсионные характеристики, дополняющие положительные числа Аббе оптических стекол и пластмасс. В частности, в видимой части спектра дифракторы имеют отрицательную Число Аббе −3,5. Дифракционные оптические элементы могут быть изготовлены из алмазная токарная обработка техники.[10]

Математика минимизации хроматической аберрации

Для дублета, состоящего из двух соприкасающихся тонких линз, Число Аббе материалов линз используется для расчета правильного фокусного расстояния линз для обеспечения коррекции хроматической аберрации.[11] Если фокусные расстояния двух линз для света на желтом Фраунгофер D-линия (589,2 нм) ж1 и ж2, тогда наилучшим образом исправляется условие:

ж1⋅V1+ж2⋅V2=0{ Displaystyle f_ {1} cdot V_ {1} + f_ {2} cdot V_ {2} = 0}

куда V1 и V2 — числа Аббе материалов первой и второй линз соответственно. Поскольку числа Аббе положительны, для выполнения условия одно из фокусных расстояний должно быть отрицательным, т. Е. Расходящаяся линза.

Общее фокусное расстояние дублета ж дается по стандартной формуле для тонких контактных линз:

1ж=1ж1+1ж2{ displaystyle { frac {1} {f}} = { frac {1} {f_ {1}}} + { frac {1} {f_ {2}}}}

и вышеуказанное условие гарантирует, что это будет фокусное расстояние дублета для света на синей и красной линиях Фраунгофера F и C (486,1 нм и 656,3 нм соответственно). Фокусное расстояние для света с другими видимыми длинами волн будет таким же, но не в точности равным этому.

Хроматическая аберрация используется во время дуохромный глазной тест чтобы убедиться, что выбрана правильная сила линзы. Пациент сталкивается с красными и зелеными изображениями и спрашивает, какое из них резче. Если рецепт правильный, то роговица, линза и предписанная линза будут фокусировать красные и зеленые волны только спереди и сзади сетчатки, что будет иметь одинаковую резкость. Если хрусталик слишком мощный или слабый, тогда один будет фокусироваться на сетчатке, а другой будет гораздо более размытым по сравнению с ним.[12]

Обработка изображений для уменьшения появления боковой хроматической аберрации

В некоторых случаях можно исправить некоторые эффекты хроматической аберрации при цифровой постобработке. Однако в реальных условиях хроматическая аберрация приводит к безвозвратной потере некоторых деталей изображения. Детальное знание оптической системы, используемой для создания изображения, может позволить внести некоторые полезные исправления. [13] В идеальной ситуации постобработка для удаления или коррекции боковой хроматической аберрации будет включать в себя масштабирование цветовых каналов с окантовкой или вычитание некоторых масштабированных версий окантованных каналов, чтобы все каналы пространственно правильно перекрывали друг друга в конечном изображении.[14]

Поскольку хроматическая аберрация сложна (из-за ее связи с фокусным расстоянием и т. Д.), Некоторые производители камер используют методы минимизации появления хроматических аберраций для конкретных объективов. Почти каждый крупный производитель камер допускает ту или иную форму коррекции хроматической аберрации как в самой камере, так и с помощью собственного программного обеспечения. Программные инструменты сторонних производителей, такие как PTLens, также способны выполнять комплексную минимизацию появления хроматических аберраций с помощью своей большой базы данных камер и объективов.

В действительности, даже теоретически совершенные системы уменьшения-удаления-коррекции хроматических аберраций на основе постобработки не увеличивают детализацию изображения, как линзы, которые оптически хорошо корректируют хроматические аберрации, по следующим причинам:

  • Изменение масштаба применимо только к поперечной хроматической аберрации, но есть также продольная хроматическая аберрация.
  • Изменение масштаба отдельных цветовых каналов приводит к потере разрешения исходного изображения
  • Большинство датчиков камеры улавливают только несколько дискретных (например, RGB) цветовых каналов, но хроматическая аберрация не дискретна и возникает во всем спектре света.
  • Красители, используемые в датчиках цифровой камеры для улавливания цвета, не очень эффективны, поэтому перекрестное загрязнение цвета неизбежно и вызывает, например, хроматическую аберрацию в красном канале, которая также смешивается с зеленым каналом вместе с любой зеленой хроматической аберрацией. .

Вышеупомянутое тесно связано с конкретной сценой, которая снимается, поэтому никакое количество программирования и знаний об оборудовании для съемки (например, данных камеры и объектива) не может преодолеть эти ограничения.

Фотография

Период, термин «фиолетовая окантовка «обычно используется в фотография, хотя не вся пурпурная окантовка может быть отнесена к хроматической аберрации. Подобная цветная окантовка вокруг светлых участков также может быть вызвана отблеск от линз. Цветная окантовка вокруг светлых или темных участков может быть связана с тем, что рецепторы разных цветов имеют разные динамический диапазон или же чувствительность — таким образом, сохраняя детализацию в одном или двух цветовых каналах, в то время как в другом канале или каналах они «размываются» или не регистрируются. На цифровых фотоаппаратах особенно демозаика алгоритм может повлиять на очевидную степень этой проблемы. Еще одна причина такой окантовки — хроматическая аберрация в очень мелких микролинзы используется для сбора большего количества света для каждого пикселя ПЗС; поскольку эти линзы настроены для правильной фокусировки зеленого света, неправильная фокусировка красного и синего цветов приводит к появлению фиолетовой окантовки вокруг светлых участков. Это одинаковая проблема по всему кадру, и она больше является проблемой для ПЗС-матриц с очень маленьким шаг пикселя например, те, что используются в компактных камерах. Некоторые камеры, например Panasonic Lumix серии и новее Nikon и Sony Зеркалки, содержат этап обработки, специально предназначенный для его удаления.

На фотографиях, сделанных с помощью цифровой камеры, очень маленькие блики могут часто выглядеть с хроматической аберрацией, тогда как на самом деле эффект возникает из-за того, что яркое изображение слишком маленькое, чтобы стимулировать все три цветных пикселя, и поэтому записывается с неправильным цветом. Это может происходить не со всеми типами сенсоров цифровых камер. Опять же, алгоритм устранения мозаики может повлиять на очевидную степень проблемы.

Черно-белая фотография

Хроматическая аберрация также влияет на черно-белую фотографию. Хотя на фотографии нет цветов, хроматическая аберрация сделает изображение размытым. Его можно уменьшить с помощью узкополосного цветного фильтра или путем преобразования одного цветового канала в черно-белый. Однако это потребует более длительной выдержки (и изменит получившееся изображение). Misell, D. L .; Крик, Р. А. (1971). «Оценка эффекта хроматической аберрации в электронной микроскопии». Журнал физики D: Прикладная физика. 4 (11): 1668–1674. Bibcode:1971JPhD …. 4.1668M. Дои:10.1088/0022-3727/4/11/308.

внешняя ссылка

  • Методы исправления хроматических аберраций в конструкции линз
  • Объяснение хроматической аберрации Пол ван Вальри
  • Статья PanoTools Wiki о хроматической аберрации

Что такое хроматическая аберрация и как ее избежать

Помимо фокуса и композиции, есть еще несколько вещей, которые определяют качество ваших фотографий. Такие вещи, как пятна пыли, дрожание камеры, неправильный баланс белого и другие проблемы, могут испортить внешний вид ваших фотографий.

Хроматическая аберрация — одна из таких проблем, которая может добавить к изображению странные цветовые полосы и артефакты. Хотя ваш объектив виноват в хроматической аберрации, есть способы минимизировать ее.

Что такое хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация возникает, когда ваш объектив не фокусирует все цвета цветового спектра в одной точке. Это происходит из-за дисперсии — явления, при котором белый свет распространяется на разные цвета из-за преломления.

Чтобы лучше это проиллюстрировать, давайте возьмем пример с радугой. Когда солнечный свет падает на капли дождя, они окрашиваются в разные цвета, образуя радугу. Это именно то, что происходит в вашем объективе.

Видимый свет или белый свет — это не что иное, как сочетание всех цветов. Длина волны каждого цвета разная. Поэтому, когда белый свет проходит через оптический элемент, такой как ваша линза, он рассеивается на разные цвета (с разными длинами волн), и ваша линза фокусирует каждую длину волны в разных точках.

