Геометрические и хроматические аберрации объективов. Хроматические аберрации и фотография

Хроматические аберрации (также известны как цветовая окантовка или дисперсия) - распространенная проблема линзы, которая возникает, когда цвета неправильно преломляются (изгибаются) в линзе, в результате чего возникает несоответствие в фокусе, где цвета не объединяются как должны.

Для того, чтобы лучше это понять, вспомним, что фокальная плоскость является плоскостью, на которой расположены точки в фокусе, где пучки света должны собраться вместе, чтобы правильно сфокусироваться на сенсоре.

Дело в том, что в зависимости от особенностей вашего , выбранного фокусного расстояния и даже значения , которое вы используете, определенные длины волн (цвет) могут прийти в эти точки до или после установки фокальной плоскости.

Когда это происходит, вы в конечном итоге получаете фотографию с визуальной цветовой окантовкой по краям. Конечно вы можете удалить низкие уровни хроматической аберрации в и , но лучше потратить немного времени, для того чтобы понять, как избежать этого в дальнейшем.

Почему происходят хроматические аберрации?

Хроматическая аберрация происходит потому, что ваша линза работает как призма, преломляя лучи света в зависимости от различных свойств стекла. Помните, что свет на самом деле состоит из волн различной длины (цветов). Таким образом, чтобы сенсор камеры обнаружил сочетания цветов, ваш объектив должен сделать так чтобы все длины волн этого конкретного луча света попали в одну и ту же точку.

Это звучит просто, но вы должны принять во внимание тот факт, что различные длины волн (и, таким образом, различные цвета) попав в объектив все сразу, будут вести себя немного по-другому в зависимости от линзы, через которую они проходят.

Для корректного выравнивания световых лучей можно использовать профессиональные линзы, устраняющие асферические аберрации. При желании можно приобрести элементы объектива, которые предназначены для коррекции преломления света.

Элементы объектива

Секрет коррекционных элементов объектива кроется или в стекле, или в дизайне самого объектива - при определенных условиях это приводит к тому, что на ваших фотографиях больше не проявится хроматическая аберрация. Я не пытаюсь доказать, что вам необходимо приобрести профессиональный объектив, напротив, имейте в виду, что все объективы страдают от хроматической аберрации в той или иной форме. Важно то, имеет ли ваш объектив видимые хроматические аберрации, и можно ли в вашем случае это устранить.

Как избежать хроматической аберрации?

На самом деле хроматическая аберрация может быть эффективно удалена при пост-обработке, если вы снимаете в RAW. Однако, практика утверждает, что вы должны попытаться устранить проблемы в камере, вместо того чтобы создавать себе лишнюю работу в дальнейшем.

Есть хорошие новости для тех, кто любит работать с линзой. Ниже приведены несколько простых советов, которые помогут вам свести к минимуму или совсем избавиться от нежелательных цветовых эффектов на ваших фотографиях.

1. Избегайте сюжетов с высоким контрастом.

Хроматические аберрации, как правило, появляются в сюжетах с высокой контрастностью. Особенно способствуют появлению аберраций съемки напротив белых фонов, пейзажная съемка восхода, заката или съемка, при которой источник света находится позади объекта съемки.

Это означает, что иногда не надо делать ничего, кроме переосмысления своего кадра. Смените фон, чтобы улучшить основной цвет объекта съемки, или подождите более благоприятных условий освещения. Если вам абсолютно точно нужно отснять этот кадр, попробуйте отснять несколько кадров в , при этом, возможно, потребуется пост-обработка фотографии.

2. Проверяйте фокусное расстояние.

Несомненно, приятно иметь доступ к широкому диапазону фокусных расстояний, но факт в том, что большинство зум-объективов проявляют различные аберрации на слишком коротких и длинных расстояниях. Для того, чтобы избежать аберраций, выберите другое фокусное расстояние. Кроме того, с помощью зум-объектива под определенным углом, можно познакомиться не только с хроматическими аберрациями, но другими дефектами в изображении. После того, как вы приобрести себе зум-объектив, научитесь с ним обращаться. Для начала будет неплохо попробовать снимать панораму при определенном фокусном расстоянии так, чтобы избежать хроматических аберраций, а затем заниматься пост-обработкой до безукоризненного результата.

3. Следите за диафрагмой.

