запомнить меня Забыли пароль ?
Войти    Регистрация                                                                             English version: AllPhotoLenses.com - all about old and modern photographic lenses
Выбор объектива для фотографов. Характеристики, сравнение, отзывы, обзоры, MTF объективов Canon, Nikon, Sony, Pentax, Olympus, Sigma, Tamron, Carl Zeiss и др.







Статья про объективы, фотографию

Что такое аберрации?

 

Содержание:

  1. Введение в теорию аберраций
  2. Сферическая аберрация
  3. Коматическая аберрация, или «Кома»
  4. Хроматическая аберрация
  5. Дисторсия
  6. Астигматизм
  7. Кривизна поля изображения

 

1. Введение в теорию аберраций

Когда речь идет о характеристиках объектива, очень часто приходится слышать слово аберрации. «Это отличный объектив, в нем практически исправлены все аберрации!», - тезис, который очень часто можно встретить в обсуждениях или обзорах. Гораздо реже можно услышать и диаметрально противоположное мнение, к примеру: «Это замечательный объектив, его остаточные аберрации хорошо выражены и формируют необыкновенно пластичный и красивый рисунок»…

Почему же возникают такие разные мнения? Я попробую дать ответ на этот вопрос: насколько это явление действительно хорошо/плохо для объективов и для жанров фотографии в целом. Но для начала, давайте попробуем разобраться, что, же такое аберрации фотографического объектива. Начнем мы с теории и некоторых определений.

В общем применении термин Аберрация (лат. ab- «от» + лат. errare «блуждать, заблуждаться») – это отклонение от нормы, ошибка, некое нарушение нормальной работы системы.

Аберрация объектива - ошибка, или погрешность изображения в оптической системе. Она вызвана тем, что в реальной среде может возникать существенное отклонение лучей от того направления, по которому они идут в расчетной «идеальной» оптической системе.

В итоге страдает общепринятое качество фотографического изображения: недостаточная резкость в центре, потеря контраста, сильная нерезкость по краям, искривление геометрии и пространства, цветные ореолы и т.п.

 

Основные аберрации, характерные для фотографических объективов, следующие:

  1. Сферическая аберрация.
  2. Коматическая аберрация.
  3. Хроматическая аберрация.
  4. Дисторсия.
  5. Астигматизм.
  6. Кривизна поля изображения.

Перед тем как познакомиться поближе с каждой из них, давайте вспомним из статьи Типы сферических линз, как происходит прохождение через линзу лучей в идеальной оптической системе:

 

Прохождение лучей в идеальной оптической системе

Илл. 1. Прохождение лучей в идеальной оптической системе.

 

Как мы видим, все лучим при этом собираются в одной точке F – главном фокусе. Но в реальности, все обстоит намного сложнее. Сущность оптических аберраций в том, что лучи, падающие на линзу из одной светящейся точки, не собираются тоже в одной точке. Итак, давайте посмотрим, какие отклонения происходят в оптической системе при воздействии различных аберраций.

Тут еще надо сразу отметить, что и в простой линзе и в сложном объективе все далее описываемые аберрации действуют совместно.

 

2. Сферическая аберрация

Действие сферической аберрации состоит в том, что лучи, падающие на края линзы, собираются ближе к линзе, чем лучи, падающие на центральную часть линзы. Вследствие этого, изображение точки на плоскости получается в виде размытого кружка или диска.

 

Сферическая аберрация

Илл. 2. Сферическая аберрация.

 

В фотографиях действие сферической аберрации проявляется в виде смягченного изображения. Особенно часто эффект заметен на открытых диафрагмах, причем объективы с большей светосилой больше подвержены этой аберрации. Если при этом сохраняется и резкость контуров, такой софт-эффект может быть весьма полезным для некоторых видов съемки, например, портретной.

 

Софт-эффект на  открытой диафрагме обусловленный действием сферической аберрации

Илл.3. Софт-эффект на  открытой диафрагме обусловленный действием сферической аберрации.

 

В объективах построенных полностью из сферических линз практически невозможно полностью устранить этот вид аберраций. В сверхсветосильных объективах единственный эффективный способ ее существенной компенсации – использование асферических элементов в оптической схеме.

