Kaip ir bet kuriai „netobulai“ optinei sistemai, žmogaus akiai būdingi optiniai defektai – aberacijos, kurios mažina regėjimo kokybę, iškreipia vaizdą tinklainėje. Aberacija yra bet koks siauro lygiagretaus šviesos pluošto kampinis nuokrypis nuo idealaus susikirtimo su tinklaine taško, kai jis praeina per visą akies optinę sistemą.
Techninėje optikoje kokybiška optinė sistema yra nulemtas per šią sistemą einančios šviesos bangos plokštumos arba sferinio fronto aberacijos. Taigi akis be aberacijų turi plokščią bangos frontą ir pateikia išsamiausią taškinio šaltinio (vadinamojo „orinio disko“, kurio dydis priklauso tik nuo vyzdžio skersmens) tinklainėje. Tačiau paprastai, net ir esant 100% regėjimo aštrumui, šviesą laužančių akies paviršių optiniai defektai iškreipia spindulių kelią ir sudaro netaisyklingą bangos frontą, todėl tinklainėje vaizdas yra didesnis ir asimetriškas.
Vaizdo optinės kokybės kiekybinė charakteristika yra tikrosios bangos fronto nuokrypio nuo idealaus kvadratinio vidurkio paklaida. Vokiečių matematikas Zernike įvedė matematinį formalizmą, kuris naudoja daugianario seriją bangos fronto aberacijoms apibūdinti. Pirmosios ir antrosios, ty žemesnės eilės polinomai apibūdina optines aberacijas, kurios būdingos oftalmologams – trumparegystę, toliaregystę ir astigmatizmą. Mažiau žinomi aukštesnės eilės daugianariai: trečiasis atitinka komą – tai įstrižų šviesos spindulių, krentančių kampu į akies optinę ašį, sferinė aberacija. Jis pagrįstas akies optinių elementų asimetrija, dėl kurios ragenos centras nesutampa su lęšiuko centru. Ketvirtosios eilės aberacijos apima sferinę aberaciją, kurią daugiausia sukelia netolygi objektyvo lūžio galia įvairiuose jo taškuose. Didesnės eilės yra žinomos kaip netaisyklingos aberacijos.
Kaip matuojamas bangos frontas
Optinė sistema laikoma gera, jei Zernike koeficientai yra artimi nuliui ir todėl bangos fronto paklaidų kvadratinė vertė yra mažesnė nei 1/14 šviesos bangos ilgio (Marechal kriterijus). Remiantis šio koeficiento duomenimis, galima numatyti regėjimo aštrumą imituojant bet kokių optotipų vaizdą tinklainėje. Žmogaus regos sistemos aberrametrijai nustatyti naudojamas specialus prietaisas – aberometras. Klinikose Excimer naudoja VISX Inc (JAV) Wave Scan aberrometrą.
Šiuo metu yra žinomi keli akių aberacijų nustatymo metodai, pagrįsti skirtingais principais.
Pirmasis yra tinklainės vaizdo aberometrija... Į tinklainę projektuojami du lygiagrečiai 650 nm bangos ilgio ir 0,3 mm skersmens lazerio pluoštai, iš kurių vienas patenka griežtai išilgai regėjimo ašies ir yra atskaitos taškas, o kitas yra tam tikru atstumu nuo jos. Tada registruojamas antrojo pluošto nuokrypio nuo atskaitos pluošto fiksavimo taško laipsnis, taigi kiekvienas vyzdžio taškas analizuojamas nuosekliai.
Antrasis principas yra iš akies išeinančio atspindėto spindulio analizė (išeinančio refrakcijos aberometrija). Jis buvo plačiai naudojamas astronomijoje, siekiant kompensuoti teleskopų aberacijas skrendant per atmosferą ir erdvė... Naudojant diodinį lazerį, kurio bangos ilgis 850 nm, į akį nukreipiamas kolimuotas spinduliuotės spindulys, kuris, perėjęs visas akies terpes, atsispindi nuo tinklainės, atsižvelgiant į aberacijas, ir prie išėjimo patenka. matrica, susidedanti iš 1089 mikrolęšių. Kiekvienas mikrolęšis savo židinio taške surenka neiškraipytus spindulius, o spinduliai, kuriems būdinga aberacija, sufokusuojami tam tikru atstumu nuo jo. Gauta informacija apdorojama kompiuteriu ir pateikiama aberacijų žemėlapio pavidalu. Wave Scan yra pagrįstas šiuo principu.
