Що таке хроматичні аберації та як з ними боротися? Хроматичні аберації та фотографія.

Хроматичні аберації- це різновид спотворень зображення, що виникають у зв'язку з неідеальністю оптики. Це зумовлено під час проходження його крізь Воно пов'язані з тим, що промені, мають різну довжину хвилі (різні кольори) мають різний коефіцієнт заломлення. Білий промінь розкладається на спектр всіх кольорів веселки, а кольори переломлюються під різними кутами та фокусуються на різних площинах.

Хроматичні аберації нерідко призводять до появи кольорових контурів, плям та смуг, які знижують чіткість зображення та особливо помітні на переході контрастних об'єктів. Наочним прикладомможе бути знімок дерева або будівлі на тлі сонячного неба. Найбільше цей дефект проявляється при відкритій діафрагмі.

У сучасних об'єктивах (а саме об'єктиви дають хроматичні аберації) використовуються низькодисперсні елементи, які дають менше заломлення та чіткішу картинку. У компанії Nikon такі об'єктиви позначаються знаком ED (Extra-Low Dispersion). Для цієї ж мети застосовуються такі, що дозволяють отримати зображення з меншою кількістю подібних дефектів. Існують також камери з автоматичним контролем аберацій.

Але якщо вже наявний об'єктив все ж таки дає ці спотворення, є безліч способів боротьби з ними. Можна використовувати світлофільтри, редагувати фотографії в одному з редакторів або використовувати плагін, що пригнічує хроматичні аберації. Як прибрати ці артефакти за допомогою програми Adobe Fhotoshop швидко та просто? Один із варіантів наведений нижче.

Відкриваємо файл RAW у Photoshop, він підхоплюється Adobe Camera Raw. Далі переходимо до закладки Lens Corrections. У параметрі Defringe вказуємо All Edges, після чого облямівки стають менш яскравими. Тепер починаємо рухати повзунки - спершу Red/Cyan до того часу, поки не зблякне синя облямівка, потім Blue/Yellow до того моменту, коли зникнуть кольорові ареоли. Все, знімок готовий.

Фотографії можна редагувати за допомогою такого фільтра як Distort - Lens Correction. Нескладно позбутися хроматичних аберацій та за допомогою програми Adobe Lightroom. Перевага останньої в тому, що, обробивши один знімок, можна використовувати ті ж налаштування для всієї серії за допомогою функції синхронізації.

Найпростіший, але не завжди коректний спосіб прибрати ці прикрі артефакти – перевести знімок у чорно-білий формат або спочатку знімати у чорно-білому режимі. Крім того, знаючи, що об'єктив страждає на такий недолік, потрібно уникати знімків на відкритій діафрагмі.

Найчастіше хроматичні аберації виникають у об'єктивах, мають велику кратність зумування. Вся справа в тому, що на різних фокусних відстанях ці спотворення виявляються по-різному, у зв'язку з чим прорахувати та компенсувати все можливі дефектиу такій складній схемібуває вкрай непросто. Саме тому об'єктиви, що мають фіксоване, дають більш якісну картинку і коштують, як правило, набагато дорожче, ніж «зуми».

Існують інші аберації оптичних систем. При використанні сферичних об'єктивів виникають сферичні аберації, пов'язані з різницею у розподілі освітленості в середині лінзи та по краях. Виражається цей дефект у змащуванні, що нагадує ореол. До розмиття зображення призводять і такі аберації як кома та астигматизм. Ще один поширений дефект, особливо характерний для ширококутних та телеоб'єктивів – оптична дисторсія, яка суттєво перебільшує відчуття глибини кадру. Вона виявляється у викривленні прямих ліній і може бути опуклою та увігнутою.

Більшість аберацій в даний час неважко виправити в Іноді, знаючи особливості своєї техніки, простіше врахувати їх при зйомці і по можливості уникнути невдалих ракурсів.

Хроматичні аберації – це порушення кольору на готовому знімку, що з'являються через нерівномірний розподіл колірних хвиль після проходження променя через лінзу. Якщо розглядати докладніше, то це один із випадків дисперсії, про яку нам щось розповідали у школі.

p align="justify"> Сама специфіка форми лінзи створює ідеальні умови для заломлення променя світла. Але при попаданні на край скла світло розпадається на кольорові хвилі у вигляді веселки. І кожен колір має власну довжину хвилі. Червоний та фіолетовий є протилежностями за характером заломлення, у першого він мінімальний, у другого – максимальний.

Виявляється ефект зазвичай:

Колірними спотвореннями по краях об'єкта, що знімається;
Бликами різних квітів;
Райдужними або кольоровими кільцями;
Стиранням кордонів між світлими та темними об'єктами;
Загальним зниженням чіткості та різкості окремих елементів на зображенні;
Градієнтними переходами від блакитного до рожевого на межі об'єкта, що знімається, та інші.

Аберації– це базові властивості будь-якої лінзи, забрати їх повністю неможливо! Можна лише знизити їхню інтенсивність до порога сприйнятливості очей.

Види аберації у фотографії

Ділять аберації на два типи – геометричні та хроматичні. Перші (сферохроматизм і хроматизм похилих пучків) з'являються в результаті ефекту дісторсії і легко виправляються в графічному редакторі або забираються спочатку при налаштуванні камери. Найчастіше вони проявляються у спотвореннях форми, розмірів, пропорцій чи положення об'єкта щодо решти картинки.

