Урок №4 - Объективы. Дефекты и аберрации.(часть 1) автор @vladkuneberg.

 Понятие аберрации объектива включает в себя целый ряд искажений и дефектов которые можно наблюдать в виде разницы между тем что видит глаз и то как это фиксируется на плоскости через оптическую систему линз объектива.Принципиально можно разделить их на две группы.Хроматическую и Монохроматическую.

obe.jpg

Хроматические аберрации связаны с тем фактом что свет с разной длинной волны по-разному проходит оптическую систему.

Монохроматические аберрации проявляют себя даже в случае с волной света одной длинны.

 Отличие качественных объективов в том, что производитель стремиться в таких моделях полностью или на сколько это возможно устранить все виды возможных аберраций. Для того чтобы обеспечить наилучшее качество картинки.

 Для оценки качества объектива приняты такие требования. Точка в реальном пространстве должна передаваться оптической системой как точка, а плоскость расположенная перпендикулярно объективу, точнее его оптической оси должна отображаться как плоскость. Так же должна максимально точно и без искажений передаваться реальная форма объекта. Искажение цвета или контраста тоже не допустимы.

 Стоит отметить такую особенность, практически любой объектив способен обеспечить достаточно высокое качество близкое к идеалу в случае когда свет одной волны или по другому называемый монохроматическим будет отражаться от объекта съемки под таким углом чтобы попадать в объектив максимально близко к центру оптической оси. Но такие условия не совместимы с реальностью.

В реальности использование объектива с максимально открытой диафрагмой, обеспечивает максимально возможную яркость изображения. Но создает дополнительную сложность, так как произвести сведение в единую точку лучей проходящих по периферии линзы объектива очень затруднительно если не сказать невозможно. В связи с этим практически не возможно со 100% точностью передать увиденное изображение проходящие через объектив.

 Причин для этого довольно много. И первой из них можно назвать тот момент что большая часть объективов базируется на оптических элементах состоящих исключительно из сферических линз. Или точнее сказать тех линз которые содержат сферические поверхности. Это могут быть как выпуклые так и вогнутые линзы.

И как раз из-за сферической формы элементов, невозможно передать не исказив луч света отраженный от поверхности объекта съемки, и как следствие объектив не передает эту точку поверхности идеально.

 Разная длинна волны света имеет разные коэффициенты преломления и разную дистанцию от задней линзы до фокальной точки.

 Так же ряд проблем и требований возникает в объективах с переменным фокусным расстоянием и связано это с изменением угла обзора. Данных проблем не лишены в полной мере и объективы с фиксированным фокусным расстоянием, но с ними производителям немного проще. И как следствие качество картинки у них значительно лучше.

 Есть две Хроматические аберрации, одна хорошо знакомая фотографам которая проявляется как цветной ореол. Зачастую вокруг граней тонких предметов расположенных на контрастном фоне. Или если снимать текст напечатанный на бумаге с полностью открытой диафрагмой, вокруг букв можно так же обнаружить цветные ореолы. А вот о другой хроматической аберрации знают далеко не все.

 Хроматическая в данном названии говорит о том, что речь идет о белом свете. Как всем известно обычный белый свет состоит из множества разных цветов (всего спектра радуги) смешанных между собой в равных частях.Вследствие того, что эта смесь имеет одинаковые доли для всех цветов, выделить единственный доминирующий человеческому глазу не представляется возможным и он видит такой свет именно белым.

 Доказать это очень легко, достаточно пропустить солнечный свет через призму, и можно наблюдать все цвета радуги. Призма производит разложение цветов на спектр в следствии такого явления как неравномерное преломление. Такое поведение призмы проявляется потому, что показатель преломления света разной длинны волн отличается между собой. Малая длинна волны преломляется более сильно, а длинные волны преломляются очень слабо. Пример призмы более наглядный, но на практике такое же явление происходит и в обычных объективах.

Стоит отметить что существующие оба типа аберраций рождены именно свойствами смешанного белого света. Это продольная и поперечная которую иногда называют хроматическая разница увеличения.


img-bMrnjX.jpg

 В случае когда солнечный свет попадает в объектив под углом относительно оптической оси, приводит к хроматической аберрации увеличения (поперечной ХА). В случае с данной аберрацией влияние фокусного расстояния объектива очень существенно.

Показать же схематически это можно на вот таком рисунке.