 

3. Коматическая аберрация, или «Кома»

Кома – это частный вид сферической аберрации для боковых лучей. Действие ее заключается в том, что лучи, приходящие под углом к оптической оси не собираются в одной точке. При этом изображение светящейся точки на краях кадра получается в виде «летящей кометы», а не в форме точки. Кома также может привести к засвечиванию участков изображения в зоне нерезкости.

 

Кома

Илл. 4. Кома.

 

Проявление комы на фотографии

Илл. 5. Кома на фотоизображении

 

4. Хроматическая аберрация.

Хроматическая аберрация является прямым следствием дисперсии света. Суть ее состоит в том, что луч белого света, проходя через линзу, разлагается на составляющие его цветные лучи. Коротковолновые лучи (синие, фиолетовые) преломляются в линзе сильнее и сходятся ближе к ней, чем длиннофокусные (оранжевые, красные).

 

Хроматическая аберрация

Илл. 6. Хроматическая аберрация. Ф - фокус фиолетовых лучей. К - фокус красных лучей.

 

Здесь, как и в случае сферической аберрации, изображение светящейся точки на плоскости, получается в виде размытого кружка/диска.

На фотографиях хроматическая аберрация проявляется в виде посторонних оттенков и  цветных контуров у объектов съемки. Особенно заметно влияние аберрации в контрастных сюжетах. В настоящее время ХА достаточно легко исправляется в RAW-конверторах, если съемка велась в RAW-формате.

 

Пример проявления хроматической аберрации

Илл. 7. Пример проявления хроматической аберрации.

 

5. Дисторсия

Дисторсия проявляется в искривлении и искажении геометрии фотоснимка. Т.е. масштаб изображения меняется с удалением от центра поля к краям, вследствие чего прямые линии искривляются к центру или к краям.

Различают бочкообразную или отрицательную (наиболее характерна для широкого угла) и подушкообразную или положительную дисторсию (чаще проявляется на длинном фокусе).

 

Подушкообразная и бочкообразная дисторсия

Илл. 8. Подушкообразная и бочкообразная дисторсия

 

Дисторсия намного сильнее обычно выражена у объективов с переменным фокусным расстоянием (зумы), чем у объективов с постоянным фокусным (фиксы). У некоторых эффектных объективов, например Fish Eye (Рыбий глаз), намеренно не исправляется и даже подчеркивается дисторсия.

 

Ярко-выраженная подушкообразная дисторсия объектив Zenitar 16mm FishEye

Илл. 9. Ярко-выраженная бочкообразная дисторсия объектива Zenitar 16mm FishEye.

 

В современных объективах, в том числе с переменным фокусным расстоянием, дисторсия достаточно эффективно корректируется введением в оптическую схему асферической линзы (или нескольких линз).

 

6. Астигматизм

Астигматизм (от греч. Stigma - точка) характеризуется в невозможности получить на краях поля изображения светящейся точки и в виде точки и даже в виде диска. При этом светящаяся точка, находящаяся на главной оптической оси, передается как точка, но если точка вне этой оси – как затемнение, скрещенные линии и т.д.

Это явление чаще всего наблюдается по краям изображения.

 

Проявление астигматизма

Илл. 10. Проявление астигматизма

 

7. Кривизна поля изображения

Кривизна поля изображения – это аберрация, в результате которой изображение плоского объекта, перпендикулярного к оптической оси объектива, лежит на поверхности, вогнутой либо выпуклой к объективу. Эта аберрация вызывает неравномерную резкость по полю изображения. Когда центральная часть изображения фокусирована резко, то его края будут лежать не в фокусе, и изобразятся не резко. Если установку на резкость производить по краям изображения, то его центральная часть будет нерезкой.

 

Кривизна поля изображения

Илл. 11. Кривизна поля изображения.

 

Кривизна поля изображения проявляется в виде падения разрешения, нерезкости, изогнутости или радиального «завихрения» на изображении.

При этом если центр изображения в фокусе, то его края не в фокусе и наоборот.

Искривление поля нельзя устранить диафрагмированием объектива. Корректировать эту аберрацию можно только изменяя формы отдельных элементов объектива, их толщины и расстояния между ними, изменение позиции апертуры, применением асферических элементов. Для исправления этой аберрации, обычно необходимо, чтобы объектив содержал не менее двух рассеивающих линз.