З хроматичними трохи складніше, прибрати їх повністю не вийде, оскільки дисперсія – одна з базових властивостей світлових променів. Які ж бувають аберації оптичної системи:

Хроматизм становища, або поздовжня аберація,
Хроматизм збільшення.

Щоб зрозуміти причину цих явищ і вигадати шляхи зниження їх інтенсивності, слід згадати базові знання фізики.

Важлива думка!Дисперсія та дисторсія мають однакову причину, але різні прояви. Обидва ефекти виходять через форму лінзи. Але дисперсія – це розкладання світла на колірні хвилі, а дисторсія – зміна напрямків ліній.

Хроматизм становища

При попаданні променів світла на лінзу вони переломлюються і розпадаються на кольори, у кожного з них своя довжина хвилі, отже і траєкторія у них буде відрізнятися. Так з'являється поняття - коефіцієнт заломлення, у кожного кольору він буде різним. У синього кольорувін більше, отже, ці промені відхиляються від початкової траєкторії більше і точка фокусування, тобто місце, де вони зійдуться знову, знаходиться ближче до лінзи. Червоний колір має найнижчий коефіцієнт заломлення, що означає більшу фокусну відстань. Точка фокусування буде максимально віддалена від лінзи.

Ця інформація дає уявлення про фокусну відстань загалом – вона є сукупністю таких показників для всіх кольорів спектру. Це усереднене значення, зниження аберації – це процес зведення цієї різниці до мінімуму. Тоді всі промені знову будуть збиратися в одній точці, або максимально близько до цього положення.

А хроматизм становища, або поздовжня аберація є різницею між коефіцієнтами заломлення червоного та синього кольору. Якщо в такому випадку почати фокусування по синьому, всі червоні ділянки будуть не у фокусі і навпаки.

Важлива думка!Хроматизм становища складно усунути повністю. Його можна лише зменшити до моменту, коли око перестане сприймати спотворення.

Уникнути такого ефекту не вдасться повністю, а ось знизити його інтенсивність можна шляхом використання системи лінз.

Зазвичай застосовують пару – звичайна сферична (крон) плюс увігнута назад (флінт), тоді різниця коефіцієнта заломлення спрямовується «проти» аберації. А кольори "збираються" назад у точці фокусу. Відбувається це в такий спосіб. Перша лінза диспергує світло та розсіює його, відхиляючи промені від початкової осі. Проходячи крізь неї, кольори одержують окремо, кожен під своїм кутом. Друга негативна, або збирає, повторно диспергує промені, збираючи їх назад, компенсуючи дію лінзи, що розсіює. На підсумковому зображенні буде видно потрібний колір без спотворень. Ці дуети, що дозволяють знизити ефект хроматики, називаються ахроматичними лінзами.

Хроматизм збільшення

Цей ефект має таку ж природу, але проявляється інакше. Промені потрапляють на лінзу, заломлюються (кожен колір під своїм кутом) і видають різні розміризображення, що знімається на підсумковому знімку. Хроматизм збільшення не піддається коригуванню при змінах діафрагми, лише постобробкою. Принцип коригування заснований на зміні масштабу одного з трьох компонентів кольорів при постійному третьому. Тут головне не змістити оптичну вісь, щоб зображення не попливло. Виправити його на стадії зйомок неможливо. Найчастіше хроматизм збільшення є властивістю системи лінз.

Зйомка у форматі RAW може знизити інтенсивність спотворення. Але краще вибирати лінзи з мінімальними показниками аберації, щоб не довелося їх правити при постобробці зображення.

Якщо вибирати, який ефект усунути, а який залишити, сміливо залишайте хроматизм збільшення, він легко піддається редагуванню на відміну від поздовжнього. А зйомка в raw або jpeg форматах дозволить забрати його на етапі конвертування.

Як позбутися хроматичних аберацій?

Можна редагувати неприємні спотворення на стадії обробки отриманого зображення, за допомогою конвертерів або редакторів. Але ефективніше боротися із проблемою на рівні налаштувань та підготовки до зйомки. Які ж основні поради можна дати фотографам-початківцям, щоб вони уникнули хроматичної аберації в процесі роботи:

Закрийте діафрагму.Максимально можливе значення діафрагми дозволить значно знизити шанс і інтенсивність появи видимого спотворення на знімку. Недолік світла можна компенсувати збільшенням ISO та показника витримки. Значення діафрагми f/2.8 – f/4 зводять до мінімуму шанс прояву аберації.

Важливе маємо в центрі кадру.Лінза влаштована в такий спосіб, що це негативні ефекти посилюються до периферії. Якщо іншими способами прибрати аберацію не виходить, постарайтеся розташувати об'єкт, що знімається максимально близько до центру кадру, там інтенсивність спотворень значно нижче. За бажанням при обробці знімка можна зробити кадрування або композиційне компонування зображення.

Якщо виходить зовсім прибрати спотворення на етапі підготовки, є графічні редактори, здатні зробити ефекти мінімальними. Але необхідно знати особливості роботи програм.

Фокусна відстань (ФР) zoom-об'єктива.Широкий діапазон фокусних відстаней не завжди гарна опція. Об'єктив з такими властивостями матиме значні похибки у крайніх точках фокусу, що знижуються до центру. На коротких і довгих кінцях фокусу можна отримати спотворення навіть за дотримання всіх інших параметрів, тут проявляється як хроматична аберація, а й безліч інших неприємних моментів.

Тому намагайтеся знімати з середньої фокусної відстані, тому дефекти будуть мінімально помітні. Якщо це не допомагає і колірні спотворення все одно присутні, спробуйте зняти одне й те саме зображення з різної фокусної відстані, а потім поєднати їх у редакторі.