Trečiasis principas pagrįstas kompensaciniu šviesos pluošto, patenkančio į foveolę, išlygiavimu.Šiuo metu šis metodas naudojamas kaip subjektyvus aberrometras, reikalaujantis aktyvaus paciento dalyvavimo. Tyrimo metu šviesos spindulys nukreipiamas į akį per besisukantį diską su 1 mm skylutėmis, esančias toje pačioje optinėje ašyje su vyzdžiu. Kai diskas sukasi, siauri lygiagretūs šviesos pluoštai praeina per kiekvieną vyzdžio tašką ir, nesant aberacijų, yra projektuojami į foveolę, kur kitas spindulys nukreipiamas kontroline žyma kryžiaus pavidalu. Jei pacientas turi trumparegystę, toliaregystę, astigmatizmą ar kitas aukštesnio laipsnio aberacijas, tuomet jis pastebės šių taškų neatitikimą kryželiui ir specialaus prietaiso pagalba turės juos palyginti. Kampas, kuriuo jis perkelia tašką, atspindi aberacijos laipsnį.
Įvairūs oftalmologiniai prietaisai, sukurti naudojant naujausias technologijas ir paremti skirtingi principai veiksmus, realizuoja ne tik kokybinį, bet ir kiekybinį žemesnės ir aukštesnės eilės aberacijos bei juos įtakojančių veiksnių įvertinimą.
Pagrindinės akies optinės sistemos aberacijų atsiradimo priežastys
- Formos ir skaidrumas ragena ir lęšiukas; tinklainės būklė; akies skysčio ir stiklakūnio skaidrumas.
- Padidėjęs vyzdžio skersmuo... Jei vyzdžio skersmuo lygus 5,0 mm, vyrauja 3 eilės aberacijos, tai padidėjus iki 8,0 mm, didėja 4 eilės aberacijų dalis. Apskaičiuota, kad kritinis vyzdžio dydis, kuriam esant aukštesnio laipsnio aberacijos turi mažiausiai įtakos, yra 3,22 mm.
- Apgyvendinimas... Pastebima, kad aberacijos didėja su amžiumi, o laikotarpiu nuo 30 iki 60 metų aukštesnės eilės aberacijos padvigubėja. Galbūt taip yra dėl to, kad laikui bėgant lęšio elastingumas ir skaidrumas mažėja, o jis nustoja kompensuoti ragenos aberacijas. Tas pats atsitinka ir su akomodacijos spazmu.
- Apgyvendinimo spazmas gana dažnai pasitaiko žmonėms įvairaus amžiaus... Oftalmologijoje akomodacijos spazmas suprantamas kaip pernelyg nuolatinė akomodacijos įtampa, kurią sukelia toks ciliarinio raumens susitraukimas, kuris neišnyksta esant sąlygoms, kai akomodacija nereikalinga. Paprasčiau tariant, akomodacijos spazmas yra užsitęsęs statinis akies raumenų pertempimas, pavyzdžiui, dėl ilgo darbo kompiuteriu ir dėl to atsiradusio kompiuterio sindromo. Akomodacijos spazmai gali išsivystyti esant visoms refrakcijoms (įskaitant astigmatizmą). Akomodacijos spazmas sukelia klaidingą trumparegystę arba padidina tikrąją trumparegystę.
- Ašarų plėvelės būklė. Nustatyta, kad sunaikinus ašarų plėvelę aukštesnės eilės aberacijos padidėja 1,44 karto. Viena iš ašarų plėvelės sutrikimų rūšių yra sausų akių sindromas.
