Каждый слышит что-то о хроматической аберрации, но есть ли другие типы? Что их вызывает?
Ответы:
Существует множество видов оптических аберраций, с которыми вы можете столкнуться при использовании объектива. Хроматическая аберрация - только один из них. Некоторые из них более радикальные, другие более тонкие.
Отблеск от линз
Вероятно, наиболее известная аберрация - блики линзы. Вспышка возникает, когда не падающий свет проникает в объектив и отражается от различных элементов объектива и / или диафрагмы. Эффект, когда он достаточно сильный, может создавать яркие пятна и полосы, а также может оказывать вредное влияние на контраст там, где он возникает. Вспышка обычно вызывается ярким ближним источником света вне сцены, таким как солнце, или ярким светом, освещающим вашу сцену.
Вы можете уменьшить или устранить блики, используя бленду объектива. Для телеобъективов круглый бленда блокирует весь не падающий свет. Для более широких линз лучше всего подходит бленда в форме лепестка, поскольку она учитывает широкий форм-фактор датчика. Многослойные линзовые элементы помогают уменьшить нежелательные отражения, а при использовании для передних и задних линзовых элементов, но особенно при использовании на всех внутренних линзовых элементах, могут значительно уменьшить блики. Фильтры, являющиеся дополнительным стеклянным элементом со своими недостатками, скорее всего, увеличат вероятность вспышки.
Ghosting
Подобно вспышке, двоение изображения является результатом отражения света от вашего датчика, отражения от заднего элемента или элементов задней линзы и возвращения к датчику. Ghosting обычно создает мягкую, смещенную от центра копию вашего основного изображения. Это может выглядеть как то, что видит человек с астигматизмом, слегка размытое или полосатое смещение копии сцены.
В объективах более высокого качества используются линзы с покрытием milti, чтобы максимально уменьшить отражение, и они могут ограничить случаи, когда возможно ореол. Однако невозможно полностью устранить рефлексию, и в правильных сценариях ореолы всегда возможны в некоторой степени.
Искажение
Другим типом аберрантного поведения линзы является искажение. Это входит в два варианта: подушечка для булавок и бочка. В большинстве зум-объективов искажение происходит в крайних точках фокусного расстояния. Более дешевые линзы часто имеют большую проблему с искажением, чем линзы более высокого качества, однако почти все линзы имеют некоторую степень искажения (включая простые). Многие линзы имеют такую низкую степень искажения, что это не является фактором, а другие явно заметно. Искажение может не быть большой проблемой, если вы не фотографируете объекты, которые демонстрируют эффекты искажения, такие как кирпичные стены или здания.
В дополнение к подушкообразным и бочкообразным искажениям многие линзы создают искажение в перспективе. Особенно с широкоугольными объективами, искажения в перспективе можно увидеть при использовании очень широких фокусных расстояний.
Определенные типы линз, часто называемые линзами TS или Tilt-Shift, имеют тенденцию вызывать очень незначительные искажения в виде бочонка или подушечка. Такие объективы предлагают два дополнительных элемента управления для обычной фокусировки и масштабирования: наклон и смещение. Используя эти дополнительные элементы управления, фотограф может уменьшить искажение перспективы в той или иной степени и восстановить правильную степень прямой перспективы для ваших изображений.
Сферическая аберрация
Сферическая аберрация является еще одним типом оптической аберрации, которая может возникнуть в объективах камер. Это происходит из-за разницы в преломлении на краях линзы по сравнению с центром, что приводит к неправильной конвергенции света, а не конвергенции в фокусе. Сферическая аберрация обычно приводит к более мягкой фокусировке, а не к четкой и четкой фокусировке.
Сферическая аберрация может быть исправлена несколькими способами. Комбинация сферических выпуклых и вогнутых линз может использоваться для коррекции схождения света. Современные профессиональные линзы высокого класса часто включают асферические линзы. Асферические линзовые элементы вызывают меньшее преломление на краях и больше в центре, что приводит к правильной сходимости по заданному фокусному расстоянию.
Некоторые объективы, такие как портретные объективы с мягким фокусом, намеренно оставляют некоторое количество сферических аберраций для создания более приятных снимков. В этих случаях сферическая аберрация является желательным эффектом, который вы можете явно искать в объективе.
кома
В связи со сферической аберрацией, коматическая аберрация является проблемой преломления, которая возникает в неосевых точечных источниках света. Из-за разницы в преломлении вблизи краев сферического линзового элемента внеосевые точечные источники могут выглядеть растянутыми и «гало» в фокальной плоскости. Кома, как правило, представляет собой комбинацию как сферической аберрации точечного источника света, так и хроматической аберрации для получения эффекта, который выглядит как комета.