Poperechnaya.gif

 Проявление так называемой хроматической разницы увеличения. Представляется в виде искажения проецируемого изображения объекта съемки на фокальной плоскости в периферийных зонах увеличивая области в зависимости от разности длинны волн света. То есть область одного цвета будет чуть больше, чем область иного цвета и смещены относительно друг друга. Такая ХА видна зрителям в виде цветных ореолов, вокруг контрастных зон с разными цветами по краям.

 Второй вариант это продольная ХА связана с тем что объектив не может свести в единую точку на поверхности сенсора цвета с различной длинной волны, отображающие часть объекта который находится на оптической оси объектива. Вызванное продольным смещением или иначе говоря вдоль оптической оси. В таком случае на данное искажение фокусное расстояние объектива практически не значительно влияет на искажение.

Схематически показать это можно на таком рисунке.

prodolnaya.gif

 Из него видно как красный и синий цвет выпадают из фокальной плоскости, и только зеленый проецируется как положено. Соответственно один лишь зеленый канал цвета будет иметь точное отображение, а красный и синий окажутся не резкими. Ведь они отобразятся не точкой, а размытым пятном.

 Или если говорить проще, то секущая (она же поперечная) хроматическая аберрация становится видна из-за изменения расстояния от линзы до фокальной точки в зависимости от длинны волны. В фотографиях проявляется и выглядит она в виде размытости цвета и/или засветки. Что не редко приводит к ощущению размытости изображения.

 По мере роста технологий повышается и качество борьбы с ХА. С ними справляются при помощи использования разных типов оптических стекол. Которые различаются между собой характеристиками дисперсии и преломлений. А так как с поперечной ХА бороться таким образом крайне затруднительно, проще использовать стекла определенных оттенков или использованием цветных фильтров. В высококачественных светосильных длиннофокусных объективах можно наблюдать наличие голубоватого, зеленоватого или желтоватого оттенка у оптической системы. Это как раз и является признаком борьбы с поперечной хроматической аберрацией.

 Почему чаще применяют в теле и супер-теле объективах, ведь влияние этой хроматической аберрации увеличивается в случае с высокими показателями фокусного расстояния. И без коррекции в таких объективах нельзя обойтись, особенно если необходима высокая резкость получаемой картинки.

 Однако нужно понимать что у любой коррекции есть свой предел, обеспечиваемый используемыми материалами. Таким образом используемые сейчас флюорит, UD (низко дисперсное стекло), использование стекол с добавлением определенных оттенков не способны подавить полностью Хроматические аберрации, но способны значительно снизить их влияние на кадр.

 А окончательно и полностью устранить ХА возможно только используя последующую обработку в графическом редакторе. Только в ситуации с поперечной аберрацией, ее еще можно дополнительно уменьшить ее влияние использованием цветных светофильтров. Но идеального конечного результата получить даже с использованием графического редактора не всегда представляется возможным.

 Подводя итоги можно сказать что отличить эти два типа аберраций можно таким образом. Если изменение диафрагмы меняет влияние и интенсивность хроматической аберрации значит это продольная. А если аберрация не зависит от используемой диафрагмы, то есть не изменяется с закрытием и открытием отверстия это поперечная. В таком случае можно попробовать использование цветных фильтров.

 Еще одним способом борьбы с хроматическими аберрациями может стать незначительное смещение точки фокусировки относительно объекта, это может позволить изменить цвет обводки с фиолетово-красного на менее заметный зеленый.

 Ко всему выше сказанному хотелось бы добавить, что приведенные примеры касаются исключительно одной точки и одного цвета. На практике же мы имеем дело с цветными объектами, где каждая точка может иметь свой цвет и положение относительно оптической оси. И отраженный свет от этих точек будет попадать в объектив под разными углами, и как следствие в любом объективе в большей или меньшей степени вы будете сталкиваться с хроматическими аберрациями двух типов одновременно. В части снимаемых сцен они могут быть не заметны вовсе, а на некоторых катастрофически портить изображение. Но практически очень многие дефекты исправимы в графических редакторах. И по этому обработка снимков практически обязательна.

На этом заканчиваю статью о хроматических аберрациях, но в последующих частях мы рассмотрим другие виды аберраций. Подписывайтесь на мой блог @vladkuneberg, будем общаться и дружить.

фотографияфотоgolosобучениеpsk
33
0.300 GOLOS
0
В избранное
Vlad Kuneberg
Фото, видео, ретушь, помощь и обучение
33
0

Зарегистрируйтесь, чтобы проголосовать за пост или написать комментарий

Авторы получают вознаграждение, когда пользователи голосуют за их посты. Голосующие читатели также получают вознаграждение за свои голоса.

Зарегистрироваться
Комментарии (3)
Сортировать по:
Сначала старые