Статья про объективы, фотографию

Хроматизм - \"врага надо знать в лицо!\"

Существует большое количество оптических систем, и большинство из них, как правило, имеет более двух линз. Почему? Ответ прост - необходимость исправления хроматической аберрации.

Что же это такое?

Хроматическая аберрация - оптическое искажение, которое дает на фотографиях различные цветовые артефакты (каймы, цветные ореолы и др.).

Хроматизм возникает из-за разности в показателях дисперсии (способности разлагать белый луч на спектр) между воздушной средой и стеклом объектива. Из-за этого возникает несхождение пучков света разных длин волн и наблюдаются ореолы и каемки вокруг изображения (вторичный спектр).

Хроматизм - это та аберрация, которая впервые заставила человека использовать две линзы для объектива вместо одной: используя линзы с разными показателями преломления и дисперсии (кроны и флинты) - был создан объектив-ахромат.

Сравнение одиночной линзы и ахромата

Хроматизм и фотография

С изобретением цветных фотоматериалов потребность в исправлении хроматических аберраций в объективах резко возросла. Оптические схемы усложнялись, применялись различные комбинации сортов стекол, склейки и группы линз, изобретались новые сорта оптического стекла.

Но полную коррекцию, конечно, сделать не удается. Поэтому мы поговорим об остаточных хроматических аберрациях и рассмотрим их типы (по большей мере - с точки зрения фотографии, а не оптики).

1 Тип - Фринжинг, он же сферохроматизм (СфХ - это фринжинг боке), он же - хроматизм положения.

Это искажение - самое частое для длиннофокусных (Таир-3 300/4,5 , Юпитер-36 250/3,5 , Sonnar 300/4) и светосильных (Гелиос-44 58/2, Porst 55/1.2, Canon 85/1.8 USM) объективов. Проявляется оно в виде каемок фиолетового (или розово-фиолетового) и зеленого (или желтоватого) цветов. Появление аберрации связано с тем, что зеленые лучи в ахромате фокусируются ближе, чем синие и красные.

Стоит различать сферохроматизм и, собственно, фринжинг. Первый - это окрашивание предфокуса в пурпурный или фиолетовый,а зафокуса - в зеленый или желтый. Второй - окрашивание объектов зоны РИП каймами пурпурного/фиол. или зеленого/желт. цветов.

На примере, выполненном в виде коллажа с кропами снимка, виден фринжинг фиолетового (собственно, фринжинг) и желто-зеленого цветов (сферохроматизм, боке-фринжинг), объектив Эра-12 125/4, F/4

Еще пример для лучшего понимания отличия СфХ от фринжинга - пурпурный фринжинг (в зоне резкости) у Таир-3А

С тем же Таир-3А - пример боке-фринжинга - сферохроматизма

Когда проявляется фринжинг?

-Фринжинг чаще всего проявляется на контрастных объектах: темных объектах на фоне неба, узорах и орнаментах.

-Аберрация наиболее распространена у объективах с достаточно хорошо скорригированной сферической абберацией (когда-нибудь разговор пойдет о ней в следующей статье) и хорошим контрастом, например - CZ Sonnar T* 135/2.8.

-Аберрация очень губительна для сверхсветосильных объективов, например Porst 55/1.2.

-Очень часто ей страдают длиннофокусные объективы с малым количеством линз обычных сортов - объективы типа Таир, например.

-Часто сферохроматизм может проявляться отдельно от фринжинга и наоборот.

Отношение фотографа к фринжингу

-Фринжинг - это плохо: это искажение портит картинку разными артефактами и сильно снижает детализацию, поэтому надо стараться его устранять.

-Фринжинг-боке (сферохроматизм) как художественный эффект: это искажение довольно трудно использовать для получения эстетичной картинки, но иногда можно. Например, зеленый окрас зафокуса (боке) при съемке в зеленой аллее визуально усиливает насыщенность и яркость цветов.

Устранение фринжинга

1. Использование объективов-апохроматов - не гарантирует вовсе полной свободы от искжаения, но существенно снижает влияние хроматических искажений на картинку.

2. Диафрагмирование - Ф. характерен для систем с большой апертурой. Ее уменьшение позволит ощутимо уменьшить фринжинг.

Пример уменьшения как фринжинга, так и сферохроматизма при диафрагмировании с F/2 до F/5,6 (Юпитер-9)

3. Использование цветного светофильтра (применимо для ч/б съемки) - способ широко испольщовался в технике: в аэрофотосъемки (с об-вами типа Уран-9), репродукции. Как правило, многие объективы при использовании фильтра оранжевого цвета (ОС) дают картинку в большей мере свободную от влияние ХА в целом.

4. Как вариант - можно избегать сюжетов, "вызывающих" проявление искажения - съемок высококонтрастных объектов, например. Или контроль объектов, находящихся вблизи зоны РИП.

5. Как и многие другие искжаения - фринжинг правится в графических редакторах. Очень удобный способ правки встречался мне в Adobe Lightroom.