Важлива думка!Проблему можна вирішити, використовуючи об'єктиви з фіксованою фокусною відстанню. Але це значно знижує можливості камери в інших моментах – зйомки панорам, пейзажів будуть не такі цікаві.

Висока контрастність.На тлі яскравого сонця або біля іншого джерела світла максимально контрастні предмети сильно спотворюватимуться на фотографії.

Уникнути цього можна, змінивши кут падіння освітлення, змінивши фон більш темний, або пересунувши об'єкт зйомки. Але, наприклад, на природі при зйомці пейзажу на тлі заходу сонця складно скомпонувати кадр. Тоді допоможе лише редагування кадру при постобробці, та цього знімайте у форматі RAW, що дозволить вам знизити аберації на готовому знімку вже на комп'ютері.

Високоякісні об'єктиви. Найдорожчий, але найдорожчий дієвий спосіб- Придбання потужної професійної оптики. Якісний матеріал, точність складання, ідеальна вивіреність всіх елементів, припасування та ретельна перевірка. Такий підхід дозволить зменшити всі види спотворень, відомі у фотографії. Але оптика такої якості просто не може коштувати дешево.

Як виправити аберації за допомогою програм?

Для такого виправлення хроматичних аберацій застосовують найчастіше 2 програми від компанії Adobe:

Photoshop;
LightRoom.

Adobe Photoshop– найпопулярніший графічний редактор растрових зображень всім основних ОС. З його допомогою можна редагувати зображення, створювати анімацію, обробляти медіафайли, готувати зображення до друку, у тому числі у поліграфії. на базову програмуможна встановлювати додаткові плагіни та розширення, що дають практично необмежені можливості роботи з графікою. Використовується Photoshop у рекламі, поліграфії, веб-дизайні, навіть у створенні комп'ютерних ігорта роликів.

Встановлений плагін Adobe Camera RAW дозволяє конвертувати знімки з камери та зводити нанівець усі спотворення вже на першому етапі роботи.

Програма Adobe Lightroom була задумана більше як провідник або софт для керування каталогами знімків. У ньому зручно переміщати, компонувати, зберігати та перейменовувати знімки, створюючи зручну базу зі зрозумілою навігацією. Програма дозволяє робити колажі, ретушувати знімки та готувати їх до друку. Але однією з додаткових властивостей стало редагування знімків, зниження шумів, зміни яскравості і кольоровості. Можливості програми до версії 3.0 розвинулися цілком пристойного рівня.

Таким чином, Lightroom може впоратися зі спотвореннями та хроматичними абераціями своїми силами. остання версіяпрограми працює напрочуд швидко, працює з усіма популярними форматами зображення, створює закладки та мета-теги для більш комфортної навігації.

Важлива інформація!Для обробки фото на ПК існує безліч різних програм, кожен фотограф вибирає найзручніший для себе варіант. Але світове лідерство вже понад 10 років впевнено тримає Photoshop та його полегшений молодший брат LightRoom.

Революційним винаходом стало впровадження у функціонал програми можливості передачі знімка з камери на ПК чи проектор у реальному часі. Називається це прив'язана зйомка і дозволяє демонструвати знімки клієнтам відразу ж.

Завдяки програмам пакету Adobe, початківці та досвідчені фотографи мають можливість не морочитися під час зйомки щодо аберації. А повністю поринути у процес роботи з клієнтами чи предметами, а обробкою зайнятися вже вдома у спокійній обстановці.

Підведемо підсумки

Для фотографа хроматичні аберації – неминучий супутник. 20 років тому вони сильно отруювали життя і роботу, тому що якість лінз залишала бажати кращого, а програмне забезпеченняне було на такому високому рівніяк у наш час.

Сьогодні всі 3 види аберацій (геометричні спотворення, поздовжній хроматизм і хроматизм збільшення) можна прибрати на будь-якому етапі зйомок. Якісний результат тримається на трьох китах:

На етапі підготовки роботи вибирайте правильний об'єктив.
У процесі зйомки вибирайте формат raw, тримайте фокус, прикривайте діафрагму та поміщайте об'єкт зйомок у центр кадру.
А на ПК використовуйте графічні редактори – Photoshop та Lightroom та їх необмежені можливості щодо ретуші та корекції знімків.

Запам'ятайте, що усунути аберації повністю неможливо - від є природним і обов'язковою умовоюза наявності лінзи, але знизити їхню інтенсивність легко. Тренуйтеся якомога більше, робіть знімки серіями на початку роботи, «грайте» налаштуваннями камери і знаходьте оптимальні показники, при яких неприємні ефекти непомітні оку.

У цій статті зі страшною назвою ми розберемося в особливостях оптичних спотворень об'єктивів. Ви помічали, що під час зйомки на ширококутник у вас спотворюються краї кадру? А при спробах зробити кадр у контровому світлі навколо предметів з'являється рожева, синя або зелена окантовка? Якщо не помічали, придивіться ще раз. А поки що давайте розберемося, чому так відбувається.

Для початку потрібно зрозуміти і прийняти той факт, що ідеальних оптичних систем (тобто в нашому випадку – об'єктивів) не існує. Кожній оптичній системі притаманні спотворення, які вона вносить у проекцію реальності зображення (фотографію). Спотворення оптичних систем по-наукому прийнято називати абераціями, тобто. відхиленнями від норми чи від ідеалу.