Результат? Ваши изображения становятся размытыми с цветной окантовкой, где по краям видны дополнительные цветные полосы.

Типы хроматических аберраций

Вы должны знать два типа хроматических аберраций, чтобы эффективно с ними бороться.

Продольная или осевая хроматическая аберрация возникает, когда ваш объектив фокусируется на разных цветах на разных расстояниях. Это вызывает размытие и цветовую окантовку по всему изображению. Вы можете исправить это, изменив некоторые настройки камеры.

Боковая или поперечная хроматическая аберрация возникает из-за того, что объектив фокусирует разные цвета в разных точках одной и той же фокальной плоскости. Этот тип аберрации виден только по краям высококонтрастных сцен. К сожалению, вам придется полагаться на постобработку, чтобы исправить этот тип аберрации.

Многие объективы сочетают в себе и то, и другое, и часто вам приходится корректировать настройки камеры и вносить некоторые изменения в постобработку.

Как минимизировать хроматические аберрации?

Хроматическая аберрация — нормальное явление, которое бывает даже в дорогих объективах. Вы не можете полностью избежать этого, но есть некоторые приемы, чтобы уменьшить его.

Инвестируйте в линзы с низкой дисперсией

Производители камер выпускают специализированные линзы с низкой дисперсией, которые могут значительно уменьшить хроматическую аберрацию. Например, Canon использует UD (сверхнизкая дисперсия), а Nikon использует ED (сверхнизкая дисперсия) для маркировки своих объективов с низкой дисперсией.

Хроматическая дисперсия часто более выражена в дешевых объективах. С другой стороны, линзы с низкой дисперсией дороги, так как содержат флюоритовые элементы, которые могут значительно уменьшить хроматическую аберрацию.

Используйте большую глубину резкости

Все мы знаем, как малая глубина резкости создает красивое боке. Но малая глубина поля может стать вашим врагом, когда дело доходит до хроматических аберраций.

Объективы, как правило, демонстрируют продольную хроматическую аберрацию при самой широкой диафрагме. Итак, закройте объектив на одну-две ступени, чтобы получить более четкое изображение. Например, используйте f/6,3 или f/8 вместо f/2,8. Кроме того, вы должны соответствующим образом настроить выдержку и ISO, чтобы впустить больше света.

Убедитесь, что вы не выходите за пределы f/13, так как после этого общее качество изображения снижается. Чтобы проверить «золотую середину» вашего объектива, сделайте пробные снимки с разными значениями диафрагмы и проверьте в полном разрешении.

Попробуйте среднее фокусное расстояние

При съемке с зум-объективом хроматическая аберрация может проявляться при полном увеличении. То же самое касается и полного уменьшения масштаба. Поэтому, когда вы фокусируетесь, сделайте несколько шагов вперед или назад и оставьте объектив на разумном фокусном расстоянии. Таким образом, вы не доводите объектив до предела и избегаете хроматических аберраций.

Вы также можете выбрать хороший объектив с фиксированным фокусным расстоянием, который быстрее и обеспечивает лучшее качество изображения.

Настройте свою композицию

Хроматическая аберрация может быть не так заметна в низкоконтрастной сцене, как в высококонтрастной. Иногда все, что вам нужно сделать, это просто уменьшить контраст вашей сцены.

Допустим, вы фотографируете яркую птицу на фоне неба. Если вы сделаете снимок как есть, вы можете получить хроматическую аберрацию вокруг тела птицы. Вместо этого попробуйте ракурс, при котором позади вашего объекта есть немного зелени, и вы решите проблему.

Большинство хроматических аберраций, особенно бокового типа, имеют тенденцию проявляться по краям изображения. Поэтому, если вы поместите свой объект в центр кадра, хроматическая аберрация может вообще не повлиять на ваш объект. Вам просто нужно аккуратно обрезать края позже в постобработке.

Снимайте в формате RAW

Если вы серьезно относитесь к фотографии, вы уже должны снимать в формате RAW. Файлы RAW содержат необработанные данные прямо с сенсора вашей камеры, поэтому при редактировании у вас будет полная гибкость. Особенно это касается хроматических аберраций. Откройте изображение в процессоре RAW, таком как Adobe Lightroom, проверьте Снимите коробку с хроматической аберрацией , и все готово.

Иногда может потребоваться редактирование вручную с помощью параметра инструмента Defringe в разделе «Коррекция объектива», чтобы удалить хроматическую аберрацию.

Подумайте об обновлении камеры

Многие новейшие цифровые зеркальные камеры оснащены встроенной технологией уменьшения хроматических аберраций на изображениях. Поскольку не существует надежного способа его устранения, хорошей идеей будет полагаться на технологии, которые помогут уменьшить его.

В большинстве случаев вы можете избавиться от аберрации с помощью программного обеспечения для постпродакшна, но если вы тратите на это значительное время, возможно, вам стоит изучить новейшие камеры.

Измените изображения на черно-белые

Вы испробовали все наши другие варианты и все еще не можете избавиться от надоедливой бахромы? Иногда решение не такое уж черное и белое. Или, может быть, это!

Подумайте о том, чтобы сделать ваши фотографии черно-белыми в крайнем случае, чтобы спасти их.

Полосы могут быть видны как оттенки серого при полном разрешении, но они не будут такими очевидными, как на цветном изображении. Помните, что вы должны использовать высококачественное программное обеспечение для редактирования, чтобы преобразовать ваши изображения в черно-белые, чтобы уменьшить полосы.

Хроматическая аберрация — неприятность, но ее можно исправить

Это может раздражать, когда мы так усердно работаем, чтобы получить идеальное изображение только для того, чтобы оно было разрушено хроматической аберрацией. К счастью для нас, у нас есть новейшие гаджеты и программное обеспечение для редактирования, чтобы решить эту проблему.

Теперь, когда вы знаете все о хроматических аберрациях, вы хорошо подготовлены к тому, чтобы справляться с ними, когда они время от времени проявляются на ваших изображениях. Но, в конце концов, инвестируйте в качественные объективы и камеры, если хотите, чтобы ваши снимки были первоклассными.

Что такое хроматическая аберрация — описание типов и примеров

Что такое хроматическая аберрация в камерах?

Во-первых, давайте определим хроматическую аберрацию

Есть два разных типа хроматической аберрации и простые способы избежать обоих. Но прежде чем мы углубимся в это, давайте разберемся с определением хроматической аберрации.

ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Что такое хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация , часто называемое «цветной окантовкой», представляет собой распространенное оптическое искажение цвета, которое приводит к паразитному цвету по контуру объектов на фотографии. Этот эффект аберрации возникает из-за неспособности объектива сфокусировать белый свет с различной длиной волны в одной фокальной плоскости. Поскольку разные длины волн света распространяются с разной скоростью, разные цвета могут отклоняться от одной фокальной плоскости, что приводит к эффекту хроматической аберрации. Различные цвета отображаются в зависимости от типа возникающей аберрации.

Способы избежать хроматической аберрации:

  • Используйте высококачественный объектив
  • Избегайте широкоугольных объективов
  • Снимайте с более узкой диафрагмой

Почему это происходит?

Что вызывает хроматическую аберрацию?

Чтобы понять, как избежать этого эффекта, сначала важно понять, как и почему он возникает. Чем вызвана хроматическая аберрация? Во-первых, нам нужно рассмотреть свойства света и то, как он распространяется.

Белый свет содержит все длины волн цвета. Однако разные длины волн (и разные цвета) распространяются с разной скоростью.

Разница в скорости этих разных длин волн влияет на то, как каждая из них проходит через элементы линзы. Показатель преломления стекла внутри линзы может привести к тому, что эти длины волн попадут в разные фокусные точки по мере их прохождения.

Вот объяснение, любезно предоставленное Pixel Prophecy.

Хроматическая аберрация Объяснение

На это явление влияют различные факторы, такие как качество объектива, диафрагма, качество света и т. д. В результате на краях объектов на фотографии появляется цветная кайма.

Что такое хроматическая аберрация в камерах?

