Хроматические аберрации примеры. О чём стоит беспокоиться

Что такое хроматические аберрации и откуда они берутся?

Практически во всех тестах объективы проходят проверку на уровень хроматических аберраций. Этот показатель используют и для оценки качества изображения, получаемого с компактных цифровых фотоаппаратов. Хроматические аберрации видны на отпечатках больших размеров и при просмотре фотографий на экране. Чаще всего они выглядят как одна или несколько цветных полос на контрастных переходах (например, вокруг контуров предмета, где светлые участки соседствуют с темными). Иногда хроматические аберрации называют "цветной окантовкой" (color fringing).

Хроматические аберрации на Sony F-828

Хроматические аберрации

Хроматические аберрации приводит к снижению контраста изображения, потере мелких деталей и снижению общей резкости снимка.

Хроматические аберрации вызываются как матрицей цифрового фотоаппарата так и объективом.

Причиной появления хроматических аберраций в объективе является то, что световые волны разной длины по-разному преломляются в линзе. Цветные ореолы или окантовки появляются из-за того, что после преломления волны разной длины фокусируются в разных точках. Есть два типа хроматических аберраций: продольные (longitudinal), где точки сфокусированы на разном расстоянии от линзы и латеральные/боковые (lateral), где различные длины волн сфокусированы на разных точках фокальной плоскости

Уровень хроматических аберраций отличает недорогие объективы от профессиональных; особенно заметны различия у телеобъективов или широкоугольных зум-объективов. Зачастую хроматические аберрации соседствуют и со светосилой объектива: дорогие светосильные объективы «грешат» повышенным уровне ХА на открытых диафрагмах.

Хроматические аберрации на Canon EF 35/1.4 L USM

В тестах и описаниях объективов часто встречаются упоминания специальных типов оптического стекла, например, с низкой дисперсией, с ультра-низкой дисперсией, или оптические элементы из флюорита - все они используются в дорогих объективах для сведения к минимуму хроматических аберраций.

Как бороться с хроматическими аберрациями?

В прошлом, когда фотографы снимали только на пленку, практически единственным способом было использование дорогих профессиональных объективов. Прикрытие диафрагмы, как и другие методы, помогает мало или вообще не помогает. Для цифровых изображений существуют специальные методы исправления хроматических аберраций в графических редакторах, позволяющие снизить уровень, а в некоторых случаях полностью устранить хроматические аберрации.

Хроматические аберрации на снимках в формате RAW легко исправляются в большинстве RAW конверторов, таких как Adobe Camera RAW и Adobe Lightroom. В последних версиях Canon Digital Photo Professional (версия 3.2 или выше) есть специальная функция, позволяющая применить автоматическую коррекцию хроматических аберраций или использовать ручной метод для точной настройки цвета на контрастных переходах.

Canon Digital Photo Professional

Хроматические аберрации правятся и в снимках в формате JPEG или на изображениях, отсканированных с пленок. Некоторые графические редакторы, в частности, Adobe Photoshop, позволяют пользователю вручную исправлять хроматические аберрации. В Photoshop эта функция доступна в меню Filter> Distort> Lens Correction. В открывающемся окне исправления искажений объектива есть слайдеры для исправления ХА.

Коррекция хроматических аберраций в Adobe Photoshop

Автоматизация процесса

Можно править хроматические аберрации вручную только на снимках, где они явно проявились. Исправление хроматических аберраций на одном снимке занимает не так много времени, но вот если править нужно десятки или сотни фотографий? Конвертер RAW файлов Canon Digital Photo Professional, идущий в комплекте с фотоаппаратами Canon EOS, может практически полностью автоматизировать процесс исправления хроматических аберраций если вы используете совместимые объективы и фотоаппараты Canon: фотоаппарат "расскажет" программе о том, какой объектив, фокусное расстояние, настройки диафрагмы, и даже расстояние фокусировки использовались в каждом кадре. Включив функцию исправления ХА (поставив «галочку» в соответствующем меню), Вы автоматически запустите алгоритм коррекции, разработанный и уже испытанный инженерами Canon. Существует и возможность ручного исправления, если вы хотите подстроить применяемую коррекцию или сделать ее вручную.