Конкретные показания будут зависеть от , но уменьшение диафрагмы обычно помогает снизить заметные цветовые эффекты, в том числе хроматические аберрации. Возможно, потребуется отрегулировать или повысить , чтобы компенсировать потерю света при работе.

4. Переместите ваш объект в центр кадра.

Хроматические аберрации, как правило, происходят чаще всего тогда, как вы находитесь дальше от центра кадра. Это происходит в результате преломления света внутри линзы. Поэтому, иногда достаточно подвинуться ближе к объекту для того, чтобы уменьшить или даже полностью устранить проблему с хроматической аберрацией и другие дефекты линз на фотографии.

Иногда все, что вам может понадобиться в пост-обработке - это обрезать часть проблемного изображения для достижения желаемого кадра. Если вы работаете с небольшими отпечатками или цифровой дистрибуцией, различия между исходником и обработанным фото будут не так заметны.

Таким образом, мы рассмотрели понятие хроматические аберрации, узнали как их избежать, и узнали что поможет вам улучшить качество конечного изображения. Если у вас есть другие советы, не рассматриваемые в статье или комментарии, пожалуйста, поделитесь ими ниже.

В комментариях к одной из моих статей с тестами объективов мне заметили, что есть такой важный параметр, как продольные аберрации или по-английски LoCA (longitudinal chromatic aberration). Названий у этого вида аберраций много, но если назвать его фиолетовым свечением вокруг веток дерева в центре кадра, то, думаю, все его узнают.

продольные аберрации, loCA, chromatic aberrations (Wikipedia)

Вот сейчас я помянул об это явлении и все о нём вспомнили. Но так ли часто оно вам мешало получать хорошие снимки?

Тем не менее в теории, если вы собираетесь снимать при контровом свете людей или солнце, просвечитвающее через темные ветки, вы с ним столкнетесь и дальше будет играть роль ваша или ваших клиентов индивидуальная непереносимость фиолетового свечения. Свечение это может быть разной силы, в зависимости от степени исправленности продольной хроматической аберрации в объективе.

Откуда берётся продольная аберрация

Всё дело в том, что световые лучи, преломляются в линзах под разным углом, в зависимости от длины волны. Синие, например, преломляются под большим углом, чем красные.

преломление световых лучей в обычной линзе

Соответственно, когда приходит момент фокусирования на плоскости матрицы, световые лучи фокусируются в разных местах и возникает то самое фиолетовое свечение. Особенно это видно, когда есть резкий переход яркостей и свет разлагается из белого во все цвета радуги.

Как отличить Продольную аберрацию от других хроматических аберраций

Продольную хроматическую аберрацию легко отличить от поперечной, так как она возникает чаще в центре кадра и может распространяться на весь кадр. В то же время поперечная (также называемая хроматизмом увеличения) возникает только про краю кадра, хотя и выглядит также как продольная — фиолетовыми и зелеными ореолами вокруг темных объектов на белом фоне.

Еще способ отличить Продольную аберрацию от поперечной:

Продольная аберрация создаёт каёмку одного цвета вокруг объекта в фокусе и другого цвета вокруг объекта вне фокуса. Поперечная даёт разноцветные каёмки у одного объекта в фокусе (чаще фиолетовую и зеленую).

Продольная «лечится» диафрагмированием. Поперечная от него не зависит.

Пример продольной аберрации.

Фото сделано Canon EF 85/1.2 L на полностью открытой диафрагме, слева изображение в фокусе, справа чуть-чуть дефокусировано, чтобы получить зеленую кайму вместо фиолетовой. Это один из способов «бороться» с этой аберрацией, если вас раздражает фиолетовая кайма.

Пример поперечной аберрации с того же источника.

Фото сделано объективами:
A: Cosina 3.5-4.5/19-35 @ 20 mm
B: Cosina 3.8/20
C: Carl Zeiss Distagon 2.8/21

Всё объективы на значении диафрагмы F11 и на камере Canon 5D

Как продольная аберрация исправляется оптически

Исправляется продольная аберрация с помощью так называемых ахроматов, т.е. склеек линз, где одна линза крон, а другая — флинт. Крон это линза с ультранизкой дисперсией света и малым коэффициентом преломления, а флинт наоборот.
Крон раньше делали из флюоритового стекла, что было довольно дорого. Упоминаю об этом потому, что рассматриваемые мной объективы относятся как раз к периоду использования флюорита (Calcium fluoride). Флинт же делали из оксида свинца (Lead oxide). В дальнейшем заменили на более дешевые типы стекла с низкой дисперсией, а оксид свинца заменили тоже на нечто другое ввиду неэкологичности такого производства (это было уже в 2000-ных годах).