Типы хроматических аберраций

Что хроматические аберрации делают с фотографиями? Это зависит от того, какой тип аберрации имеет место. Есть два конкретных способа, которыми свет может привести к хроматической аберрации в фотографии и кинематографии.

Боковая аберрация

Боковая аберрация возникает при изменении степени увеличения света с различной длиной волны. Этот тип аберрации, также называемый поперечной аберрацией, приводит к сине-желтой или красно-зеленой окантовке.

Осевая аберрация

Осевая аберрация возникает при изменении скорости и длины световой волны, что приводит к тому, что эти длины волн не попадают в одну и ту же фокальную плоскость.

Типы хроматических аберраций в фотографии

Хроматические аберрации распространены и иногда используются как стилистический выбор. Однако, если вы хотите, чтобы изображения были как можно более реалистичными и реалистичными, важно сделать все возможное, чтобы этого избежать.

Решения

Устранение хроматической аберрации

Хотя аберрацию можно устранить и свести к минимуму на этапе постобработки, полное ее устранение во время съемки позволит получить максимально реалистичные фотографии. Вот несколько советов, как избежать этого эффекта.

Используйте высококачественный объектив

Использование высококачественного объектива уменьшит вероятность возникновения аберрации из-за более качественных стеклянных элементов внутри объектива. Эти линзы должным образом преломляют свет и минимизируют аберрацию при прохождении света.

Снимайте с более узкой апертурой

Наконец, по возможности снимайте с более узкой апертурой. Почему? При съемке с широко открытой диафрагмой, скажем, при f/1.8, количество света, попадающего в объектив, увеличивается, что повышает вероятность появления аберраций на ваших изображениях. Новое в концепции апертуры камеры? Посмотрите наше полное видео с разбивкой диафрагмы ниже.

Полное руководство по диафрагме камеры  •  Подпишитесь на YouTube

Если вам не хватает света, используйте более высокое значение ISO, вспышку или меньшую выдержку, чтобы закрыть диафрагму.

Не используйте широкоугольные объективы.

Широкоугольные объективы — отличный инструмент для съемки пейзажей, уникальных портретов и многого другого. Однако, поскольку эти широкие фокусные расстояния являются краями стекла внутри линзы, они открывают дверь для возникновения хроматиновой аберрации. Взгляните на это визуально в примере аберрации ниже.

Пример хроматической аберрации

Если вы действительно хотите избежать этого типа аберрации в своей фотографии, избегайте использования широкоугольных объективов или, по крайней мере, инвестируйте в высококачественный широкоугольный объектив.

Далее

Описание объективов для фотоаппаратов

Все еще хотите узнать, как работают объективы для фотоаппаратов и из чего они состоят? Ознакомьтесь с нашей следующей статьей, в которой мы углубимся в компоненты объектива и их использование.

Up Next: Объяснение объективов камеры →

Хроматическая аберрация — что это такое и как ее исправить

Поделиться: 

Хроматическая аберрация углы немного отличаются от нормы, что приводит к невозможности сфокусировать все цвета в одной точке, в нашем случае, в фокусе. Это цветной размытый эффект, видимый по краям вашего объекта, который создается, когда камера не фокусирует или не может сфокусировать все цвета на одной и той же точке. Это часто встречается в более дешевых объективах, но также присутствует в некоторых дорогих объективах.

Если вы обнаружите хроматическую аберрацию на своих изображениях, не паникуйте, так как ее довольно легко свести к минимуму или исправить. В этой статье мы научим вас, как это исправить.

Что такое хроматическая аберрация?

Как мы уже говорили выше, хроматическая аберрация — это цветовая окантовка, возникающая, когда свет попадает в камеру, рассеивается и не сходится в точку. Рассеянный свет имеет разные длины волн, и когда они не сфокусированы в определенной точке после выхода из объектива и достижения датчика0, результирующее изображение может выглядеть размытым, а не резким, с краями, имеющими такие цвета, как пурпурный, зеленый и т. д. Это наиболее заметно вокруг объектов с высокой контрастностью, т. е. темных краев рядом с очень яркими областями.

Как выглядит хроматическая аберрация?

Поперечная хроматическая аберрация выглядит как цветной ореол или цветовая окантовка вокруг объекта, а при продольной аберрации цвета появляются во многих частях кадра по краям объекта — через минуту мы увидим, почему.

На этом изображении хорошо видны зеленая, фиолетовая и синяя окантовка. Это аберрация китового объектива 18-55 мм, снятого на f/9. Изображение от Dahlia. Вот кадр с большим увеличением, чтобы четко показать эффект аберрации. Изображение Далии

Почему возникают хроматические аберрации?

Мы знаем, что белый свет представляет собой комбинацию различных длин волн (цветов) света, и мы также знаем, что, когда свет проходит через призму, он рассеивается на составляющие его цвета, как показано на изображении ниже.

При дефектах изготовления линзы длины волн преломляются под немного другим углом, чем обычно должны, и в результате некоторые линзы не могут свести все длины волн в одну точку, и это происходит из-за кривизна линзы.

В результате вышеизложенного возникает цветная окантовка (например, фиолетовая окантовка), и полученная фотография выглядит размытой с заметными цветными полосами по краям объекта. Ни одна линза не идеальна на сто процентов, и этот эффект отличается в разных линзах, поскольку стекло и конструкция различаются.

Вот некоторые причины возникновения аберрации:

  • Использование более дешевых объективов с некачественным стеклом, старых объективов и/или дешевых преобразователей.
  • Съемка сцен с высокой контрастностью, например, против света или на очень ярком фоне.
  • Стрельба с широкими открытыми апертурами

Существуют два типа хроматической аберрации:

  1. Продольная или осевая аберрация
  2. Поперечная или боковая аберрация

Длинный или осевой аберрация:

2

Длинный или аксиальный аберрация:

2

Длинный или осевой аберрация:

2

. другое и это явление имеет место, когда разные длины волн света не сходятся в фокусе линзы после преломления при прохождении через стекло, а сходятся в разных точках вдоль одной и той же оси (оптической оси), что также называется «

смещение фокуса ” ( разных плоскостей, но точки ложатся на одну ось в разных точках, см. иллюстрацию ниже ). Это связано с тем, что объектив не может сфокусировать разные цвета на фокусной точке, которая в нашем случае является датчиком. Он фокусируется на одном или нескольких цветах спереди или сзади фокусной точки.

Это может привести к появлению цветной окантовки не только по краям объекта, но и на самом объекте из-за того, что цвета сфокусированы спереди и/или сзади точки фокусировки — в результате этого одна часть изображение может иметь зеленую окантовку, другая часть — красный цвет и т. д., а другие области — нейтральные. Эти аберрации наиболее заметны в объективах с очень широкой апертурой, а использование узких значений диафрагмы может свести к минимуму эффект продольной хроматической аберрации. Более того, они наиболее заметны вдоль контрастных краев, где существует огромная разница в интенсивности света.

Приведенная ниже иллюстрация не является точной, но представляет собой представление того, как и почему возникает продольная хроматическая аберрация. Вы можете видеть, что свет с различными длинами волн, выходящий из линзы, не весь попадает в фокальную плоскость, вместо этого некоторые длины волн сходятся до или после плоскости. В результате возникает окантовка вокруг и на предмете.

Продольная хроматическая аберрация – иллюстрация Ясеньки для Light Stalking

Поперечная или латеральная аберрация:

Возникает, когда свет с разной длиной волны фокусируется в разных точках одной и той же фокальной плоскости (одна фокальная плоскость, разные точки, см. иллюстрацию ниже). В результате этот тип хроматической аберрации виден только по краям объектов, особенно в областях с высокой контрастностью света. Этот тип окантовки характерен для очень широкоугольных объективов и дешевых объективов и виден только по краям кадра, а не посередине.

Кроме того, в отличие от продольной хроматической аберрации, поперечная аберрация видна только по краям объекта, а не на самом объекте, и более заметна вдоль высококонтрастных краев, где существует огромная разница в интенсивности света. В большинстве случаев эти цветные полосы появляются как дополнительные цвета на противоположных краях — зеленый с одной стороны и красный с другой и т. д.