Аберації різних оптичних систем можуть приймати різну формуі бути помітнішими або практично не помітними. Зазвичай чим дорожчий об'єктив, тим якісніша його оптична система, а отже, тим менше аберацій їй властиво.

Види аберацій

Найчастіше саме слово "аберація" у фотографії застосовується в поєднанні "хроматичні аберації". Як ви вже могли здогадатися, хроматичні аберації– це один із видів спотворень, спричинених особливостями оптичної системи об'єктива, що виражається у вигляді колірних відхилень. Типовий приклад хроматичних аберацій – це кольорові контури на межі об'єктів зйомки. Найяскравіше хроматичні аберації виявляються на контурах у висококонтрастних ділянках зображення. Наприклад, на межі гілок дерев, знятих на тлі яскравого неба, або за контуром волосся під час зйомки портрета в .

Причиною хроматичних аберацій є оптичне явище як дисперсія скла, з якого виготовлені лінзи. Дисперсія склаполягає в тому, що світлові хвилі різної довжини (різного кольору) при проходженні через лінзу переломлюються під різними кутами. Біле світло (що містить у собі цілий спектр світлових хвиль різної довжини, тобто. різного кольору), проходячи через лінзу об'єктива, спочатку розпадається на колірний спектр, який потім знову збирається в пучок для проекції зображення на матрицю фотоапарата. В результаті через різницю кутів заломлення кольорових променів виникають відхилення при формуванні зображення. Це виявляється у похибках при розподілі кольору на знімку. Саме тому на фотографії можуть з'явитися кольорові контури, кольорові плями чи смуги, яких не було на об'єкті зйомки.

Хроматичні абераціїтією чи іншою мірою притаманні практично всім об'єктивам. Дешева оптика «хроматит» набагато сильніша, ніж об'єктиви елітної серії. На етапі проектування оптичної системи виробники можуть мінімізувати хроматичні аберації за допомогою ахроматичних лінз. Секрет ахроматичної лінзив тому, що її конструкція складається з двох сортів скла: одне з низьким, а інше з високим коефіцієнтом спотворення світла. Підбір пропорції поєднання матеріалів із різними коефіцієнтами заломлення світла дозволяє знизити відхилення світлових хвиль у момент розщеплення білого світла.

Не варто сильно засмучуватися, якщо ваш об'єктив не містить ахроматичних лінз – хроматичні абераціївиникають в основному при зйомці в складних умовах освітлення, і сильно впадають у вічі тільки при перегляді фотографії в 80-100% збільшенні. До того ж ніхто не скасовував обробку в графічних редакторах, які дозволяють звести нанівець такі похибки оптики. Про те, як це зробити, читайте у статті «Виправлення похибок об'єктива» (публікація незабаром).

До іншого виду аберацій об'єктива відносяться геометричні спотворення, які називають дисторсією об'єктива. Дисторсія об'єктивапроявляється у спотворенні пропорцій об'єктів, розташованих ближче до країв кадру. Говорячи науковою мовою, при дисторсії лінійне збільшення об'єктів, що у полі зору, відбувається нерівномірно. В результаті предмети з обох боків кадру виглядають неприродно сплюснутими або витягнутими.

За характером спотворень виділяють два виду дисторсії: позитивна ( увігнутаабо подушкоподібна) та негативна ( опуклаабо бочкоподібна). Якщо у кадрі геометричних спотворень немає, то кажуть, що дисторсії немає. У цьому випадку зображення виглядає рівним і плоским, зверніть увагу на рівну лінію горизонту на знімку нижче. Зазвичай саме по лінії горизонту можна легко помітити геометричні спотворення пейзажної зйомки.

Найсильніше дисторсія проявляється при використанні. Причому, чим більший кут огляду об'єктива (чим менша фокусна відстань), тим сильніше виявляються геометричні аберації. Напевно, ви помічали, що вертикальні та горизонтальні лініїпри зйомці на ширик викривляються при наближенні до країв кадру. Найяскравіший приклад дісторсії об'єктиву– це фотографії, зняті на надширококутному об'єктиві «фішай» ( риб'яче око). Але у випадку з фішаєм дисторсія не є похибкою або нестачею оптики. Швидше, це його особливість, що дозволяє розширити кут огляду об'єктива до 180 градусів (і навіть більше).

При використанні ширококутних об'єктивів (ФР<24 мм) можно наблюдать бочкообразную (вогнутую) дисторсию, при использовании длиннофокусных объективов (ФР>200 мм) може з'являтися подушкоподібна (опукла) дисторсія. Об'єктивам із середніми значеннями фокусних відстаней зазвичай не властиві геометричні спотворення по полю кадру.

Саме тому кажуть, що ширококутний об'єктив спотворює пропорції, а об'єктиви з фокусною відстанню 70-200 мм згладжують будь-які спотворення. І саме тому портрети прийнято знімати на об'єктиви 70-200 мм, які не спотворюють пропорції обличчя та фігури. А ось портрети, зняті на ширик, виглядають комічно і використовуються лише для створення спеціального карикатурного ефекту. При цьому чим менше відстань між точкою зйомки та об'єктом зйомки, тим сильніше виявляються спотворення пропорцій. Наприклад, як на відомому портреті Білла Клінтона (фотографія нижче) – голова виглядає непропорційно маленькою порівняно з великими рукамита колінами. Але в даному випадку це якраз творчий задум, авторський стиль фотографа. За допомогою використання ширококутного об'єктиву він зміг створити яскравий візуальний образ - асоціацію з персоною колишнього президента США.