В сумме стараются получить эффект минимизации продольной аберрации, т.е. сведения в конечном итоге световых лучей с разной длиной волны в одну точку. Это в идеале, в реальности же идеал невозможен и всегда небольшие аберрации присутствуют.

Ахромат

ахроматическая склейка линз (даблет)

Ахромат способен исправить продольную аберрацию для двух длин волн.

Апохромат

Позже были изобретены Апохроматы, это уже триплет, позволяющий корректировать уже три длины волны.

Не будем останавливаться на всяких патентных тяжбах на ахроматы и апохроматы и лишь приведём схему апохромата.

триплет Апохромат

Вот таким образом мы на простом языке разобрались что такое продольные хроматические аберрации и как с ними борются. Теперь, если вы захотите найти объектив с наименьшими продольными аберрациями вы во-первых посмотрите на название объектива. Ахроматы сейчас уже почти не встречаются даже на вторичном рынке (я мало их видел), а апохроматов достаточно. У них в названии есть приставка APO . Чаще всего это довольно дорогие объективы. В тоже время даже в объективах без такой приставки вы можете поискать апохроматические триплеты и упоминание производителем об использовании флюоритового стекла- — такие объективы будут заранее иметь меньшую продольную аберрацию.

Если же вообще говорить про оптические системы и их аберрации, то в ахроматах уменьшены хроматическая и сферическая аберрации. В апохроматах эти же А. скомпенсированы значительно точнее. В апланатах исправлены хроматические и сферические А., а также . Если, кроме этих А., устранены и кривизна поля, то объектив называют анастигматом. Ортоскопическими называют системы с исправленной дисторсией.

Но будьте осторожны. Вместе с неидеальностью оптических систем устраняется и их индивидуальный рисунок.

Тест на продольные аберрации объективов Carl Zeiss

Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8

Снимок на диафрагмах F4 и F5.6 я сделал специально, чтобы вы наглядно убедились, что диафрагмирование в данном случае влияет на уменьшение продольной аберрации. Хотя снимок становится более тёмным, чётким и аберрации менее заметными, но полностью они не исчезают.

В данном случае объектив Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8 демонстрирует умеренные продольные аберрации. Но он и не может похвастаться большой светосилой, а продольные аберрации это проблема светосильных фиксов.

Canon 50/2.5 Macro

Не берусь проводить тут сравнение, так как солнце здорово слепит и на этом объективе мне удалось попасть в фокус много точнее. В конце статьи будет тест в студийных условиях, где я сфокусируюсь более точно.

Carl Zeiss Planar 50/1.7

Carl Zeiss Aposonnar 200/2

Aposonnar, оптическая схема. Указан ахроматический даблет с линзой из флюорита

а также все APO :

Tele-Apotessar 300/2.8
Tele-Apotessar 500/5.6
Tele-Apotessar 800/8

Carl Zeiss Distagon 21/2.8

Заявлено использование ахроматического даблета. Но возможно не флюорит (про него ничего не сказано).

Студийные тесты на продольную аберрацию

Для всех 50мм объективов (включая 60мм) расстояние до мишени 40см. Наклон оптической оси объектива относительно мишени примерно 40град.

50/[email protected] (слева) vs 50/[email protected]

Carl Zeiss Planar 50/[email protected](слева) vs Carl Zeiss Planar 50/[email protected]

Carl Zeiss Planar 50/[email protected] (слева) vs Carl Zeiss Makro-Planar 60/[email protected]

Carl Zeiss Planar 135/2.8 vs Юпитер-37А 135/3.5

Юпитер-37А 135/[email protected] (слева) vs Carl Zeiss Planar 135/2.8@F4

Выводы

Не стал я размещать дальнейшие картинки так как на мой взгляд итак всё ясно. Среди не-апохроматов достаточно сильны продольные аберрации, но они вовсе не мешают снимать хорошие сюжеты, если не снимать мощный контровый свет, наподобие солнца. Можно вобщем-то и солнце снимать, но на хорошо прикрытых диафрагмах. Никакой мистики тут не получилось. Не скорректированные объективы одного фокусного расстояния имеют примерно одинаковые ХА. Получше на мой взгляд скорректирован Carl Zeiss 85/1.4 , но когда я пробую его использовать на F1.4, то его продольные аберрации ничуть не меньше, чем у остальных, так как он поставлен в невыгодные условия. Carl Zeiss 50/1.4 тоже, как правило используется на полностью открытой диафрагме и соответственно на его снимках вы чаще встретите фиолетовые каёмки.