На этих двух изображениях вы можете видеть, что цветовая окантовка с обеих сторон имеет разный цвет — пурпурный. и зеленый по обе стороны от элементов на фотографии. Эти фотографии были сделаны с использованием объектива Sigma 24-70mm f/2.8 с фокусным расстоянием 24mm f/2.8. Изображение Далии для Light Stalking

Поперечная хроматическая аберрация может быть уменьшена только при редактировании, так как закрытие диафрагмы не помогает при этом типе аберрации.

Приведенная ниже иллюстрация не является точной, а просто показывает, как и почему возникает поперечная аберрация. Вы можете видеть, что лучи различных длин волн, выходящие из линзы, не попадают в фокальную плоскость в одной и той же точке, вместо этого некоторые длины волн сходятся выше или ниже фокальной точки. В результате появляется окантовка почти к краям кадра.

Поперечная хроматическая аберрация – Иллюстрация Ясеньки для Light Stalking

Примечание: Дело не в том, что объектив может иметь только продольную или поперечную аберрацию, но в дешевых объективах можно найти обе аберрации. Поперечные хроматические аберрации легче исправить при постобработке, чем продольные хроматические аберрации. Когда в объективе обнаруживаются обе аберрации, это довольно сложно, и поэтому вам нужно тщательно выбирать хорошие очки для вашей камеры.

Что делает хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация вызывает появление окантовки по краям темных объектов на ярком фоне, в результате чего края кажутся размытыми и нерезкими. Это может привести к тому, что изображение будет выглядеть не в фокусе, и если вы планируете печатать свои изображения в большом размере, это будет ужасно отображаться как изображение плохого качества на печати.

Устранение или минимизация проблемы:

Хроматические аберрации можно свести к минимуму или избежать их в камере или устранить при постобработке с помощью Lightroom или Photoshop. Если вы узнаете о факторах, вызывающих хроматическую аберрацию, вы можете быть осторожны при покупке объектива или при съемке, если вы уже приобрели его.

В следующих разделах мы рассмотрим различные способы минимизации или устранения хроматических аберраций.

Как минимизировать проблему во время съемки?

Несмотря на то, что производители камер прилагают все усилия и прилагают огромные усилия для сведения к минимуму хроматических аберраций в объективах, небольшие хроматические аберрации иногда становятся неизбежными.

Какой тип линз выбрать, чтобы свести к минимуму хроматическую аберрацию?

  • При выборе широкоугольных объективов фикс-объективы работают лучше, чем зум-объективы.
  • Слишком широкое или слишком длинное фокусное расстояние дает больше хроматических аберраций по сравнению с объективами со средним фокусным расстоянием. Так что объективы в среднем диапазоне фокусных расстояний были бы лучше, а это наиболее применимо для портретных объективов.
Изображение Nielsen Ramon

Некоторые приемы устранения эффекта хроматической аберрации при съемке:

  1. Хотя съемка с широко открытой диафрагмой может дать мечтательно красивое боке, если у вас возникли проблемы с хроматической аберрацией, вам необходимо закройте диафрагму объектива, чтобы избежать этой проблемы.
  2. По возможности старайтесь избегать высококонтрастных сцен. Ищите свет и скомпонуйте снимок так, чтобы не было сильного контраста между вашим объектом и другими областями. Если вы снимаете в помещении, старайтесь избегать ярких фонов, таких как белый. В неизбежных ситуациях снимайте в необработанном виде, чтобы можно было удалить хроматические аберрации при постобработке.
  3. По возможности избегайте подсветки.
  4. Отражающие поверхности могут усиливать хроматические аберрации по краям ярких отражающих областей. Так что старайтесь избегать таких поверхностей в кадре.
  5. Сфокусируйтесь очень точно, чтобы хроматическая аберрация не была слишком заметной.
  6. Поскольку поперечная хроматическая аберрация более заметна по краям из-за кривизны объектива, постарайтесь скомпоновать снимок, расположив объект посередине, а не по краям, чтобы вокруг основного объекта не было хроматической аберрации. Вы можете обрезать и изменить композицию кадра во время постобработки.
  7. Избегайте пересветов, так как это может усилить эффект хроматической аберрации.
  8. Если вы используете зум-объектив, старайтесь не снимать с самым коротким или самым длинным фокусным расстоянием, так как эти фокусные расстояния, как правило, не слишком резкие и могут усилить эффект хроматической аберрации.
Photo by William Thomas on Unsplash

Как исправить хроматическую аберрацию?

  • В камере: Лучший способ уменьшить хроматическую аберрацию — закрыть диафрагму, если объектив имеет продольную хроматическую аберрацию, что означает использование узкой диафрагмы и отказ от широко открытой диафрагмы. Поперечная хроматическая аберрация не может быть уменьшена закрытием апертуры, поэтому ее необходимо удалить при постобработке.
  • В Lightroom: Убрать хроматическую аберрацию в Lightroom довольно просто и просто, и это можно сделать за несколько кликов. Убедитесь, что вы снимаете только в необработанном виде, так как это дает большую гибкость и больший контроль над вашими изображениями, поэтому эти эффекты окантовки можно легко и эффективно исправить.
  • В Photoshop: Хроматическая аберрация может быть удалена с изображений с помощью Photoshop несколькими способами: с помощью необработанного изображения, с помощью коррекции объектива, с помощью метода смешивания и т. д.

Примечание: Если вы снимаете в формате JPEG, камера применит некоторые внутренние исправления к хроматическим аберрациям, но тогда, если вам потребуется внести дополнительные изменения в любую цветовую окантовку, все еще присутствующую на ваших изображениях, это будет чрезвычайно сложно удалить их при редактировании без потери качества изображения.

Подобно Lightroom и Photoshop, если вы используете другое приложение для редактирования, вам нужно будет найти панели коррекции объектива в своем приложении, где вы можете применять аналогичные настройки для удаления хроматических аберраций с ваших изображений. Теперь мы рассмотрим, как удалить 9Хроматические аберрации 0021 в Lightroom и Photoshop.

Вот шаги, необходимые для устранения хроматической аберрации с помощью Lightroom:

  • В Lightroom вы будете выполнять большую часть постобработки в «Модуле разработки». В этом модуле найдите панель «Коррекция объектива». В последней версии Lightroom есть две вкладки — Профиль и Руководство
Вкладки «Профиль» и «Вручную» на панели «Коррекция объектива» в Lightroom
  • «Убрать хроматическую аберрацию». «Включить коррекцию профиля» удалит искажения с помощью предварительно загруженных профилей в Lightroom для различных производителей объективов, а «Удалить хроматические аберрации» сведет к минимуму или устранит хроматические аберрации на вашем изображении.
Нажмите «Удалить хроматическую аберрацию» и «Включить коррекцию профиля». Вы также можете увидеть, что Lightroom автоматически выбрал «Профиль объектива» для используемого объектива. Хроматическая аберрация видна на изображении. Изображение от Dahlia Всего одним щелчком мыши, то есть установкой флажка «Удалить хроматическую аберрацию», хроматическая аберрация была удалена. Изображение от Dahlia Вот изображение до и после, рядом для сравнения. Изображение Далии

Примечание: Lightroom поставляется с предварительно загруженными профилями для большинства объективов камер, и на их основе он сможет автоматически распознать ваш объектив и применить некоторые исправления к искажениям и хроматическим аберрациям. Если по какой-то причине Lightroom не смог сделать эту коррекцию автоматически, вы можете вручную просмотреть список и выбрать марку и модель вашего объектива. Если вы все еще не нашли объектив в списке, вы можете вручную с помощью ползунков исправить дисторсию, хроматические аберрации и любое виньетирование.