Так само, як і хроматичні аберації, дисторсіяпіддається виправленню під час конструювання об'єктива. Для цього в оптичну систему вбудовується асферична лінза, а об'єктиви з виправленою дисторсією називають асферичними. Ви могли бачити такі назви (ASP) в описі технічних характеристикдо об'єктиву. Такі об'єктиви зазвичай коштують дорожче за сферичні аналоги, але при зйомці передають пропорції об'єктів у кадрі без спотворень. Однак є відносно не дорогий об'єктив Sigma 10-20 мм F4-5.6 EX DC HSM, який дає рівну картинку навіть за максимального вугілля огляду 102 градуси.

Якщо ваш об'єктив на широкому вугіллі дає геометричні аберації, тобто два способи це виправити:

Якщо ви використовуєте зум-об'єктив, можна просто виставити більшу фокусну відстань і зробити кілька кроків назад. Так, у вас у кадрі виявиться та ж композиція, але за рахунок зміни фокусної відстані ви позбавитеся спотворень.
Виправити геометричні аберації дозволяють засоби графічних редакторів (насамперед Photoshop). Але будьте готові втратити частину об'єктів на фотографії, тому що при виправленні викривлень відбувається обрізка по краях кадру. Про те, як це зробити, читайте у статті.

Аберації фотографічного об'єктива – це останнє, про що варто думати фотографу-початківцю. Вони абсолютно не впливають на художню цінність ваших фотографій, та й технічна якістьзнімків їх вплив мізерний. Тим не менш, якщо ви не знаєте, чим зайняти свій час, прочитання цієї статті допоможе вам розібратися в різноманітті оптичних аберацій і методах боротьби з ними, що, звичайно ж, безцінно для справжнього фотоерудиту.

Аберації оптичної системи (у нашому випадку – фотографічного об'єктива) – це недосконалість зображення, яке викликається відхиленням променів світла від шляху, яким вони мали б слідувати в ідеальній (абсолютній) оптичній системі.

Світло від будь-якого точкового джерела, пройшовши через ідеальний об'єктив, мало б формувати нескінченно малу точку на площині матриці чи плівки. Насправді цього, звичайно, не відбувається, і точка перетворюється на т.зв. пляма розсіювання, але інженери-оптики, які розробляють об'єктиви, намагаються наблизитися до ідеалу, наскільки це можливо.

Розрізняють монохроматичні аберації, однаковою мірою притаманні променям світла з довжиною хвилі, і хроматичні, залежні від довжини хвилі, тобто. від кольору.

Коматична аберація або кома виникає коли промені світла проходять через лінзу під кутом до оптичної осі. В результаті зображення точкових джерел світла набуває по краях кадру вигляду асиметричних плям краплеподібної (або, у важких випадках, кометоподібної) форми.

Коматична аберація.

Кома буває помітна з обох боків кадру при зйомці з широко відкритою діафрагмою. Оскільки діафрагмування зменшує кількість променів, що проходять через край лінзи, воно зазвичай усуває і коматичні аберації.

Конструкційно з комою борються приблизно так само, як і зі сферичними абераціями.

Астигматизм

Астигматизм проявляється у цьому, що з похилого (не паралельного оптичної осі об'єктива) пучка світла промені, що у меридіональної площині, тобто. площині, якій належить оптична вісь, фокусуються відмінним чином від променів, що лежать у сагітальній площині, яка перпендикулярна меридіональній площині. Це, зрештою, призводить до асиметричного розтягування плями нерізкості. Астигматизм помітний з обох боків зображення, але з його центрі.

Астигматизм важкий для розуміння, тому я спробую проілюструвати його на простому прикладі. Якщо уявити, що зображення літери Азнаходиться у верхній частині кадру, то при астигматизмі об'єктива воно виглядало б так:


Меридіональний фокус.	Сагітальний фокус.

При спробі досягти компромісу, ми отримуємо універсально нерізке зображення.	Початкове зображення без астигматизму.

Для виправлення астигматичної різниці меридіонального та сагітального фокусів потрібно не менше трьох елементів (зазвичай два опуклих і один увігнутий).

Очевидний астигматизм в об'єктиві вказує зазвичай на непаралельність одного або декількох елементів, що є однозначним дефектом.

Під кривизною поля зображення мають на увазі характерне для багатьох об'єктивів явище, при якому різке зображення плоскогооб'єкта фокусується об'єктивом не так на площину, але в якусь викривлену поверхню. Наприклад, у багатьох ширококутних об'єктивів спостерігається виражена кривизна поля зображення, в результаті якої краї кадру виявляються сфокусовані як ближче до спостерігача, ніж центр. У телеоб'єктивів кривизна поля зображення зазвичай виражена слабо, а макрооб'єктивів виправляється практично повністю – площина ідеального фокусу стає дійсно плоскою.

Кривизну поля прийнято вважати аберацією, оскільки при фотографуванні плоского об'єкта (тестової таблиці або цегляної стіни) з фокусуванням по центру кадру, його краї неминуче виявляться над фокусі, що може бути помилково прийнято через нерезкость об'єктива. Але в реальному фотографічному житті ми рідко стикаємося з плоскими об'єктами - світ навколо нас тривимірний, - а тому властиву ширококутним об'єктивам кривизну поля я схильний розглядати скоріше як їхню гідність, ніж недолік. Кривизна поля зображення – це те, що дозволяє отримати однаково різкими і передній, і задній план одночасно. Посудіть самі: центр більшості ширококутних композицій знаходиться далеко, тоді як ближче до кутів кадру, а також внизу, розташовуються об'єкти переднього плану. Кривизна поля робить і те, й інше різким, позбавляючи нас необхідності закривати діафрагму надміру.