Sausų akių sindromas pasireiškia tada, kai ragenos paviršius išdžiūsta nuo retkarčiais mirksėjimo ir nuolatinio žvilgsnio į darbo objektą. Tyrimai parodė, kad dirbdamas kompiuteriu, taip pat skaitydamas žmogus mirksi tris kartus rečiau nei įprastai. Dėl to ašarų plėvelė išdžiūsta ir nespėja atsigauti. Sausų akių sindromo priežastys gali būti: didelis akių įtempimas skaitant ir dirbant kompiuteriu, sausas oras patalpose, netinkama mityba esant nepakankamam vitaminų kiekiui, didele oro tarša, vartojant tam tikrus vaistus. - Nešioti kontaktinius lęšius. Atskleidė, kad minkštas kontaktiniai lęšiai gali sukelti bangų monochromatines aberacijas aukšta tvarka kadangi standūs kontaktiniai lęšiai žymiai sumažina antros eilės aberacijas. Tačiau asferinis standžių kontaktinių lęšių paviršius gali sukelti sferines aberacijas. Asferiniai kontaktiniai lęšiai gali sukelti didesnį regėjimo aštrumo nestabilumą nei sferiniai kontaktiniai lęšiai. Daugiažidiniai kontaktiniai lęšiai gali sukelti komą ir 5-osios eilės aberacijas.
Šiuo metu sukurta individualizuota regėjimo korekcijos technika ( Super Lasik, Custom Vue) remiantis aberometrija, kuri leidžia Kiek įmanoma daugiau kompensuojant visus galimus regėjimo sistemos iškraipymus, pasiekti puikių rezultatų beveik visais sudėtingais atvejais.
Optiniai iškraipymai atsirado kartu su lęšiais; tai tarsi maža jų savybė. Bet jei jis tikrai mažas, su juo problemų nebus. Norėdami sumažinti optinio iškraipymo problemą, perskaitykite mūsų straipsnį!
Brangus objektyvas nereiškia tobulo
Bet kuris objektyvas turi optinį defektą, todėl nesukuria tikslios mūsų fotografuojamo objekto kopijos. Žinoma, gamintojai kiekvienais metais stengiasi sukurti vis tobulesnę optiką, nepaisant to, kad vis dar nėra būdo pagaminti objektyvą, kuris kažkiek nenukentėtų nuo iškraipymų.
Iš tiesų, didelė kaina ne visada reiškia kokybę optinių defektų atžvilgiu. Kas yra svarbu? Tai yra optikos tipas ir dizainas. Kaina yra svarbi, bet židinio nuotolis yra svarbesnis.
Pavyzdžiui, kuo platesnis objektyvo kampas, tuo sunkiau tiesia linija nesulenkti. Židinio nuotolio mažinimas taip pat prisideda prie iškraipymų, nes kiekvieno židinio nuotolio nuokrypio ištaisyti neįmanoma.
Niekas netvirtina, kad pagrindinis objektyvas yra nepriekaištingas, tačiau kuo didesnis priartinimo diapazonas, tuo labiau pastebimas šis iškraipymas.
Iškraipymo testas
Veidrodžiai automobilyje pagaminti išlenkti, todėl praplečia žiūrėjimo kampą, atitolina viską, kas juose atsispindi. Kažkas panašaus nutinka objektyve – kaip bandymą galite nufotografuoti popieriaus lapą „dėžutėje“ ir tada jį apžiūrėti „Photoshop“ programoje (tam reikia įjungti Ctrl-R liniuotes ir nutempti kreipiklius iš juos su pele mėlynos spalvos- bus lengviau pamatyti gautų ląstelių kreivumą)
Iškraipymo tipai
Yra daug iškraipymo tipų, tačiau mes sutelksime dėmesį į svarbiausius.
Kreivinis. Yra keletas jų porūšių, iš kurių labiausiai paplitusi yra statinės formos. Kaip tai atsiranda? Jei naudojate itin platų objektyvą, tiesios linijos tampa išgaubtos. Dabar yra tendencija fotografuoti su žuvies akimi, todėl tai yra šis iškraipymas, tiesiog naudojamas patobulinta forma ir kaip skaitiklis.
Pagalvės formos. Tai daugiausia rodoma ilguose teleobjektyvuose. Jis yra priešingas ankstesniam, tai yra, linijos yra įgaubtos į vidų. Iš principo tai sunkiai pastebima, bet jei fotografavimo ar apdorojimo metu padidinsite objekto mastelį, jis bus matomas.
Chromatinė aberacija. Tai didžiulė šiuolaikinės fotografijos problema. Jo esmė ta, kad nuotraukose atsiranda rėmelio spalva, ji ypač pastebima net nepadidinus nuotraukos. Taip nutinka su bet kokio židinio nuotolio objektyvais, bet ypač su pigiausiais modeliais arba su „muilinėmis“.