Вы можете увидеть список «Производитель» и «Модель» в разделе «Профиль объектива».
  • Для некоторых объективов может потребоваться дополнительная ручная коррекция для исправления эффектов дисторсии, виньетирования и окантовки. В этом случае перейдите на вкладку «Вручную» и используйте ползунки «Искажение» и «Удаление краев», чтобы точно настроить и исправить хроматическую аберрацию, пока она не исчезнет.
  • Если вы хотите быть очень точным при выборе цвета окантовки, используйте инструмент «Выбор цвета бахромы» или инструмент «Пипетка» и сделайте выборку вдоль различных областей вдоль краев, которые демонстрируют хроматическую аберрацию. Выберите цвет бахромы и зафиксируйте его.
  • Если автоматический метод или инструмент «Выбор цвета бахромы» не помогли, вы также можете выполнить более точную настройку, используя все ползунки в разделе «Устранение бахромы», чтобы уменьшить или устранить хроматические аберрации.
Это изображение было снято с использованием объектива Sigma 24-70mm f/2. 8 с фокусным расстоянием 24 мм, f/2.8. Хроматическая аберрация наблюдалась ближе к краю кадра. Простое нажатие на «Удалить хроматические аберрации» и «Включить коррекцию профиля» не помогло. Поэтому хроматические аберрации пришлось удалять вручную на вкладке «Вручную». Изображение Далии

Это очень простой и понятный способ исправить хроматическую аберрацию, и на большинстве изображений автоматический выбор полей на вкладке «Профиль» сделает эту работу. Очень редко вам нужно будет перейти на вкладку «Вручную», чтобы внести там какие-либо коррективы.

Вот еще два примера, где нужно было внести небольшие коррективы на вкладке «Вручную», чтобы удалить хроматические аберрации.

Хроматическая аберрация удалена с помощью вкладки «Вручную». Изображение от DahliaХроматическая аберрация удалена с помощью вкладки «Вручную». Изображение Далии

Удаление аберрации в Photoshop:

Использование Adobe Camera Raw:

В Photoshop, когда вы открываете необработанный файл, он открывается в Adobe camera raw и аналогично Lightroom, хроматическую аберрацию можно легко исправить в Photoshop. У вас есть те же настройки, что и в Lightroom. Вот шаги по удалению хроматической аберрации в Adobe Camera Raw.

  • Откройте необработанный файл в Camera Raw и перейдите на вкладку «Коррекция объектива», где у вас есть вкладки «Профиль» и «Вручную».
Вкладки «Профиль» и «Вручную» на панели «Коррекция объектива» в Adobe Camera Raw
  • На вкладке «Профиль» выберите «Включить коррекцию профиля» и «Удалить хроматические аберрации». профили / предустановки в необработанном виде для различных производителей объективов и минимизируют или устраняют хроматические аберрации на вашем изображении.
Исправлена ​​хроматическая аберрация на вкладке «Профиль» в Camera Raw. Изображение от Dahlia
  • Если вы не видите объектив, выбранный автоматически, выберите его из раскрывающегося списка. Выберите «Сделать», а затем «Модель», и это очень похоже на то, что вы видите выше для Lightroom.
  • Если автоматическая коррекция не работает, перейдите на вкладку «Вручную» и выполните точную настройку коррекций с помощью панели «Удаление каймы». Увеличьте изображение, чтобы найти мелкие детали по краям объекта.

Вот еще два метода, которые вы можете попробовать в Photoshop:

1. Использование коррекции объектива:
  • Перейдите в меню «Фильтр» в Photoshop -> Коррекция объектива
  • На вкладке «Автокоррекция» вы можете выберите «Геометрическое искажение» и «Хроматическая аберрация»
  • Если вам нужно выполнить дополнительные настройки вручную, перейдите на вкладку «Пользовательские» и в разделе «Хроматическая аберрация» внесите изменения в соответствующие ползунки на основе цветовой окантовки на вашем изображении, чтобы удалить их.
2. Используя маску слоя:
  • Продублируйте фоновый слой, нажав Ctrl + J или Cmd + J
  • Перейдите в меню Фильтр -> Размытие -> Размытие по Гауссу
  • Установите радиус около 20 пикселей. Если вы работаете с изображениями меньшего размера или если эффект хроматической аберрации очень мал, выберите более низкие значения радиуса, например 5 или 10.
  • Теперь нажмите ok и выберите режим наложения «Цвет».
  • Поскольку описанный выше метод может изменить цвета в других частях изображения, добавьте маску и инвертируйте ее, нажав Ctrl + I или Cmd + I.
  • Это добавит черную маску слоя.
  • Выберите инструмент «Кисть» и установите передний план на белый цвет, просто закрасьте области с хроматической аберрацией. Измените непрозрачность, чтобы внести коррективы в этот эффект, чтобы изображение выглядело более естественным.

Параметры удаления хроматической аберрации в большинстве приложений для редактирования должны быть одинаковыми. Просмотрите меню и панели, и вы сможете легко исправить хроматическую аберрацию с помощью любого приложения.

Дополнительные ресурсы:

  1. Как избежать и устранить хроматические аберрации для получения более четких фотографий
  2. Как использовать элементы управления коррекцией объектива в Lightroom
  3. Выявлены плюсы и минусы дешевых объективов
  4. 5 способов удалить хроматические аберрации с изображений с помощью Photoshop
  5. Устранение хроматической аберрации
  6. Что такое хроматическая аберрация и как ее исправить?

Хроматическая аберрация — Фотоурок

Вы когда-нибудь задумывались, что это за цветные полосы по краям ваших фотографий?

Это хроматическая аберрация, обычная неприятность в оптике, в том числе в фотографии, когда свет проходит через серию линз, прежде чем попасть на матрицу для создания изображения.

В этой статье я объясню, что такое хроматическая аберрация, что можно сделать, чтобы ее избежать, и как исправить ее при постобработке.

Что такое хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация (ХА) — это нежелательный оптический эффект, возникающий, когда линза не преломляет световые волны всех длин волн в одну и ту же точку.

Различные длины волн (=цвета) распространяются с разной скоростью через стекло линзы, что приводит к рассеиванию света. Этот эффект становится наиболее заметным при высококонтрастных настройках, где он значительно размывает изображения и вызывает цветные края.

Теоретически идеальная линза могла бы сфокусировать все цвета в одной фокусной точке, как показано на изображении ниже:

Схема линзы, которая не производит хроматических аберраций. Все цвета равномерно распределяются по стеклу и попадают на датчик в одной и той же точке.

Пока это невозможно, поэтому приходится иметь дело с двумя типами ХА – продольной (осевой) хроматической аберрацией и поперечной (латеральной) хроматической аберрацией.

Продольная (осевая) хроматическая аберрация

Продольная хроматическая аберрация (LoCA), также называемая окантовкой боке , возникает, когда различные длины волн, проходящие через объектив, фокусируются на разных расстояниях от объектива (смещение фокуса), как показано ниже:

Схема объектива, создающего продольную хроматическую аберрацию. Различные длины волн преломляются на стекле под разными углами и, следовательно, неравномерно попадают на датчик, создавая цветовую окантовку.

Продольная хроматическая аберрация приводит к цветовой окантовке вокруг объектов по всему изображению, как в центре, так и по краям.

В то время как длиннофокусные и светосильные объективы с фиксированным фокусным расстоянием с большей вероятностью будут давать LoCA, уменьшение диафрагмы помогает уменьшить LoCA, так как увеличивает глубину резкости, так что все длины волн остаются в приемлемом фокусе.

Боковая (поперечная) хроматическая аберрация

Боковая хроматическая аберрация, также известная как поперечная хроматическая аберрация (TCA) ,  возникает, когда разные длины волн проецируются на разные точки фокальной плоскости.

Схема линзы, создающей боковую хроматическую аберрацию. Свет преломляется по-разному в зависимости от того, где он проходит через линзу, создавая сдвинутое изображение.

TCA характерна для коротких фокусных расстояний, и, в отличие от LoCA, диафрагмирование объектива не поможет. Кроме того, TCA не будет отображаться в центре кадра, но станет значительно более заметным по краям кадра, особенно в высококонтрастных областях.

TCA можно легко удалить или уменьшить с помощью программного обеспечения для постобработки, такого как Lightroom.

Как избежать хроматической аберрации

Я объяснил, что такое хроматическая аберрация, чем она вызвана и как она выглядит. В этот момент вы можете подумать: «Отлично! Еще одна проблема, о которой нужно беспокоиться», но позвольте мне успокоить вас.

Я покажу вам, как минимизировать CA до такой степени, что это не будет проблемой.

1. Снимайте в формате RAW

Съемка в формате RAW имеет множество преимуществ, и если вы серьезно увлекаетесь фотографией, вы уже должны этим заниматься. Изображения RAW имеют решающее значение, если вы собираетесь обрабатывать их в программном обеспечении, таком как Adobe Lightroom или Luminar 4; неслучайно именно так вы собираетесь удалить CA.