, 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

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.

Хроматическая аберрация - это довольно распространенная оптическая проблема, которая возникает тогда, когда объектив не может передать все цветовые лучи на одну фокальную плоскость, либо разные цветовые лучи фокусируются на разных точках одной фокальной плоскости. Причиной возникновения хроматических аберраций является то, что линза объектива обладает дисперсией, то есть, световые волны различного цвета проходят сквозь нее с разной скоростью. На практике это проявляется в том, что изображение получается размытым, а вокруг некоторых объектов образуется цветная «бахрома » - контур красного, зеленого, желтого или фиолетового цвета. Последнее особенно заметно при съемке высококонтрастных сцен.

В идеале объектив должен фокусировать все световые волны в одной точке, там, где находится так называемая минимальная геометрическая область рассеяния. В действительности же, коэффициент преломления является различным для волн разной длины, а значит, волны разного цвета пересекаются в разных точках одной плоскости или в разных плоскостях. Результатом этого и становится возникновение аберрации того или иного типа. Различают два основных вида аберрации: продольная (хроматизм положения) и поперечная (хроматизм увеличения). Рассмотрим каждый из них более подробно.

Осевая аберрация

Продольная или осевая аберрация возникает тогда, когда волны разной длины, проходя сквозь объектив, фокусируются в разных плоскостях. Вследствие этого на фотографии и появляются цветные контуры вокруг объектов, посторонние цветные пятна и полосы. Данную проблему можно попытаться решить путем затемнения линзы диафрагмой - для этого следует уменьшать значение апертуры в настройках аппарата. Попробуйте поэкспериментировать с настройками - и вы увидите, что одна и та же фотография будет заметно меняться в зависимости от выбранных параметров. К счастью, большинство современных объективов предусматривает возможность автоматического исправления аберраций такого типа. Для этого в их конструкции используются комбинированные линзы с разным значением дисперсии. Поэтому главным фактором при борьбе с продольными аберрациями является выбор «правильного » объектива .

Поперечная аберрация

Хроматизм увеличения или поперечная аберрация возникает тогда, когда волны различной длины фокусируются в разных точках одной фокальной плоскости. На практике это обычно выражается в появлении цветной бахромы по контуру объектов. Нередко искажается цвет по углам изображении, однако, в отличие от осевых аберраций, поперечные никогда не проявляются в центре фотографии. В наибольшей степени искажения такого типа характерны для широкоугольных объективов и «рыбий глаз ». В отличие от продольных аберраций, поперечные нельзя устранить путем уменьшения диафрагмы. Зато с ними можно довольно успешно бороться при пост-обработке фотографий, например, в программе Adobe Photoshop или Lightroom. Некоторые производители фототехники предлагают специальное программное обеспечение для редактирования фотоматериалов.

К сожалению, многие не слишком качественные объективы могут страдать от продольных и поперечных аберраций одновременно. Для борьбы с такими двойными искажениями следует применять комплексный подход: во время съемки стараться уменьшать значение диафрагмы до минимально возможного, а при обработке готовых изображений использовать соответствующее программное обеспечение.

Как предотвратить хроматические аберрации

Главное условие для предотвращения хроматических аберраций - качественный объектив. Наиболее эффективными, хотя и наиболее дорогими в этом плане на сегодняшний день являются объективы производства Nikon с низкодисперсными линзами. Также стоит отметить, что чаще всего зум-объективы страдают от хроматических аберраций намного больше, чем фикс-фокальные (без возможности приближения). Если же вы не являетесь счастливым обладателем дорогого объектива, попробуйте воспользоваться советами, приведенными выше, - уменьшайте значение диафрагмы при ярком освещении и используйте специальное программное обеспечение для обработки готовых фотографий. О сайте fotomtv .

Показать html-код для вставки в блог