Кому обычно контролируют, используя линзы соответствующей кривизны, чтобы минимизировать искажение края. В объективах камер обычно требуется сочетание элементов объектива, чтобы минимизировать такие оптические аберрации. Коматическая аберрация является проблемой, которая в значительной степени затрагивает тех, кто занимается ночной фотографией или астрофотографией, поскольку точечные источники света являются наиболее распространенными в этих сценариях.
дифракция
Окончательный тип искажения также возможен и распространен на всех камерах. Дифракция - это эффект света, учитывая его форму волны. Когда волны сталкиваются с краем или отверстием, то имеют тенденцию сгибаться вокруг него. Диафрагма в камере позволяет управлять диафрагмой или отверстием, через которое свет проходит к датчику. Диафрагма дает нам контроль над тем, сколько света достигает датчика ... но в результате она также может вызвать дифракционное размытие с помощью эффекта, называемого воздушным диском.
При достаточно широкой апертуре дифракция достаточно мала, чтобы не вызывать проблем. Однако все датчики имеют предел дифракции, выше которого эффекты дифракции начнут влиять на качество изображения. Для большинства датчиков это значение от f / 8 до f / 11. Чем больше фотосайты и чем эффективнее микролинзирование вокруг каждого фотосайта на датчике, тем выше предельная апертура. Когда апертура останавливается достаточно далеко ниже дифракционного предела, эффект воздушного диска позволит свету выходить за пределы предполагаемого пикселя датчика (фотосайта) и влиять на других. Апертуры ниже f / 22 или около того, как правило, начинают вызывать достаточную потерю резкости, чтобы противостоять усилению при более узкой апертуре.
Хотя дифракция света вызвана диафрагмой в объективе, следует отметить, что полученный эффект зависит от датчика в камере. Большие полнокадровые датчики в корпусах DSLR-камер высокого класса будут иметь проблемы из-за дифракции меньше, чем меньшие датчики в корпусах DSLR-камер начального уровня, что, в свою очередь, будет иметь проблемы значительно меньшие, чем у крошечных, плотных в пикселях датчиков в большинстве точек. и снимать камеры.
Я пытаюсь записать более ориентированный на фотографа ответ. Итак, различные проблемы, связанные с линзами:
Не совсем в той же категории, но также очень важным аспектом линз является разрешение , или фактически мы обычно заботимся о потере разрешения по краям из-за различных других аберраций, таких как кома, астигматизм, искривление поля и т. Д. Обычно вы можете сделать вещи лучше когда вы останавливаетесь и должны попробовать, потому что вы не можете исправить это в пост-обработке.
Следует помнить, что идеальной линзы не существует, и каждая линза имеет некоторую степень аберраций из-за компромиссов, допущенных во время оптического проектирования.
Строго «оптические» (т. Е. Волновые фронты) аберрации:
Но те, которые в основном могут повлиять на ваши фотографии:
Хроматическая аберрация - разные цвета фокусируются в разных положениях на изображении, благодаря чему вокруг ярких объектов появляются радуги, особенно на небе.
Вспышка / блики - свет рассеивается внутри линзы, либо от стекла, либо от металлического корпуса. Это создает ряд цветных кругов, идущих к солнцу, которые вы иногда видите в фильмах, и уменьшает контрастность изображения.
Сферическая аберрация: лучи, идущие от оси объектива, попадают в фокальную плоскость в форме вершины на определенном расстоянии вниз по течению. Лучи от краев линзы образуют вершину на другом расстоянии.
Кома: связана со сферической аберрацией, но отличается тем, что патч, произведенный в фокусе, не является диском, вместо этого его форма напоминает комету.
Астигматизм: патч производит овал.
Кривизна поля: фокус объектива должен формироваться на плоской поверхности, как плоская поверхность цифрового датчика. Вместо этого поверхность датчика должна быть изогнутой, как внутренняя часть чаши.
Искажение: прямоугольный предмет должен изображаться в виде прямоугольника со всеми сторонами квадрата. Вместо этого прямоугольные изображения со сторонами, выпуклыми наружу (ствол) и / или выпуклыми внутрь (подушечка).
Поперечная хроматическая аберрация: синий и красный свет попадают в фокус на одном и том же расстоянии от объектива, но оба имеют несколько разные фокусные расстояния.
Продольная хроматическая аберрация: фактическое местоположение изображения является функцией длины волны. Красная плоскость изображения формируется дальше от объектива. Фиолетовая плоскость изображения формируется первой. Другие цвета образуются между ними. Каждое цветное изображение немного отличается по размеру.