Самый простой способ избавиться от CA — это импортировать изображение в Lightroom, перейти к модулю Develop , открыть панель Camera Correction и проверить Remove Chromatic Aberration . Lightroom автоматически проанализирует ваше изображение и удалит CA.

2. Обратите внимание на фокусное расстояние

Чаще всего зум-объективы больше подвержены хроматической аберрации, чем фикс-объективы, особенно при минимальном и максимальном фокусном расстоянии.

Например, если у вас есть объектив 18-200 мм, избегайте как 18 мм, так и 200 мм, чтобы гарантировать наилучшие результаты. Если вам важно качество изображения, вы можете рассмотреть возможность использования объективов с фиксированным фокусным расстоянием вместо зум-объективов; и пока вы на этом, рассчитывайте потратить немало денег, чтобы получить высококачественный объектив, который будет создавать изображения с наименьшим количеством CA.

3. Избегайте высококонтрастных сцен

Не воспринимайте этот совет слишком буквально; Совершенно нормально фотографировать контрастные пейзажи, но помните о трудностях, которые это приносит. Во-первых, ХА наиболее заметна в высококонтрастных ситуациях; во-вторых, съемка в низкоконтрастное время суток, например в золотой час, обычно дает лучшие и приятные для глаз результаты.

4. Закройте объектив

Вы можете поэкспериментировать со своим объективом, чтобы выяснить, какое значение диафрагмы обеспечивает наилучшее качество изображения, но, как правило, вы должны закрывать диафрагму как минимум на одну или две ступени от самой широкой диафрагмы объектива. ваш объектив, чтобы избежать хроматических аберраций.

Когда вы закроете объектив, вы потеряете малую глубину резкости; Кроме того, вам также придется использовать более медленную скорость затвора и более высокое значение ISO, чтобы компенсировать потерю света и избежать нерезких изображений.

5.

Отодвиньте основной объект от краев

Как я упоминал ранее, вы можете избежать LoCA, закрыв объектив, но как избежать TCA?

ТСА наиболее заметен к краям и практически исчезает в середине кадра. Чтобы в полной мере воспользоваться этим знанием, вы должны расположить основной объект ближе к центру кадра, где хроматическая аберрация минимальна.

Как исправить хроматическую аберрацию в Lightroom

Вы не всегда сможете избежать хроматических аберраций на своих фотографиях; чаще всего вам придется удалить его с помощью программного обеспечения для постобработки. Хотя есть несколько хороших программ, я рекомендую Lightroom для удаления хроматических аберраций. Его инструмент настолько прост, насколько это возможно — вам просто нужно нажать на флажок.

Импортируйте фотографию в Lightroom, перейдите к модулю Develop , откройте панель Lens Corrections и отметьте Remove Chromatic Aberration флажок. Это все.

Заметные красные и зеленые ХА по краям крыши

В некоторых редких случаях Lightroom не справится с удалением ХА с фотографии, и вам придется использовать ручной инструмент для удаления. Чтобы все получилось правильно, требуется некоторая практика, и я не буду вдаваться в подробности в этом посте, но вот видео Скотта Келби, в котором он объясняет процесс.

Заключение

Пока мы ждем, пока производители фотоаппаратов улучшат стекло объектива, нам придется иметь дело с хроматической аберрацией. В большинстве случаев это не так уж и важно, особенно если учесть, как легко мы можем удалить это в постобработке.

Знаете ли вы, что такое хроматическая аберрация и чем она вызвана? Дай мне знать в комментариях.

Хроматическая аберрация | Психология Вики

в: Видение

Посмотреть источник

Оценка | Биопсихология | Сравнительный | Познавательный | Развивающие | Язык | Индивидуальные различия | Личность | Философия | Социальные |
Методы | Статистика | Клинический | Образовательные | промышленный | Профессиональные товары | Мировая психология |

Биологический: Поведенческая генетика · Эволюционная психология · Нейроанатомия · Нейрохимия · Нейроэндокринология · Неврология · Психонейроиммунология · Физиологическая психология · Психофармакология (Индекс, Структура)


Эту статью необходимо переписать, чтобы повысить ее актуальность для психологов. .
Пожалуйста, помогите улучшить эту страницу самостоятельно, если можете. Внизу — фрагмент аналогичной фотографии, сделанной широкоугольным объективом, с видимой хроматической аберрацией (особенно на темных краях справа).

В оптике хроматическая аберрация вызвана линзой, имеющей разный показатель преломления для разных длин волн света (дисперсия линзы).

Продольная и поперечная хроматические аберрации объектива проявляются в виде «цветных полос» вокруг изображения, поскольку каждый цвет оптического спектра не может быть сфокусирован в одной общей точке на оптической оси.

Поскольку фокусное расстояние f объектива зависит от показателя преломления n , разные длины волн света будут сфокусированы в разных местах. Хроматическая аберрация может быть как продольной , так как разные длины волн фокусируются на разном расстоянии от линзы; и поперечный или поперечный , в котором разные длины волн фокусируются в разных положениях в фокальной плоскости (поскольку увеличение линзы также зависит от длины волны).

Содержимое

  • 1 Минимизация хроматических аберраций
    • 1.1 Математика минимизации хроматических аберраций
  • 2 Обработка изображения для уменьшения хроматической аберрации
  • 3 Черно-белая фотография
  • 4 См. также
  • 5 Внешние ссылки

Минимизация хроматической аберрации

Существует точка, называемая кругом наименьшего нерезкости , где хроматическая аберрация может быть минимизирована. Его можно уменьшить, используя ахроматическую линзу или ахромат 9.0574, в котором материалы с разной дисперсией собираются вместе, образуя составную линзу. Наиболее распространен ахроматический дуплет с элементами из короны и бесцветного стекла. Это уменьшает количество хроматических аберраций в определенном диапазоне длин волн, хотя и не обеспечивает идеальной коррекции. Комбинируя более двух линз разного состава, можно дополнительно повысить степень коррекции, как это видно на примере апохроматической линзы или апохромата .

Многие типы стекла были разработаны для уменьшения хроматической аберрации, в первую очередь, стекла, содержащие флюорит. Эти гибридизированные стекла имеют очень низкий уровень оптической дисперсии; только две комбинированные линзы из этих веществ могут дать высокий уровень коррекции.

Хроматическая аберрация одной линзы приводит к тому, что разные длины волн света имеют разные фокусные расстояния.

Для ахроматического дуплета видимые длины волн имеют примерно одинаковое фокусное расстояние.

Дифракционный оптический элемент с дополнительными дисперсионными свойствами по сравнению со стеклом может использоваться для коррекции цветовой аберрации.

Ахроматический дублет сводит две длины волны к общему фокусу, оставляя ультрафиолетовое и инфракрасное излучение нескорректированными и расфокусированными.

Использование ахроматов было важным шагом в развитии оптического микроскопа.

Альтернативой ахроматическим дублетам является использование дифракционных оптических элементов. Дифракционные оптические элементы обладают дополнительными дисперсионными характеристиками по сравнению с оптическими стеклами и пластмассами. В видимой части спектра дифракторы имеют число Аббе -3,5. Дифракционные оптические элементы могут быть изготовлены с использованием методов алмазной токарной обработки.

Математика минимизации хроматических аберраций

Для дуплета, состоящего из двух контактирующих тонких линз, число Аббе материалов линз используется для расчета правильного фокусного расстояния линз для обеспечения коррекции хроматических аберраций. Если фокусные расстояния двух линз для света на желтой D-линии Фраунгофера (589,2 нм) равны 90 573 f 90 574 90 633 1 90 634 и 90 573 f 90 574 90 633 2 90 634 , то наилучшая коррекция происходит для условия:

, где V 1 и V 2 — числа Аббе материалов первой и второй линз соответственно. Поскольку числа Аббе положительны, для выполнения условия одно из фокусных расстояний должно быть отрицательным, т. е. рассеивающая линза.