Vinjetavimas, kitaip tariant, tamsinamos vietos aplink rėmo kraštus. Paprastai tai galima pamatyti ant plačiakampių objektyvų, kurių diafragma yra didžiausia. Šis poveikis yra gana retas.
Redaktorius padėti
„Adobe Photoshop“ turi gerų įrankių, skirtų iškraipytų nuotraukų gelbėjimui.
Mes nedirbame tiesiogiai su originaliu fonu (manau, kad žinote). Taigi pirmas dalykas, kurį darome, yra Pasikartojantis sluoksnis.
Po: Filtras / Filtrai> Iškraipymas / Iškraipymas> Objektyvo korekcija / Optinis iškraipymas. Spustelėję pamatysite langą su daugybe nustatymų, kurių mums reikia tik viršutinio bloko dešinėje, iškart po klavišais.
Ten rankiniu būdu perkeliame slankiklį, kol gauname norimą rezultatą. Judėti reikia labai atsargiai, nes, kaip taisyklė, labai nedaug lęšių iškreipia daugiau nei -7. Tai reiškia, kad reikia redaguoti, kol pasirodys reikšmė +4 arba +5, kurios daugeliu atvejų pakanka daugeliui kompaktiškų skaitmeniniai fotoaparatai... Šiuos skaičius taip pat galite įvesti ranka, valdydami rezultatą naudodami tinklelį, esantį paties filtro peržiūros lauke. Dar paprasčiau tai padaryti galite paspaudę mygtuką viršutiniame kairiajame kampe ir tada „nubrėžę“ įsivaizduojamą liniją nuo krašto iki centro (vėlgi labai atsargiai).
Pabandykime kelis kartus pataisyti ir pasiekę rezultatą paspauskite „Gerai“. Atrodytų, kad viskas...
Tačiau yra nedidelė problema: filtras pasirodė tik CS2. Jei naudosite daugiau ankstyvosios versijos Photoshop, padidinkite drobės dydį 30% ( Vaizdas / vaizdas> Drobės dydis / drobės dydis> procentais 130 vertikaliai ir horizontaliai) ir atidarykite Filtrai> Iškraipyti> Sferuoti:
Jame, priešingai, slankiklį reikia perkelti į neigiamą padėtį (mūsų atveju -5). Spustelėkite Gerai.
Po redagavimo gali būti, kad vaizdo kraštai yra „nukritę“, todėl reikės naudoti „apkarpymo“ įrankį.
Palyginkime rezultatą:
Po to
Taip pat yra alternatyvių, tačiau gana brangių optinių iškraipymų koregavimo galimybių. Pavyzdžiui, Thomas Niemannas kažkada išleido ptLens įskiepį, kuris liko laisvas, kol pasiekė savo projektinį pajėgumą. Šiandien tai kainuoja apie 15 USD. Privalumas – įtaisyti objektyvų ir fotoaparatų profiliai, automatinis jų aptikimas iš vaizdo failo exif duomenų ir kitų iškraipymų, tokių kaip vinjetės (tamsėjimas link kadro kraštų) ir chromatinės aberacijos (mėlynos arba raudonos aureolės) korekcija. aplink didelio kontrasto objektus). Verta atsisiųsti ir bent jau pabandyti pataisyti ne daugiau kaip 10 kadrų. Taip pat yra brangesnių DxO optikos filtrų, kurie, kaip gandai, veikia geriau.
Aberacijos fotografijoje vadinamos optinės sistemos suformuotais vaizdų iškraipymais. Priklausomai nuo kilmės pobūdžio, aberacijos yra chromatinės ir geometrinės. Chromatinių (t. y. spalvų) aberacijų atsiradimo priežastis – fotoaparatų optikos netobulumas. Tiesą sakant, tokio tipo iškraipymą galima pavadinti objektyvo savybe, nes vienu ar kitu laipsniu jis būdingas bet kuriam iš jų. Kuo prastesnė naudojamos optikos kokybė, tuo didesnis spalvų iškraipymas nuotraukose. Dažnai nuotraukose, darytose su pigiais „muilo indais“, ryškios įvairiaspalvės kraštinės, įrėminančios kontrastingus objektus. Tai yra chromatinė aberacija.
