Сколько типов оптических аберраций в линзах? И что они? - Фотопедия
11 голосов
/

Каждый что-то слышит о хроматической аберрации , но есть ли другие типы? Что их вызывает?

Ответы [ 4 ]

11 голосов
/

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.

Вспышка объектива

Вероятно, наиболее известной аберрацией является вспышка линзы. Вспышка возникает, когда не попадающий 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, например солнцем, 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 сенсора. 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 собственными недостатками, вероятно, увеличат вероятность вспышки.

Ghosting

Подобно блику, ореолы - это результат отражения света от вашего датчика, отражения от 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 линзовые элементы с покрытием milti, чтобы максимально уменьшить отражение, и они могут ограничить случаи, когда возможно ореол. Однако невозможно полностью устранить отражение, и в правильных сценариях двоение всегда возможно до 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.

Помимо искажений с подушечками и бочкообразными, многие объективы создают искажения в перспективе. Особенно с широкоугольными объективами, искажения в перспективе можно увидеть при использовании очень широких фокусных расстояний.

Некоторые типы линз, часто называемые линзами TS или Tilt-Shift, имеют тенденцию вызывать очень незначительные искажения в виде бочкообразных или подушкообразных подушек. 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 - это еще один тип оптической аберрации, которая может возникнуть в объективах камеры. Это происходит из-за разницы в преломлении на краях линзы по сравнению с центром, что приводит к неправильной конвергенции света, а не конвергенции в фокус. 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 содержат 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 сферической аберрации точечного источника света и хроматической аберрации для создания 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 - это проблема, которая в значительной степени затрагивает тех, кто занимается ночной фотографией или астрофотографией, поскольку точечные источники света являются наиболее распространенными в этих сценариях.

Дифракционная

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. Апертура дает нам контроль над тем, сколько света достигает сенсора ... но в результате она также может вызвать дифракционное размытие с помощью эффекта, называемого воздушным диском.

При достаточно широких апертурах дифракция достаточно мала, что не вызывает никаких проблем. Тем не менее, 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 диафрагма останавливается достаточно далеко ниже предела дифракции, 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 компенсировать усиление при более узкой апертуре.

Хотя дифракция света вызвана диафрагмой в объективе, следует отметить, что результирующий 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 и снимать камеры.

7 голосов
/

Я пытаюсь записать более ориентированный на фотографа ответ. Таким образом, различные проблемы, связанные с объективом:

  • Виньетирование - углы рамки темнее центра
    • заметно в видоискателе / ​​на экране
    • чтобы избежать - остановите диафрагму, фильтры только ухудшают ее, поэтому вы можете попробовать без
    • постобработка - относительно легко исправить
    • особое внимание, необходимое для панорамных снимков
    • виньетирование не следует путать с потерей деталей или потерей контраста по краям
  • Вспышка объектива - пятна солнца или участки с низкой контрастностью в кадре
    • обычно заметно в видоискателе / ​​на экране
    • , чтобы избежать - используйте бленду объектива, измените свое положение, чтобы исключить яркие пятна на изображении, если это возможно, фильтры только ухудшают его, поэтому вы можете попробовать без
    • постобработка - трудно исправить в областях с большим количеством деталей
  • Дифракция - ваше изображение начинает становиться мягким, если вы слишком сильно останавливаетесь (более f8-f16 в зависимости от плотности сенсорного элемента)
    • заметно на экране при увеличении
    • чтобы избежать - знайте свой предел дифракции и не останавливайтесь на этом, дорогая альтернатива - использовать наклон на линзах со смещением наклона
    • постобработка - не может быть исправлена ​​
    • дифракцию не следует путать с гораздо более распространенными ошибками фокусировки и дрожанием камеры (последнее - это размытое изображение)
  • Хроматическая аберрация - зеленое / пурпурное свечение по краям бликов, обычно называемое "пурпурной окантовкой"
    • заметно на экране при увеличении
    • чтобы избежать - знайте сладкие пятна ваших линз, остановитесь
    • постобработка - легко исправить
  • Искажение - вертикальные и горизонтальные линии искривлены по краям рамы (искажение бочки - изгибы наружу, искажение подушечка - внутрь, сложные искажения - кривые волнистые)
    • легко заметно в видоискателе / ​​на экране
    • избегать - вы не сможете, если у вас нет лучшего объектива
    • постобработка - относительно легко исправить (кроме сложных искажений)
    • особое внимание, необходимое для панорамных снимков

Не совсем в той же категории, но также очень важным аспектом линз является разрешение , или на самом деле 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 улучшить ситуацию, когда остановитесь и должны попробовать, потому что вы не можете исправить это в постобработке.

Следует помнить, что не существует такого понятия, как идеальный объектив , и каждый объектив имеет некоторую степень аберраций из-за компромиссов, достигнутых во время оптического проектирования.

4 голосов
/

Строго «оптические» (т. Е. Волновые фронты) аберрации:

  1. Расфокусировка (кривизна поля)
  2. Сферическая аберрация
  3. Кома
  4. Астигматизм
  5. Кривизна поля
  6. искажение изображения

Но те, которые в наибольшей степени могут повлиять на ваши фотографии:

Хроматическая аберрация - разные цвета сфокусированы на разных позициях на изображении, это создает радугу вокруг ярких объектов, особенно на небе.

Вспышка / блики - свет рассеивается внутри объектива, 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.

3 голосов
/
  1. 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.

  2. Кома: относится к сферической аберрации, но отличается тем, что патч, создаваемый в фокусе, не является диском, вместо этого его форма напоминает комету.

  3. Астигматизм: патч производит овал.

  4. 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.

  5. Искажение: прямоугольный предмет должен изображаться в виде прямоугольника со всеми сторонами в квадрате. Вместо этого прямоугольные изображения с выпуклыми сторонами (ствол) и / или выпуклыми внутрь (подушечка).

  6. 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.

  7. 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.

...