Общее фокусное расстояние дуплета f определяется по стандартной формуле для тонких линз в контакте:

, и приведенное выше условие гарантирует, что это будет фокусное расстояние дублета для света на синей и красной линиях Фраунгофера F и C (486,1 нм и 656,3 нм соответственно). Фокусное расстояние для света с другими видимыми длинами волн будет таким же, но не совсем равным этому.

Обработка изображения для уменьшения хроматической аберрации

Постобработка для устранения хроматической аберрации обычно включает масштабирование цветового канала с бахромой или вычитание части масштабированной версии канала с бахромой.

Черно-белая фотография

Хроматическая аберрация также влияет на черно-белую фотографию. Хотя на фотографии нет цветов, хроматическая аберрация размывает изображение. Его можно уменьшить, используя узкополосный цветовой фильтр или преобразовав один цветовой канал в черно-белый. Это, однако, потребует более длительного воздействия.

См. также

  • Кук тройной
  • Аберрация в оптических системах

Внешние ссылки

  • Объяснение хроматической аберрации Полом ван Уолри
  • Статья PanoTools Wiki о хроматической аберрации
На этой странице используется лицензированный Creative Commons контент из Википедии (просмотр авторов).

Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.

Хроматическая аберрация:

ФОТОГРАФИЯ НЕДА МАТУРЫ

ПАЛМЕР Р. КУК, OD

В конце радуги находится горшок с золотом, а над радугой летают синие птицы, по крайней мере, так говорят. Горшки с золотом и синие птицы в стороне, радуги, как правило, нежелательные гости, когда речь идет об очковых линзах и изображениях на сетчатке ваших пациентов.

Очень редко пациент действительно упоминает цветные полосы или «радуги», вызванные хроматической аберрацией. Гораздо чаще встречаются такие комментарии: «Я не вижу с ними» или «Эти линзы просто не подходят». Вас как врача-офтальмолога раздражает, а пациента разочаровывает, когда любые аберрации мешают работе новых очков.

Эффекты хроматической аберрации являются результатом сочетания числа Аббе материала линзы, предписания, точки, в которой линия зрения пациента пересекает линзу, и расстояния до просматриваемого объекта.

DIOPTRIC SPREAD
Материалы для офтальмологических линз преломляют свет, замедляя его. Величина замедления (и изгиба) варьируется в зависимости от цвета (длины волны) света, проходящего через материал. В США желто-зеленый (точная длина волны 587,56 нм) используется в большей части офтальмологической промышленности для измерения оптической силы линзы. Эта стандартизация держит нас всех в курсе, когда мы рассматриваем мощность объективов. Линза с размером +5,00 для желто-зеленого света будет чуть больше +5,00 для синего света и чуть меньше +5,00 для красного света. Эту разницу в мощности можно назвать «диоптрийным разбросом» между красным и синим светом для данной конкретной комбинации мощности и материала линзы.

Определить диоптрийное рассеивание любого материала линз довольно легко. Просто разделите силу линзы на число Аббе материала. Например, линза +6,00, изготовленная из материала линзы с коэффициентом Аббе 30, будет иметь диоптрийный разброс 6 ÷ 30 или 0,2 диоптрии. Это означает, что линза будет иметь силу около +6,10 дптр для синего света (486,13 нм), +6,00 дптр для желто-зеленого света (587,56 нм) и +5,90 дптр для красного света (656,27 нм). Не вызовет ли этот диапазон сил проблемы у вашего пациента? Обычно нет — пока ваш пациент смотрит через оптический центр линзы! Причина в том, что изображения, сформированные светом с различной длиной волны, проходящим через линзу, по существу складываются непосредственно друг перед другом и позади него (рис. 1).

ЗАКОН ПРЕНТИСА
Закон Прентиса является основой для понимания того, как коэффициент Аббе влияет на характеристики линз вашего пациента. Когда линия зрения пациента проходит через оптический центр, призма не встречается. Когда пациент отводит взгляд от оптического центра, эти сложенные друг в друга изображения смещаются на разную величину, что-то вроде раскладывания колоды карт по столу (рис. 2). Результатом является радуга размытия или цветных полос на краях контуров в поле зрения пациента. Ширина этой радуги связана со значением Аббе и силой призмы для различных длин волн, как определено законом Прентиса. Цветовые полосы дальше друг от друга от красного до синего для линзы с низким Аббе и ближе друг к другу для линзы с высоким Аббе. Важно понимать, что линза имеет не одну оптическую силу, а различную оптическую силу в зависимости от рассматриваемой длины волны.

КОГДА ЭТО ВАЖНО?
Цветные полосы шире от красного до синего для линзы с низким Аббе и уже для линзы с высоким Аббе. Диапазон оптической силы любой линзы выражается в диоптриях. «Диоптрийный разброс» можно использовать, когда речь идет об этом диапазоне. Фон вашего линзометра окрашен в зеленый цвет, чтобы помочь вам определить оптическую силу линзы в желто-зеленом диапазоне спектра — вокруг линии спектра гелия d (He d), стандарта США. Для линзы +6,00 с диоптрийным разбросом 0,20 диоптрии (т. е. 6 ÷ 30) сила красного света составляет +5,9.0, а мощность синего света +6,10. Если линия зрения пациента находится на расстоянии 1 см от оптического центра, красный компонент ретинального изображения пациента смещается на 5,90 Δ (1 см x 5,90 диоптрий), а синий компонент смещается на 6,10 Δ (1 см x 5,90 диоптрий). 6,10 диоптрий). Если просматриваемый контур расположен вертикально, а линия основания-вершины призмы горизонтальна (т. е. BO или BI), то с одной стороны контура появится красная полоса, а с другой — синяя. . Ширина этого разброса цветов составляет 6,10Δ — 5,90Δ или 0,20 призм. диоптрии (0,2Δ). Линза из материала с коэффициентом Аббе 30 и оптической силой 10 диоптрий (либо +, либо -) будет иметь диоптрийный разброс 10 ÷ 30 или 0,33 диоптрии. Это означает, что хотя оптическая сила линзы, использующей американский стандарт линии спектра He d (587,56 нм), составляет +10 диоптрий; сила линзы для синего света будет около +10,16, а для красного света будет около +9,84 диоптрии. Если вы смотрите через оптический центр линзы, хроматическая аберрация мало влияет на зрение, потому что изображение, сформированное красными длинами волн, синими длинами волн и всеми длинами волн в видимом спектре, накладывается друг на друга. . В лучшем случае может быть небольшое размытие, потому что слегка расфокусированные изображения на дальних концах спектра могут быть немного больше, чем сфокусированная часть этого «продольно» растянутого изображения. С практической точки зрения это размытие не имеет большого значения, и цветные полосы, как правило, не видны — до тех пор, пока луч зрения проходит через оптический центр и не задействована призма.

Когда линия визирования удаляется от оптического центра, встречается призма. Закон Прентиса определяет величину этой призмы. В приведенном выше примере, когда линия обзора смещается на 1 см от оптического центра, изображение линии He d смещается на 10 диоптрий x 1 см или 10Δ. Однако синяя часть изображения будет смещена примерно на 10,16 Δ, а изображение, сформированное красной частью изображения, будет смещено примерно на 9,84 Δ. В результате изображение распределяется по сетчатке в диапазоне примерно 0,33Δ. Именно этот разброс изображений виден как радужные полосы, характерные для хроматической аберрации.

Те же 10 диоптрийные линзы, изготовленные из материала с Abbe 42, будут работать по-разному. Его сила для линии He d составляет 10 диоптрий, но сила для синего света будет около 10,12 диоптрии, а для красного света будет около 9,88 диоптрий. Диоптрийный разброс в этом случае составляет 10 ÷ 42 или около 0,24 диоптрии, а не 0,33 диоптрий при Аббе 30. В результате полосы не распространяются на такое большое расстояние, и воспринимается меньшее «размытие», потому что использовалась линза с более высоким числом Аббе.

УСЛОВИЯ

ABBE VALUE —Число (иногда называемое значением «V»), которое говорит нам, насколько велика хроматическая аберрация, если материал используется в качестве линзы. Более низкие значения Аббе дают большую хроматическую аберрацию, а более высокие значения Аббе дают меньшую хроматическую аберрацию.