Кривизна поля дозволила при фокусуванні на далекі дерева отримати різкими ще й брили мармуру внизу ліворуч.
Деяка нерізкість в області неба та на далеких кущах праворуч мене в цій сцені мало турбувала.

Слід пам'ятати, що для об'єктивів з вираженою кривизною поля зображення непридатний спосіб автоматичного фокусування, при якому ви спочатку фокусуєтеся на ближньому до вас об'єкті, використовуючи центральний датчик фокусування, а потім перекомпоновувати кадр (див. «Як користуватися автофокусом »). Оскільки об'єкт переміститься з центру кадру на периферію, ви ризикуєте отримати фронт-фокус внаслідок кривизни поля. Для ідеального фокусу доведеться зробити відповідне виправлення.

Дисторсія

Дисторсія – це аберація коли об'єктив відмовляється зображати прямі лінії прямими. Геометрично це означає порушення подібності між об'єктом та його зображенням внаслідок зміни лінійного збільшення поля об'єктива.

Виділяють два найбільш поширені типи дисторсії: подушкоподібна і бочкоподібна.

При бочкоподібної дісторсіїлінійне збільшення зменшується в міру віддалення від оптичної осі об'єктива, в результаті чого прямі лінії по краях кадру згинаються назовні, і зображення виглядає опуклим.

При подушкоподібної дісторсіїлінійне збільшення, навпаки, збільшується з віддаленням від оптичної осі. Прямі лінії згинаються всередину, і зображення здається увігнутим.

Крім того, зустрічається комплексна дисторсія, коли лінійне збільшення спершу зменшується в міру віддалення від оптичної осі, але ближче до кутів кадру знову починає зростати. У такому випадку прямі лінії набувають форми вусів.

Дисторсія найбільше виражена в зум-об'єктивах, особливо з великою кратністю, але помітна і в об'єктивах з фіксованою фокусною відстанню. Для ширококутних об'єктивів характерна переважно бочкоподібна дисторсія (екстремальний приклад такої дисторсії – об'єктиви типу fisheye або «риб'яче око»), тоді як телеоб'єктивам частіше властива подушкоподібна дисторсія. Нормальні об'єктиви, як правило, найменш схильні до дісторсії, але повністю виправляється вона тільки в хороших макрооб'єктивах.

У зум-об'єктивів часто можна спостерігати діжкову дісторсію в ширококутному положенні і подушкообразную дисторсію в телеположенні при практично вільній від дисторсії середині діапазону фокусних відстаней.

Ступінь виразності дисторсії може також змінюватися в залежності від дистанції фокусування: у багатьох об'єктивів дисторсія очевидна, коли вони сфокусовані на найближчому об'єкті, але робиться майже непомітною при фокусуванні на нескінченність.

У ХХІ ст. дисторсія не є великою проблемою. Практично всі RAW-конвертери та багато графічних редакторів дозволяють виправляти дисторсію при обробці фотознімків, а багато сучасних камер і зовсім роблять це самостійно в момент зйомки. Програмне виправлення дісторсії за наявності належного профілю дає чудові результати та майжене впливає різкість зображення.

Хочу також зауважити, що на практиці виправлення дисторсії потрібно не так часто, адже дисторсія буває помітна неозброєним оком тільки тоді, коли по краях кадру присутні прямі лінії (горизонт, стіни будівель, колони). У сценах же, які мають на периферії строго прямолінійних елементів, дисторсія, зазвичай, не ріже очей.

Хроматичні аберації

Хроматичні чи колірні аберації обумовлені дисперсією світла. Не секрет, що показник заломлення оптичного середовища залежить від довжини світлової хвилі. У коротких хвиль ступінь заломлення вищий, ніж у довгих, тобто. промені синього кольору заломлюються лінзами об'єктива сильніше, ніж червоного. Як наслідок, зображення предмета, що формуються променями різного кольору, можуть не збігатися між собою, що призводить до появи кольорових артефактів, які називаються хроматичними абераціями.

У чорно-білій фотографії хроматичні аберації не такі помітні, як у кольоровій, але вони істотно погіршують різкість навіть чорно-білого зображення.

Розрізняють два основні типи хроматичних аберацій: хроматизм положення (подовжня хроматична аберація) та хроматизм збільшення (хроматична різниця збільшення). У свою чергу кожна з хроматичних аберацій може бути первинною або вторинною. Також до хроматичних аберацій відносять хроматичні різницю геометричних аберацій, тобто. різну вираженість монохроматичних аберацій хвиль різної довжини.

Хроматизм становища

Хроматизм становища чи поздовжня хроматична аберація виникає, коли промені світла з різною довжиною хвилі фокусуються у різних площинах. Іншими словами, промені синього кольору фокусуються ближче до задньої головної площини об'єктива, а промені червоного кольору – далі, ніж промені. зеленого кольору, тобто. для синього кольору спостерігається фронт-фокус, а червоного – бэк-фокус.

Хроматизм становища.

На щастя нам, хроматизм становища навчилися виправляти ще XVIII в. шляхом комбінування збірної та розсіювальної лінз, виготовлених зі стекол з різними показниками заломлення. В результаті поздовжня хроматична аберація флінтової (збиральної) лінзи компенсується за рахунок аберації кронової (розсіюючої) лінзи, і промені світла з різною довжиною хвилі можуть бути сфокусовані в одній точці.