Следовательно нужно стараться избегать жестко контрового света для большинства объективов.

При всех своих замечательных оптических характеристиках они не могут обеспечить абсолютное сведение лучей в таких условиях. Источник света должен быть чуть выше-ниже, но не «в лоб». Или значительно прикрыта.

Вот, к примеру, свет через туман и проблем нет.

Есть еще некоторое количество светосильных фикс-объективов менее именитых производителей, таких как Samyang и Sigma . Некоторые из них, а в частности Sigma 85/1.4 демонстрируют почти полное отсутствие продольных аберраций.

Как же это объяснить? Наиболее уважаемые производители проигрывают менее известным.

Но в процессе раскопок информации на эту тему я наткнулся на интересный материал, в котором было рассказано как повысить чёткость изображения биноклей (производители Zeiss , Nikon etc.). Оказывается, поскольку хроматические аберрации снижают резкость изображения, то в биноклях некоторые производители поступаются красным спектром и отфильтровывают его на этапе прохождения через бинокль, используя стекло мало пропускающее красный спектр. В результате такой системе остается сфокусировать лишь оставшиеся световые лучи. А чем меньше лучей, тем проще их сфокусировать в одной плоскости и соотвественно выше резкость.

Тогда что мешает поставить стекло, фильтрующее некоторые участки спектра в объектив и тем самым уменьшить хроматические аберрации и увеличить резкость?
Это пока только догадки и требуют подтверждения. Но всё когда-то начиналось с догадок.
А вообще это был бы нечестный приём...

Теперь нужна мишень с непрерывным градиентом цвета и сфотографировать её разными объективами (в частности Samyang 85/1.4 ) для того, чтобы установить истину.

А всем удачных фото! :)

Поперечные хроматические аберрации (lateral chromatic aberrations, axial chromatic aberrations) возникают из-за того, что лучи света с разной длиной волны по-разному преломляются, проходя через стекло. В результате они выходят под разным углом и чем ближе к краю линзы, тем сильнее отличие в угле преломления. По этой же причине в центре такой вид аберраций практически отсутствует (потому и одно из названий аберрации — осевая) и сильно проявляется к краям изображения.

Цвета они могут иметь разные. Чаще всего фиолетово-зеленые или красно-синие.

Как выглядят

Хроматические аберрации чаще всего считаются браком или дефектом изображения, возникающим из-за несовершенства оптики. Но иногда их специально используют в качестве спецэффекта, который, будучи уместным, может поддержать идею снимка или даже стать одной из ключевых деталей ее реализации.

В этой статье 1) рассматривается способ, позволяющий легко и быстро добавить в фотографию эффект «хроматического сияния», 2) разбираются некоторые часто возникающие проблемы при обработке снятых на белом фоне фотографий и способы их решения.

Для примера возьмем следующую фотографию.

Проанализируем ее с точки зрения колористики и композиции.

Колористика. Первое, что бросается в глаза, - это тёмные, почти черные волосы на плече модели. Находясь в крайней левой области гистограммы, они максимально контрастны белому фону (крайняя правая область гистограммы) и «разрывают» изображение на две части.
Композиция. Волосы на снимке занимают значительную по площади часть изображения, а значит - утяжеляют его и начинают «спорить» с лицом, перетягивая на себя внимание зрителя.

Постараемся решить эти проблемы. Вспомним законы гармонизации цвета и, в частности, яркостного тона изображения - для того, чтобы данная фотография стала выглядеть лучше, необходимо избавиться от неуместного в данном случае явного противопоставления темных и светлых участков (т.е. привести изображение к стилистике, близкой высокому или низкому ключам). Исходя из сюжета и того, что данное фото снималось на белом фоне, выбираем первый вариант.

К высокому ключу в «классическом» понимании мы не придем - для этого необходимо полное отсутствие каких-либо темных участков в снимке (т.е. вся информация находится в зоне четверть тонов или, в крайнем случае, средних тонов гистограммы). Тем не менее, приблизиться к этой стилистике нам никто не запрещает.