Siekiant sumažinti tokio tipo iškraipymą, specialus achromatiniai lęšiai sudarytas iš dviejų skirtingų tipų stiklo. Vienas iš jų - karūnos, turi mažą lūžio rodiklį, antrasis - titnagas priešingai, aukštas. Tinkamai derinant šias dvi medžiagas, matoma chromatinė aberacija gali būti sumažinta beveik iki nulio. Tas pats optinis reiškinys, kai skirtingo bangos ilgio šviesos spinduliai lūžta skirtingais kampais, vadinamas stiklo dispersija.
Geometrinės aberacijos pradedantiems fotografams yra ne mažesnis galvos skausmas nei spalvotos.
Iškraipymas, kai objekto taškai, esantys už optinės ašies, vaizde pasirodo kaip šešėliai arba linijos, vadinamas astigmatizmu. Objektai nuotraukoje su astigmatizmu atrodo išlenkti, išlenkti ir šiek tiek neryškūs. Taigi astigmatizmas kartu su chromatinėmis aberacijomis įtakoja vaizdo ryškumą (nors ir mažiau).
Jei nuotraukoje esančių objektų kontūrai yra nenatūraliai įgaubtos arba išgaubtos formos ir tai nėra meninė intencija, toks geometrinės aberacijos tipas vadinamas iškraipymas... Pirmuoju atveju (kai linijos yra įgaubtos į vidų) ateina apie statinės iškraipymą, antroje - apie pagalvėlės iškraipymą.
Iškraipymai atsiranda dėl optinio vaizdo lauko linijinio padidinimo pasikeitimo. Kitaip tariant, šviesos spinduliai, einantys per lęšio centrą, susilieja taške, esančiame toliau nuo objektyvo nei spinduliai, einantys per jo kraštus. Statinės iškraipymo atsiradimas, kaip taisyklė, palengvinamas naudojant minimali vertė priartinimas, pagalvėlė – atitinkamai maksimali. Iškraipymas labiausiai išryškėja naudojant plataus kampo objektyvai.
Iškraipymams sumažinti naudojama asferinė optika. Į objektyvo dizainą įtraukus objektyvą su elipsiniu arba paraboliniu paviršiumi, atkuriamas geometrinis fotografinio objekto ir jo vaizdo panašumas. Žinoma, tokių lęšių gamybos kaina gerokai viršija sferinės optikos gamybos sąnaudas.
Nedidelės iškraipymo apraiškos lengvai ištaisomos naudojant grafinį redaktorių.
Geometrinės aberacijos tipas, neleidžiantis objektyvui suformuoti plokščio vaizdo, vadinamas vaizdo lauko kreivumas... Dėl šio iškraipymo gali būti sufokusuotas arba vaizdo centras, arba vaizdo kraštai.
Vaizdo lauko kreivumo korekcija atliekama keičiant objektyvo mazgą. Šiuo atveju būtina sąlyga yra Petsvala taisyklės, kuri lemia objektyvo elementų kokybę, laikymasis. Jei vieno elemento židinio nuotolio ir lūžio rodiklio sandaugos atvirkštinė vertė kartu su iš viso elementai suteikia nulį, o tai reiškia, kad šis elementas yra geras. Šių skaičiavimų rezultatas vadinamas Petsvalos suma.
Įdomu tai, kad fotografai iki tol neturėjo lauko kreivumo koregavimo technikos XIX vidurys amžiaus. Tačiau tai nesutrukdė jiems užsiimti menine fotografija. Neryškūs kampai ir neaiškūs kraštai buvo padengti įmantriomis vinjetėmis, o portretai buvo įrėminti ovaliais rėmeliais, kad būtų sumažintas iškraipymas.
Sudėtinga aberacija, kuri išskirtinai veikia šviesos spindulius, praeinančius pro objektyvą kampu, vadinama komiškas(arba tiesiog koma). Vaizduose koma atrodo kaip atskirų vaizdo taškų susiliejimas kometos pavidalu. Tokiu atveju kometos „uodega“ gali būti nukreipta į vaizdo kraštą (teigiama koma) arba į jos centrą (neigiama koma). Šis iškraipymas yra labiau pastebimas, kuo taškas yra arčiau nuotraukos krašto. Tie patys šviesos spinduliai, kurie aiškiai prasiskverbia pro objektyvo centrą, nėra veikiami kominės aberacijos.