Виправлення хроматизму становища.

Об'єктиви, у яких виправлено хроматизм становища, називаються ахроматичними. Практично всі сучасні об'єктиви є ахроматами, тож про хроматизм становища сьогодні можна спокійно забути.

Хроматизм збільшення

Хроматизм збільшення виникає за рахунок того, що лінійне збільшення об'єктиву відрізняється для різних кольорів. В результаті зображення, що формуються променями з різною довжиною хвилі, мають різні розміри. Оскільки зображення різного кольору відцентровані по оптичній осі об'єктива, хроматизм збільшення відсутня в центрі кадру, але зростає до країв.

Хроматизм збільшення проявляється на периферії знімка у вигляді кольорової облямівки навколо об'єктів з різкими контрастними краями, такими як, наприклад, темні гілки дерев на тлі світлого неба. В областях, де подібні об'єкти відсутні, кольорова облямівка може бути непомітною, але загальна чіткість все одно падає.

При конструюванні об'єктиву хроматизм збільшення виправити значно важче, ніж хроматизм становища, тому цю аберацію можна тією чи іншою мірою спостерігати у багатьох об'єктивів. Цьому схильні насамперед зум-об'єктиви з великою кратністю, особливо в ширококутному положенні.

Тим не менш, хроматизм збільшення не сьогодні є приводом для занепокоєння, оскільки він досить легко виправляється програмними засобами. Всі хороші RAW-конвертери в змозі усувати хроматичні аберації в автоматичному режимі. Крім того, все більше цифрових фотоапаратів забезпечується функцією виправлення аберацій під час зйомки у форматі JPEG. Це означає, що багато об'єктивів, які вважалися в минулому посередніми, сьогодні за допомогою цифрових милиць можуть забезпечити цілком пристойну якість зображення.

Первинні та вторинні хроматичні аберації

Хроматичні аберації поділяються на первинні та вторинні.

Первинні хроматичні аберації – це хроматизми у своєму вихідному невиправленому вигляді, зумовлені різним ступенем заломлення променів різного кольору. Артефакти первинних аберацій пофарбовані в крайні кольори спектра – синьо-фіолетовий та червоний.

При виправленні хроматичних аберацій хроматична різниця з обох боків спектра усувається, тобто. сині та червоні промені починають фокусуватися в одній точці, яка, на жаль, може не збігатися з точкою фокусування зелених променів. При цьому виникає вторинний спектр, оскільки хроматична різниця для середини первинного спектру (зелених променів) і для його зведених країв (синіх і червоних променів) залишається не усуненою. Це і є вторинні аберації, артефакти яких забарвлені у зелений та пурпуровий кольори.

Коли говорять про хроматичні аберації сучасних ахроматичних об'єктивів, у переважній більшості випадків мають на увазі саме вторинний хроматизм збільшення і лише його. Апохромати, тобто. об'єктиви, в яких повністю усунуті як первинні, так і вторинні хроматичні аберації, надзвичайно складні у виробництві і навряд чи колись стануть масовими.

Сферохроматизм – це єдиний заслуговує на згадку приклад хроматичної різниці геометричних аберацій і проявляється як ледь помітне фарбування зон поза фокусом в крайні кольори вторинного спектру.

Сферохроматизм виникає через те, що сферична аберація, про яку говорилося вище, рідко буває однаково скоригована для променів різного кольору. В результаті плями нерізкості на передньому плані можуть мати легку пурпурову облямівку, а на задньому плані – зелену. Сферохроматизм найбільше властивий світлосильним довгофокусним об'єктивам, при зйомці з широко відкритою діафрагмою.

Про що варто турбуватися?

Хвилюватися не варто. Про все, про що слід потурбуватися, розробники вашого об'єктива, швидше за все, вже потурбувалися.

Ідеальних об'єктивів немає, оскільки виправлення одних аберацій веде до посилення інших, і конструктор об'єктиву, зазвичай, намагається знайти розумний компроміс між його характеристиками. Сучасні зуми і так містять по двадцять елементів, і не варто ускладнювати їх надмірно.

Всі кримінальні аберації виправляються розробниками досить успішно, а з тими, що залишилися легко порозумітися. Якщо ваш об'єктив має якісь слабкі сторони(а таких об'єктивів – більшість) навчитеся обходити їх у своїй роботі. Сферична аберація, кома, астигматизм та їх хроматичні різниці зменшуються при діафрагмуванні об'єктива (див. «Вибір оптимальної діафрагми»). Дисторсія та хроматизм збільшення усуваються під час обробки фотографій. Кривизна поля зображення потребує додаткової уваги при фокусуванні, але також не смертельна.

Іншими словами, замість того, щоб звинувачувати обладнання в недосконалості, фотолюбителю слід швидше почати вдосконалюватися самому, досконально вивчивши свої інструменти та використовуючи їх відповідно до їхніх переваг та недоліків.

Дякую за увагу!

Василь О.

Post scriptum

Якщо стаття виявилася для вас корисною та пізнавальною, ви можете люб'язно підтримати проект, зробивши внесок у його розвиток. Якщо ж стаття вам не сподобалася, але у вас є думки про те, як зробити її кращою, ваша критика буде прийнята з не меншою вдячністю.

Не забувайте, що ця стаття є об'єктом авторського права. Передрук та цитування допустимі за наявності діючого посилання на першоджерело, причому текст, що використовується, не повинен жодним чином спотворюватися або модифікуватися.