После выполнения полного комплекса процедур «технической» портретной ретуши и работы с контрастом и цветом изображения получим следующий результат:

Примечание. В данном случае для ускорения работы с яркостью, контрастом и цветом фотографии использовался фильтр-плагин Imagenomic Realgrain 2, однако, таких же результатов можно легко добиться с помощью стандартного инструментария Adobe Photoshop.

Изображение стало выглядеть значительно гармоничнее. Гистограмма подтверждает, что вся информация теперь находится в зонах три-четверть тонов и более ярких. В целом фотография смотрится заметно более легкой и воздушной.

Итак, с проблемой «раскола» изображения на две части и проблемой «тяжелых» волос мы успешно разобрались. Но участок с волосами (визуально скучный, и, вместе с тем, достаточно детализированный за счет текстуры волос), по-прежнему занимает большую часть снимка и отвлекает внимание от лица модели.

Для того, чтобы глаза зрителя не задерживались на этом участке, необходимо уменьшить его детализированность. Частично это уже было сделано при компрессии тонов в тенях во время работы с яркостью и контрастом изображения - теперь же полностью избавимся от оставшихся деталей, размыв их.

Наложение любого «творческого» эффекта на изображение должно быть так или иначе оправдано. Наиболее гармоничными и естественными всегда будут смотреться эффекты, которые могли быть получены при съемке. В нашем случае одной из причин размытия волос мог бы быть смаз или «шевеленка», сохранение же четкости деталей на лице могло быть оправдано «заморозкой» вспышкой при съемке со смешанным (постоянный+импульсный) светом.

Разумеется, в данном случае не будет стоять задача добиться полной идентичности реальным эффектам (их было бы гораздо проще достичь непосредственно при съемке), но, с точки зрения оправданности действий и построения идеи обработки, этих предпосылок для выбора эффекта и/или алгоритма размытия нам будет вполне достаточно.

Для имитации эффекта «шевеленки» создадим копию слоя исходного изображения (Ctrl+J) и применим к полученному слою фильтр размытия Filter → Blur Gallery (Галерея размытий) → Path Blur (Размытие контура).

Несколько пояснений к интерфейсу фильтра:

cиняя стрелка задает направление движения или смаза. Направление стрелки задается перетаскиванием ее стартовой и конечной точек, передвижением промежуточной точки между ними можно задавать изгиб пути движения. При этом клик в любое пустое место синей стрелки ставит на нее дополнительные промежуточные точки, а клик в пустое пространство снимка позволяет задать дополнительный, локальный путь размытия;
ползунок скорости движения Speed задает общую интенсивность воздействия;
Taper усредняет воздействие, визуально приближая эффект к «дрожанию» около одной точки;
галочка Centered запрещает общий сдвиг изображения;
End Point Speed задает скорость движения или интенсивность воздействия в конечной точки пути;
галочка Edit Blur Shapes активизирует красные стрелки, позволяющие более точно задать траекторию движения в начальной и конечной точках;
выпадающее меню предоставляет выбор одного из пресетов алгоритмов размытия.

После подбора «по вкусу» необходимых параметров фильтра ограничим видимость размытого слоя. Для этого создадим для него маску (Клик по значку маски) и мягкой круглой черной полностью непрозрачной кистью прорисуем по ней в тех местах, где хотим оставить изображение четким.

Теперь внимание зрителя уже ничем не будет отвлечено от лица модели - другие детализированные части изображения отсутствуют.

Казалось бы, все готово. Но, к сожалению, в процессе решения одной проблемы мы создали другую: отсутствие деталей где-либо, кроме лица, сделало изображение визуально скучным и «пустым».

Решать эту проблему можно по-разному. Воспользуемся тем, что так или иначе у многих ассоциируется с размытием - наложим эффект хроматических аберраций.

Для этого сведем все слои вверх (создадим копию всего, что мы видим), воспользовавшись комбинацией клавиш Ctrl+Alt+Shift+E, и перейдем в палитру Channels (Каналы).

В цветовой модели RGB в каждом из цветовых каналов изображения содержится информация как об общей яркости, так и о цвете или цветовых переходах: в красном - от циана до красного, в зеленом - от мадженты (фуксии) до зеленого, в синем - от желтого до синего. При одинаковых значениях во всех трех каналах пиксель окрашивается в оттенок серого, при значении яркости 0 в трех каналах - в черный, при значении яркости 255 в трех каналах - в белый, при любых других комбинациях значений яркости в трех каналах пиксель окрашивается в какой-либо цвет.