DIOPTRIC SPREAD —Разница в силе красного света и синего света для любой линзы, сделанной из материала, замедляющего свет с разными длинами волн на разную величину.

PRISM SPREAD — Смещение между красным и синим изображениями, измеренное в призматических диоптриях, которое возникает, когда призма встречается в объективе с хроматической аберрацией.

PRISM DIOPTER —Смещение изображения, формируемого при прохождении луча зрения через призму. Если угол смещения равен одной призменной диоптрии (1Δ), то изображение объекта на расстоянии 1 метр сместится на 1 см. Смещение происходит в направлении вершины призмы.

ЗАКОН ПРЕНТИСА — Сила линзы в диоптриях, умноженная на расстояние от оптического центра до точки, в которой луч зрения проходит через линзу, равна призматическому эффекту в призменных диоптриях. Направление основания призматического эффекта всегда направлено к синей полосе.

ОПТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР — Точка в линзе, через которую свет проходит без отклонения.

ЭТО БОЛЬШЕ В ИСТОРИИ — РАССТОЯНИЕ
Расположение точки, в которой луч зрения проходит через линзу к оптическому центру линзы, и оптическая сила линзы вместе определяют «рассеивание призмы» полос . Если этот разброс призмы равен 0,33Δ, то он соответствует ширине 0,33 см, если объект находится на расстоянии 1 метра. Если объект находится на расстоянии двух метров, ширина полос составляет 0,66 см. На расстоянии 10 метров они имеют ширину 3,3 см. Очевидно, что ширина полос становится больше, когда вы смотрите на объекты на большем расстоянии. Этот эффект расстояния можно легко увидеть, сначала посмотрев на цель на близком расстоянии через плоскую призму, сделанную из материала с низким коэффициентом Аббе. Хотя можно увидеть некоторые цветные полосы, степень размытия будет относительно незначительной. Затем отойдите от цели на большее расстояние, и ширина цветных полос будет явно больше, и то же самое будет справедливо для размытия, вызванного этими полосами. См. рис. 3.

КЛИНИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
Этот фактор расстояния нельзя игнорировать клинически. В одном случае владелец ранчо из Монтаны вернулся к своему окулисту и пожаловался, что только если он смотрит «прямо на что-то», он может ясно видеть. Если он «чуть-чуть» поворачивал голову вправо или влево, все расплывалось. Его расстояние Rx было в диапазоне 3,00 дптр, и его линзы не были дефектными. Переключение его на линзы Аббе с более высоким качеством дало ему зрение, которого он хотел.

В другом случае на Среднем Западе пациентка жаловалась, что в ее новых очках «не все видно» (OD: -7,50 DS, OS: -8:50 -0,50 x 180, Add +1,00 OU, использовались антибликовые линзы). ). Ее острота зрения была 20/15, OD, OS и OU. Аббе ее объективов был 32, индекс 1,66. Лечащий врач переделал линзы из материала с Аббе 42 и индексом 1,60. Через несколько дней он сообщил: «У нее все хорошо с очками. Она сказала, что не так сильно напрягается на расстоянии. Кажется, она счастлива с ними». При этом вертикальный дисбаланс вблизи не вызывал проблем. Примечательно, что врач упомянула, что она не комментировала что-либо непонятное «в кабинете». Очевидно, что мы не должны предполагать, что расстояние «оптической бесконечности» в 20 футов является полностью подходящим расстоянием для оценки проблем со зрением пациента вдаль.

ВЫБОР
Производители указывают плотность, Аббе и индекс. Вы можете использовать эту информацию по своему усмотрению. Стандартный пластик (плотность 1,35, индекс Аббе 58 и индекс 1,49), Spectralite (плотность 1,21, индекс Аббе 47 и индекс 1,54) и Trivex (плотность 1,11, индекс Аббе 42, индекс 1,52 и высокая ударопрочность) входят в число многих вариантов высококачественных материалов, которые доступны для вас в различных дизайнах. Выражая свое профессиональное суждение о выборе материалов для линз и других решениях по очкам на консультации после осмотра, вы можете направить своих пациентов к более эффективным очкам.

ПОСМОТРИТЕ САМИ
Закажите плоскую линзу с неразрезанной призмой 6Δ из материала с низким Аббе в выбранной вами лаборатории. Держите эту линзу так, чтобы вы могли смотреть через оптический центр вашей собственной очковой линзы (чтобы устранить любые боковые хроматические аберрации от вашего Rx) и исследовать несколько целей на разных расстояниях. Эта плоская призма будет индуцировать хроматическую аберрацию, которую испытывает пациент с Rx 6 диоптрий на расстоянии 10 мм от OC (примерно 20-градусное движение), или что пациент с Rx 4 диоптрии испытывает взгляд на расстоянии 15 мм от OC (около 30 градусов). -градусное движение), или Rx с 8 диоптриями даст 7,5 мм от оптического центра.

Чтобы действительно понять эту аберрацию, важно поэкспериментировать на разных расстояниях. Умеренно широкие черные вертикальные полосы на белом фоне — хорошая цель. Призму следует держать так, чтобы линия вершины основания располагалась под прямым углом к ​​стержням (т. е. горизонтально). Чтобы устранить хроматическую аберрацию со стороны полосок, поверните объектив на 90 градусов. Это сдвигает цветные полосы вверху и внизу полос. Любое оставшееся размытие по сторонам полосы происходит из какого-то другого источника.

Все материалы для офтальмологических линз имеют хроматическую аберрацию, но связанные с ней проблемы можно свести к минимуму. Пациенты, наиболее восприимчивые к последствиям этой аберрации, включают в себя работающих на открытом воздухе, пилотов, пациентов, которые хотят улучшить зрение вдали от центра своих линз, пациентов с прописанными призмами и тех, у кого есть диоптрии среднего и более высокого диапазона. Пока у нас не появятся практичные офтальмологические линзы без хроматических аберраций, мы не окажемся на краю радуги. Если ваш пациент возвращается и говорит, что видит только этих синих птиц, вы можете быть близки к концу радуги, но, скорее всего, следует вызвать другого специалиста в области здравоохранения.

ЭФФЕКТИВНЫЕ ПРАВИЛА

1. Хроматическая аберрация, когда пациент смотрит через оптический центр линзы, относительно мало влияет на его или ее зрение.

2. Влияние хроматической аберрации на зрение в значительной степени зависит от величины призмы, с которой сталкивается пациент, когда лучи зрения проходят через линзы в какой-либо точке, отличной от оптических центров.

3. Эффект хроматической аберрации также зависит от числа Аббе материала линзы. Более низкое значение Аббе создает больше хроматических аберраций.

4. Эффект хроматической аберрации зависит от расстояния просмотра. Пациенты, которые в основном находятся дома или в офисе, могут перемещать линию обзора дальше от оптического центра своих линз, не испытывая при этом особых трудностей с хроматическими аберрациями, а пациенты, которые проводят больше времени, глядя вдаль, как правило, находят эту область. наилучшее зрение ограничено хроматической аберрацией меньшей областью вокруг оптического центра линзы.

5. Пациенты, которые носят однофокальные ридеры, будут испытывать меньше проблем, связанных с хроматической аберрацией при чтении, если при чтении их линии обзора проходят через оптические центры линз или достаточно близко к ним. Это говорит в пользу использования линз с высоким коэффициентом Аббе и корректировки PD вблизи при рекомендации однофокальных ридеров.

6. Пациент с большим расстоянием между вершинами столкнется с большей призмой при отклонении линии взгляда на заданное число градусов от оптического центра, чем пациент с меньшим расстоянием между вершинами. Это фактор, который следует учитывать при выборе материалов для линз.

7. Поскольку PAL обычно имеют точку нейтрализации призмы в коридоре, у пациентов может не быть области линз, свободной от призм, для дальнего зрения. Можно написать рецепт для конструкций PAL, которые будут располагать оптический центр в дальней области линзы. Проконсультируйтесь по этому поводу в вашей лаборатории. Они должны быть в состоянии производить линзы, как вы хотите, но будет компромисс между весом линз и характеристиками для ближнего зрения.

Хроматические аберрации что это: Хроматические аберрации: что это такое и как убрать | Статьи | Фото, видео, оптика

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Пролистать наверх