Хроматичні аберації (також відомі як кольорова окантовка або дисперсія) - поширена проблема лінзи, яка виникає, коли кольори неправильно заломлюються (згинаються) у лінзі, внаслідок чого виникає невідповідність у фокусі, де кольори не поєднуються як повинні.

Для того, щоб краще це зрозуміти, пригадаємо, що фокальна площина є площиною, на якій розташовані точки у фокусі, де пучки світла повинні зібратися разом, щоб правильно сфокусуватися на сенсорі.

Справа в тому, що в залежності від особливостей вашої , вибраної фокусної відстані і навіть значення , яке ви використовуєте, певні довжини хвиль (колір) можуть прийти в ці точки до або після встановлення фокальної площини.

Коли це відбувається, ви зрештою отримуєте фотографію з візуальною кольоровою окантовкою по краях. Звичайно, ви можете видалити низькі рівні хроматичної аберації в і , але краще витратити трохи часу, щоб зрозуміти, як уникнути цього в подальшому.

Чому відбуваються хроматичні аберації?

Хроматична аберація відбувається тому, що ваша лінза працює як призма, заломлюючи промені світла залежно від різних властивостейскло. Пам'ятайте, що світло насправді складається із хвиль різної довжини (квітів). Таким чином, щоб сенсор камери виявив поєднання кольорів, ваш об'єктив повинен зробити так, щоб усі довжини хвиль цього конкретного променя світла потрапили в ту саму точку.

Це звучить просто, але ви повинні взяти до уваги той факт, що різні довжини хвиль (і, таким чином, різні кольори) потрапивши в об'єктив все відразу, будуть поводитися трохи по-іншому в залежності від лінзи, через яку вони проходять.

Для коректного вирівнювання світлових променів можна використовувати професійні лінзи, що усувають асферичні аберації. За бажанням можна придбати елементи об'єктива, які призначені для корекції заломлення світла.

Елементи об'єктива

Секрет корекційних елементів об'єктива криється або у склі, або в дизайні самого об'єктива - за певних умов це призводить до того, що на ваших фотографіях більше не виявиться хроматична аберація. Я не намагаюся довести, що вам необхідно придбати професійний об'єктив, а майте на увазі, що всі об'єктиви страждають від хроматичної аберації в тій чи іншій формі. Важливо, чи має ваш об'єктив видимі хроматичні аберації, і чи можна у вашому випадку це усунути.

Як уникнути хроматичної аберації?

Насправді хроматична аберація може бути ефективно видалена при постобробці, якщо ви знімаєте в RAW. Однак, практика стверджує, що ви повинні спробувати усунути проблеми в камері замість того, щоб створювати собі зайву роботу надалі.

Є гарні новинидля тих, хто любить працювати із лінзою. Нижче наведено декілька простих порад, які допоможуть вам звести до мінімуму або зовсім позбутися небажаних ефектів кольору на ваших фотографіях.

1. Уникайте сюжетів із високим контрастом.

Хроматичні аберації зазвичай з'являються в сюжетах з високою контрастністю. Особливо сприяють появі аберацій зйомки навпроти білих фонів, пейзажна зйомкасходу, заходу сонця або зйомка, коли джерело світла знаходиться позаду об'єкта зйомки.

Це означає, що інколи не треба робити нічого, окрім переосмислення свого кадру. Змініть фон, щоб покращити основний колір об'єкта зйомки, або зачекайте. сприятливих умовосвітлення. Якщо вам абсолютно точно потрібно відзняти цей кадр, спробуйте відзняти кілька кадрів у , при цьому, можливо, знадобиться пост-обробка фотографії.

2. Перевірте фокусну відстань.

Безперечно, приємно мати доступ до широкому діапазонуфокусних відстаней, але факт у тому, що більшість зум-об'єктивів виявляють різні аберації на занадто коротких та довгих відстанях. Щоб уникнути аберацій, виберіть іншу фокусну відстань. Крім того, за допомогою зум-об'єктиву під певним кутом можна познайомитися не тільки з хроматичними абераціями, але іншими дефектами в зображенні. Після того, як ви набудете собі зум-об'єктив, навчитеся з ним поводитися. Для початку непогано спробуватиме знімати панораму при певній фокусній відстані так, щоб уникнути хроматичних аберацій, а потім займатися пост-обробкою до бездоганного результату.

3. Слідкуйте за діафрагмою.

Конкретні показання залежатимуть від , але зменшення діафрагми зазвичай допомагає знизити помітні колірні ефекти, включаючи хроматичні аберації. Можливо, потрібно відрегулювати або підвищити, щоб компенсувати втрату світла під час роботи.

4. Перемістіть об'єкт у центр кадру.

Хроматичні аберації зазвичай відбуваються найчастіше тоді, як ви знаходитесь далі від центру кадру. Це відбувається внаслідок заломлення світла усередині лінзи. Тому іноді досить посунути ближче до об'єкта для того, щоб зменшити або навіть повністю усунути проблему з хроматичною аберацією та інші дефекти лінз на фотографії.

Іноді все, що вам може знадобитися в постобробці - це обрізати частину проблемного зображення для досягнення бажаного кадру. Якщо ви працюєте з невеликими відбитками або цифровою дистрибуцією, відмінності між вихідником та обробленим фото будуть не такі помітні.

Таким чином, ми розглянули поняття хроматичні аберації, довідалися, як їх уникнути, і довідалися, що допоможе вам покращити якість кінцевого зображення. Якщо у вас є інші поради, які не розглядаються у статті або коментарі, будь ласка, поділіться ними нижче.