Эффект хроматических аберраций проявляется в том, что вокруг границ контрастных объектов наблюдается цветные ореолы, обычно дополнительных по цветовому RGB-кругу цветов. Связано это с тем, что при цифровом фотопроцессе световой луч, падающий на матрицу, в зависимости от угла его падения по-разному интерпретируется световыми сенсорами, что наиболее сильно проявляется по краям кадра.

Исходя из всего вышесказанного, для создания эффекта хроматических аббераций нам было бы достаточно сдвинуть один (или при желании все три) из цветовых каналов инструментом перемещения Move Tool (V).

Однако, такой простой подход не учитывает, что аберрации должны быть неравномерными и усиливаться по краям кадра. Полученный результат напоминал бы псевдо-стереофотографию, популярную порядка пяти лет назад, Пример.

Примечание. Для реализации примера выше необходимо в начале обесцветить изображение командой Image (Изображение) → Adjustments (Коррекции) → Desaturate (Обесцветить), затем выделить все пиксели (Ctrl+A) и, сделав активным красный канал, сдвинуть его клавишами со стрелками или инструментом перемещения Move Tool (V) на 10 пикселей влево. Правую часть изображения, получившуюся красной, можно впоследствии отрезать при кадрировании.

Итак, для получения желаемого эффекта хроматических аберраций необходимо не сдвинуть один из каналов, а, скорее, изменить его масштаб. Сделать это наиболее аккуратно можно, воспользовавшись на одном из каналов фильтром Filter → Liquify (Пластика), растянув его таким образом, чтобы в наибольшей степени затронулись края изображения, но проще всего использовать свободное трансформирование. Конечно, в этом случае результат не будет точно передавать физику процесса, но для решения нашей задачи такой способ окажется более чем подходящим относительно параметра время/качество.

Итак, находясь в палитре каналов при активном верхнем свежеполученном слое копии сведенного изображения, кликнем по одному из каналов (в нашем случае по синему). Изображение станет черно-белым (демонстрируется информация синего канала). Для возвращения цветного превью кликнем по значку-глазу напротив RGB-канала, выделим всё командой Select (Выделение) → Select All (Выделить все) или комбинацией клавиш Ctrl+A и воспользуемся свободным трансформированием Edit (Редактирование) → Free Transform (Свободное трансформирование) или Ctrl+T. При активном интерфейсе свободного трансформирования растянем изображение равномерно от центра (для этого зажмем клавишу Alt и потянем за одну из опорных точек). В нашем случае красивее будет смотреться результат растягивания только по горизонтали, поэтому потянем за центральную точку одной из вертикалей. Завершив изменения, нажмем Enter.

Чтобы убрать эффект с лица, вернемся в палитру слоев Layers и скопируем на слой с аберрациями ту же маску, которая использовалась на слое с размытием. Для этого Alt+Перетащим ее на верхний слой и при необходимости подредактируем мягкой кистью.

В результате получим следующую структуру слоев.

И финальное изображение.

Если Вам понравился этот материал, то мы будем рады, если Вы поделитесь им со своими друзьями в социальной сети:

С хроматическими аберрациями сталкивался каждый фотограф, причем как любитель, так и профессионал. Эта проблема проявляет себя с самой зари развития фотодела. Хочется сразу отметить, что от "хроматики" избавиться вообще не удастся. Стоит понять, что любая линза, даже самая дорогая и качественная, дает искажение действительного изображения. Поэтому даже объективы за десятки тысяч долларов будут обладать этой незаурядной проблемой. Просто выходит так, что дешевые объективы будут показывать сильную "хроматику", а более дорогие - слабую.

Проблема и её решение

Однако с таким видом искажений можно бороться. Давайте разложим всё по полочкам. Фотографу нужно знать, с чем ему предстоит иметь дело. То есть ему нужно знать, что такое хроматические аберрации. По этому поводу можно сказать следующее. Аберрации оптических систем, или хроматика, как еще говорят в народе, это явление искажения света, который, проходя через линзовые системы, попадает на матрицу фотоаппарата. То есть, если какая-либо сфотографированная точка будет искажена на фотографии (что проявляется в "замыленности" контуров либо в ряби, которая имеет градиентный или резкий переход от голубого к розовому), значит, она будет обладать явной аберрацией. Это, естественно, портит картинку.