Daugumą geometrinių aberacijų galima sumažinti pakoregavus rainelę. Mažindamas jo skersmenį, fotografas tuo pačiu sumažina ir ant objektyvo kraštų krentančių spindulių skaičių. Tačiau šia galimybe reikia pasinaudoti atsargiai. Kadangi per didelė difrakcija padidina difrakcijos dydį.
– Tai optinis efektas, apribojantis vaizdo detalumą, nepaisant nustatytos vaizdo raiškos. Jo atsiradimo priežastis yra šviesos srauto sklaida praeinant per diafragmą. Daugelis pradedančiųjų, stengdamiesi padidinti lauko gylį, uždengia diafragmą tiek, kad pasiektą ryškumą perdengtų išlyginantis difrakcijos efektas. Šis efektas paprastai vadinamas difrakcijos riba. Žinodami jo vertę išvengsite problemų dėl vaizdo detalių. Norėdami apskaičiuoti difrakcijos ribą, naudokite specialų skaičiuotuvą Nemokamas atsisiuntimas daugumoje specializuotų svetainių.
Rinkdamiesi fotoaparatą atminkite, kad objektyvų be aberacijų nėra. Visgi kol kas. Netgi brangiausia optika rodo tam tikrą vaizdo iškraipymą. Vienos rūšies pažeidimų ištaisymas veda prie kito stiprinimo – ir šis procesas neturi pabaigos. Tačiau norint tapti geras fotografas, nebūtina laukti, kol bus išrastas tobulas objektyvas. Pakanka ištirti konkretaus objektyvo ypatybes ir išlyginti jo trūkumus pagal savo įgūdžius.
Fotografijos pagrindai. Objektų optinis iškraipymas.Manau, daugelis skaitytojų ne kartą pastebėjo, kad vaizdas nuotraukoje skiriasi nuo to, ką matome savo akimis. Taip yra iš dalies dėl perspektyvos perdavimo skirtingais židinio nuotoliais ypatumų. Daugiau apie tai galite perskaityti straipsnyje apie. Be to, vaizde gali atsirasti spalvų aureolių formos defektų kontrastingose srityse, kadro patamsėjimo kraštuose ir objektų geometrijos pakitimų. Šiuos trūkumus galima drąsiai priskirti optiniam lęšių iškraipymui, todėl apie juos kalbėsime šiandieniniame straipsnyje.
Iškraipymas
Iškraipymas yra geometrinis tiesių linijų iškraipymas, kai jos atrodo išlenktos. Nepainiokite iškraipymo ir perspektyvos iškraipymo, pastaruoju atveju tiesios lygiagrečios linijos susilieja, bet ne išlenktos. Pagal poveikio paveikslui tipą yra dviejų tipų iškraipymai: pagalvėlė – kai linijos įgaubtos ir cilindrinė – kai jos išgaubtos.
Pagalvėlės iškraipymas, normalus vaizdas ir statinės iškraipymas
Žinoma, praktiškai vaizdas retai įgauna tokias negražias formas kaip diagramoje. Daugiau tikras pavyzdys Straipsnio pradžioje esanti nuotrauka su nedideliu statinės iškraipymu gali pasitarnauti kaip efektas.
Iškraipymai pirmiausia matomi ant priartinančių objektyvų, o kuo didesnis priartinimo koeficientas, tuo jis labiau pastebimas. Dažniausiai plataus kampo pozicijoje matosi „statinė“, o korpuse – „pagalvė“. Tarp kraštinių objektyvo padėčių optikos trūkumai tampa mažiau pastebimi. Be to, iškraipymo lygis gali keistis nuo atstumo iki objekto, kai kuriais atvejais artimas objektas gali būti veikiamas, o tolimas nuotraukoje pasirodys įprastai.
Chromatinė aberacija
Antrasis optinio iškraipymo tipas, kurį apsvarstysime, yra chromatinė aberacija, kuri dažnai vadinama „XA“. Chromatinė aberacija, kurią sukelia skilimas balta šviesa spalvų komponentams, dėl kurių nuotraukos objektas turi šiek tiek skirtingų dydžių skirtingomis spalvomis ir dėl to išilgai jo krašto atsiranda spalvoti kontūrai. Dažnai nematomi kadro centre, jie tampa matomi objektuose, esančiuose arčiau vaizdo kraštų. HA nepriklauso nei nuo židinio nuotolio, nei nuo diafragmos, bet dažniau ir stipriau vėl pasireiškia priartinimo objektyvuose. Taip yra dėl poreikio įtraukti į optinę schemą papildomi elementai pašalinti efektą, o tai pastebimai sudėtingiau priartinusiems objektyvams nei pritaikomiesiems objektyvams.