6. Можно заменить длиннофокусный линзовый объектив на объектив системы Максутова - так удастся избавиться от всех ХА разом.

2 Тип - блюминг (не совсем оптическая аберрация, но ХА усиливают этот негативный эффект)

Блюмингом именуют ореолы (обычно синего или фиолетового цвета) вокруг объектов с повышенной яркостью. Искажение возникает по вине полупроводниковой сущности матриц (стекание заряда на соседние пиксели), отчасти - благодаря хроматическим аберрациям объектива.

Блюминг усиливает ХА на сильно пересвеченных участках снимка на светосильную оптику. Например, Pentacon 135/2.8, КО-120М - такой участок является высококонтрасным, на нем хорошо видны ХА, которые, "растекаясь" по соседним пикселям, дают описанный ниже эффект.

Пример блюминга (синие ореолы вокруг пересвеченных звезд - хроматическая аберрация, усиленная блюмингом) на снимке туманности М31 объективом КО-120М

Когда проявляется?

- Блюминг заметен на пересвеченных объектах, находящихся в зоне РИП.

- Особенно блюминг влияет на аберрации светосильных и сверхсветсильные объективов: Canon FD SSC 55/1.2, КО 120М 120/1.8.

Отношение фотографа к блюмингу

-Блюминг дает искажения малоприятного вида на каждом ярком объекте на кадре, снижает детализацию близких к артефакту предметов.

-Использование искажения в качестве эффекта еще более сомнительно, чем использование фринжинга.

Как избежать?

1. Диафрагмирование ставит все на свои места

2. Поправка экспозиции в минус позволит уменьшить эффект искажения

3. Правка в графическом редакторе - аналогична правке фринжинга

4. Использование цветного фильтра типа ОС-18.

3 Тип - Хроматика ширикоугольных объективов - хроматизм увеличения

Если не ошибусь - хроматизм широких наклонных пучков света. Более всего наклонных пучков используют широкоугольные объективы, поэтому этот вид аберраций губителен для оптики с углом обзора более 70 градусов.

Представляет собой цветные каймы оранжевого и синего (или фиол. и зеленого) цветов вокруг контрастных объектов ближе к краю кадра.

Пример в виде коллажа с краевыми кропами со снимка (МС Мир-20М F/5,6), на котором хорошо проявляется искажение

Пример - ХА на F/2 и F/5,6 в центре кадра

Когда заметен?

-на контрастных объектах по краю кадра.

Отношение фотографа

-Пожалуй, это одна из вреднейших аберраций. Она резко снижает детализацию картинки по краю кадра и правится труднее прочих.

-Положительных сторон искажение не имеет уж точно.

Как избежать?

-Аберрация исключительно омерзительна тем, что очень плохо лечится диафрагмированием.

-Помогут в некоторой степени цветные светофильтры, но - для ч/б съемки;

-Предпочтителен выбор объективов, которые страдают искажением в меньшей степени;

-Возможна правка в графическом редакторе, достаточно удобно это делается в Lightroom.

Выводы

Мы проанализировали четыре разных вида хроматических аберраций, которые встречаются в фотографии: фринжинг, сферохроматизм, блюминг и хроматизм увеличения.

На основании нашего маленького исследования можно сделать некоторые выводы:

-ХА - одна из главных проблем оптики с большими апертурами;

-Следует выбирать объективы, в которым применены особые стекла с низкой дисперсией (ED, UD, LD и др., пометки APO...), если есть необходимость в светосильной и широкоугольной оптике; хотя, конечно же, апохроматы и ED стекла - вовсе не панацея;

-Самый тролльский вариант избегания ХА абсолютно в полной мере - использование зеркально-линзовых объективов, которые не страдают ХА по определению;

-Обычно удается подавить хроматические аберрации диафрагмированием, но некоторые поддаются испралвению таким способом очень плохо;

-Хроматические аберрации особенно хорошо заметны на контрасных объектах и усиливаются ближе к краю снимка; даже очень хороший и качественный объектив имеет ХА (пример - Sonnar 135/2.8 T*, Эра-12);

-Можно использовать разное программное обеспечение для удаления хроматических аббераци;

-Изредка ХА могут служить эффектом, но, конечно, чаще всего - это вредное искажение, снижающее детализацию и эстетичность снимка.

На этом мне хочется завершить статью, надеюсь, что сей познавательный материал буде полезен нашему фотосообществу! Благодарю за внимание!

P.S. В следующий раз постараюсь написать статью про сферические абберации в фотооптике.

Автор: Rudzil 03.10.2015 19:57:55

8450

	Нравится

Комментарии:

41.

alliumnsk :: 07.10.2015 08:34:16

Ур. 4 (Lens-Pro)

предлагаю перейти в другую тему: http://lens-club.ru/forum/topic/c_1136.html

МАСКИ БОКЕ для Гелиоса 44-2

Статья про объективы, фотографию

Хроматизм - \"врага надо знать в лицо!\"