Так как же убрать хроматические аберрации? Для начала нужно понять, что искажения носят не единичный характер, их бывает 2 вида:

Расписывать, что и как происходит, почему появляются аберрации, не стоит, так как на практике можно увидеть только лишь конечный результат. Стоит лишь сказать, что оба этих типа хроматики можно "гасить" во многих популярных графических редакторах. Многие сталкиваются с проблемой, когда встречаются ярко выраженные хроматические аберрации: как убрать их качественно?

Залог хорошего фото

Первым делом стоит помнить о том, что если фото было сделано в формате RAW, то

это значительно упрощает работу. Удалить или свести к минимуму хроматические аберрации можно несколькими методами. Расскажем о двух самых эффективных из них. Первый - это использование специального объектива типа ED. Такие объективы очень популярны у компании Nikon, а аббревиатура ED означает Extra low Dispersion, то есть минимальный уровень искажений. Второй - это грамотное использование компьютерных программ, в частности Adobe Photoshop, со встроенным плагином Adobe Camera RAW. При открытии RAW-фала в окошке этой программы

необходимо выбрать подпункт Defrigne и там выставить значение All Edges. Далее простыми манипуляциями с ползунками Red/Cyan или Blue/Yellow можно заметно снизить искажение контуров. При использовании JPG-снимка эффект будет не таким хорошим, но всё же от большей части хроматизма вы избавитесь. JPG-файл следует открыть в фотошопе и применить к нему действие Distort - Lens Correction. Стоит заметить, что чем точнее человек знает свой собственный фотоаппарат, тем от меньшего количества "хромных" снимков он страдает, так как при верных настройках можно "замять" хроматические аберрации ещё на этапе фотосъемки.

, 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.

Хроматизм положения

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

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.

См. также

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.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Христово Воскресение
Хромаффинные клетки

Смотреть что такое "Хроматическая аберрация" в других словарях:

ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ - (этим. см. хроматизм и аберрация). Неясность изображения, происходящая от того, что белый свет, проходя сквозь стекла, разлагается на различные цвета, вследствие чего происходят различные цветные изображения предмета, одно возле другого. Словарь… … Словарь иностранных слов русского языка

ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ - (от греч. chroma цвет), одна из осн. аберраций оптич. систем, обусловленная зависимостью показателя преломления прозрачных сред от длины волны света (см. ДИСПЕРСИЯ СВЕТА). X. а. проявляется в оптич. системах, включающих элементы из преломляющих… … Физическая энциклопедия

ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ - искажение изображения, связанное с тем, что световые лучи различных длин волн собираются после прохождения линзы на различном расстоянии от нее; в результате изображение размывается и края его окрашиваются. Хроматической аберрации нет в… … Большой Энциклопедический словарь

ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ - (от греч. chroma цвет) одна из осн. аберраций оптич. систем, обусловленная зависимостью показателя преломления прозрачных сред от длины волны света (см. Дисперсия света).X. а. проявляется в оптич. системах, включающих элементы из преломляющих… … Физическая энциклопедия

хроматическая аберрация - Дефект фокусировки, при котором электроны, исходящие из одной точки с различными скоростями, фокусируются в различных точках оси пучка. [ГОСТ 17791 82] Тематики электровакуумные приборы … Справочник технического переводчика

ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ - одна из аберраций (см. (2)) оптических систем, которая обусловлена дисперсией белого света (зависимостью показателя преломления прозрачных сред от длины световой волны). Проявляется в том, что световые лучи различных цветов собираются после… … Большая политехническая энциклопедия

Хроматическая аберрация - одна из основных аберраций оптических систем (См. Аберрации оптических систем), обусловленная зависимостью преломления показателя (См. Преломления показатель) (ПП) прозрачных сред от длины волны света (см. Дисперсия света). Х. а. может… … Большая советская энциклопедия

хроматическая аберрация - оптических систем, искажение изображения, связанное с тем, что световые лучи различных длин волн собираются после прохождения линзы на различные расстоянии от неё; в результате изображение размывается и края его окрашиваются. Хроматических… … Энциклопедический словарь

хроматическая аберрация - spalvinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. chromatic aberration vok. chromatische Aberration, f rus. хроматическая аберрация, f pranc. aberration chromatique, f … Fizikos terminų žodynas

ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ - См. аберрация, хроматическая … Толковый словарь по психологии