 

Выраженная кривизна поля изображения у объектива SLR Magic 35 / 1.7

Илл. 12. Выраженная кривизна поля изображения у объектива SLR Magic 35 / 1.7

 

Итак, мы рассмотрели с вами основные оптические аберрации и характер проявления их в фотоснимках. В следующей статье я постараюсь дать ответ на довольно сложный, но насущный вопрос: «Аберрации в фотографии – хорошо это или плохо?»

 

(с) 2011 Сергей Бородин. Иллюстрации автора.

 

Автор: Сергей Бородин 20.05.2011 20:56:20
8441210


Нравится
  
 


Комментарии:

10.
alexiva :: 26.05.2012 06:47:32
Иванов Александр
Россия, Рязань
Ур. 1 (Lens-Learner)

Может подскажите, как с осевыми (продольными) аберрациями справляться? Дефект, присущий дорогим светосильным объективам.


9.
dgr :: 28.05.2011 12:37:30
Саша
Россия, Москва
Ур. 4 (Lens-Pro)

Ответ для Александр (27.05.2011 17:55:50):

добавлю, что лучший результат достигается в программах от производителя =) но в большинстве случаев ACR справляется.


8.
mysterion :: 28.05.2011 12:34:07
Константин
Санкт-Петербург
Ур. 5 (Lens-Expert)

Сергей, отличная статья!


7.
Сергей Бородин :: 28.05.2011 07:08:44
Бородин Сергей
Россия, Томск
Ур. 6 (Lens-Master)

Ответ для Александр (27.05.2011 17:55:50):

Благодарю за внимание. Не всегда удается убрать ХА в ноль в фотошопе, но всегда можно минимизировать. Вообще алготим такой. Загружаем рав-файл. В плагине CameraRaw переключаемся в Lens-Corrections и взависимости от цвета ХА (красная, фиолетовая, синяя, голубая, оранжевая, желтая) корректрируем один или оба ползунка. Тут работает теория дополнительных цветов

Красный связан с голубым (добавляя красного устраняем голубой и наоборот), Синий с Желтым.

> То, что мы делаем, - делает нас!

6.
Александр :: 27.05.2011 17:55:50


Ур. 1 (Lens-Learner)

Большое спасибо за статью.  Однако, хочется узнать о способах,исправления  хроматическх аббераций по подробней. . Во многих источниках пишется, что ХА убираются в RAW-конвекторах одним касанием.  Тем не менее, когда использую RAW  фотошопа, на одних снимках ХА - убираются полностью, на других  практически не исправляются. Как грамотно исправить ХА ?  


5.
Сергей Бородин :: 24.05.2011 21:45:16
Бородин Сергей
Россия, Томск
Ур. 6 (Lens-Master)

Ответ для yury570 (24.05.2011 18:27:19):

:) Благодарю!

> То, что мы делаем, - делает нас!

4.
yury570 :: 24.05.2011 18:27:19
Каныгин Юрий
Россия, Псков
Ур. 3 (Lens-Competent)

Молодец! Как по Марксу!

> Совершенная технически фотография может быть самой скучной картинкой в мире.

3.
Сергей Бородин :: 23.05.2011 18:41:48
Бородин Сергей
Россия, Томск
Ур. 6 (Lens-Master)

Ответ для serzot (23.05.2011 08:57:50):

Спасибо за внимание!

Ответ для dgr (23.05.2011 17:07:56):

Дисторсия, да относится. Это пятая классическая аберрация Зейделя. А вот виньетирование не считается аберрацией.

> То, что мы делаем, - делает нас!

2.
dgr :: 23.05.2011 17:07:56
Саша
Россия, Москва
Ур. 4 (Lens-Pro)

Качественно. схемки всё наглядно представляют.

кстати, не думал, что дистория - это вид аберраций)


1.
serzot :: 23.05.2011 08:57:50
Сергей
Россия, Нижний Новгород
Ур. 3 (Lens-Competent)

Спасибо за статью.




Извините, но комментарии могут добавлять только авторизованные пользователи







Анонсы и новости сайта Lens-Club.ru на Twitter.com

Автор проекта: Сергей Бородин

Политика конфиденциальности

© 2010 -2020 Lens-club.ru