Kairėje esančiame paveikslėlyje CA ypač pastebimi ant plaukų (violetinis kontūras) ir ant langų grotelių (turkio spalvos).
Tai nereiškia, kad chromatinės aberacijos labai gadina vaizdą, tačiau ant kontrastingų objektų, ypač esant foniniam apšvietimui, jos tampa labai pastebimos ir gana ryškios.
Vinjetavimas
Paskutinis taškas yra vinjetavimas, kitaip tariant, tamsėja plotai aplink kadro kraštus. Paprastai tai galima pamatyti ant plačiakampių objektyvų, kurių diafragma yra didžiausia. Šis poveikis yra gana retas.
Nepainiokite vinjetės atsiradimo dėl optinių trūkumų ir papildomų priedų. Aukščiau esančiame paveikslėlyje kraštai pasirodė juodi dėl kelių gana storų filtrų, apvyniotų aplink objektyvą. Panašų efektą galima išgauti užsukus ilgą gaubtą.
Iš pradžių visi optiniai iškraipymai tiesiogiai priklauso nuo naudojamos optikos klasės ir tipo. Brangios objektyvų serijos turi sudėtingos grandinės lęšių išdėstymas ir daug papildomų elementų, kurie sumažina tokį nepageidaujamą poveikį. Pigesni objektyvai, ypač priartinimas, yra daug jautresni šioms problemoms dėl supaprastinto dizaino.
Skubu nuvilti skaitytojus, tiesiog nėra objektyvų, visiškai neturinčių minėtų problemų. Vienaip ar kitaip, net brangi fiksuoto židinio nuotolio optika vis tiek iškraipo vaizdą, nors tai pastebima daugiausia kadro kraštuose. Geros naujienos yra tai, kad dažniausiai šie efektai labai negadina vaizdo ir juos galima lengvai pašalinti programiškai (apie tai kalbėsime kitame straipsnyje). Be to, fotoaparatuose su nepilno formato matrica, ir tai visi mėgėjiški DSLR, vaizdo kraštai bet kokiu atveju yra apkarpomi, o naudojant gerą optiką matomi iškraipymai yra minimalūs.
Medžiaga paimta iš svetainės.
© 2013 m. svetainė
Fotografijos objektyvo aberacijos yra paskutinis dalykas, apie kurį turėtų pagalvoti pradedantis fotografas. Jie visiškai neturi įtakos meninę vertę savo nuotraukas, o jų įtaka techninei vaizdų kokybei yra nereikšminga. Nepaisant to, jei nežinote, ką daryti su savo laiku, šio straipsnio skaitymas padės suprasti optinių aberacijų įvairovę ir jų sprendimo būdus, o tai, žinoma, yra neįkainojama tikram fotoeruditui.
Optinės sistemos (mūsų atveju – fotografinio objektyvo) aberacijos yra vaizdo netobulumas, atsirandantis dėl šviesos spindulių nukrypimo nuo kelio, kuriuo jie turėjo eiti idealioje (absoliučioje) optinėje sistemoje.
Šviesa iš bet kurio taškinio šaltinio, praeinanti per idealų objektyvą, turėtų sudaryti be galo mažą tašką matricos arba plėvelės plokštumoje. Tiesą sakant, tai, žinoma, neįvyksta, o taškas virsta vadinamuoju. išsibarsčiusi vieta, tačiau optiniai inžinieriai, kuriantys objektyvus, stengiasi kuo labiau priartėti prie idealo.
Skiriamos monochrominės aberacijos, kurios vienodai būdingos bet kokio bangos ilgio šviesos pluoštams, ir chromatines aberacijas, kurios priklauso nuo bangos ilgio, t.y. nuo spalvos.
Komatinė aberacija arba koma atsiranda, kai šviesos spinduliai pro objektyvą praeina kampu į optinę ašį. Dėl to taškinių šviesos šaltinių vaizdas kadro kraštuose įgauna asimetrinių lašo (arba, sunkiais atvejais, kometos) formos dėmių pavidalą.
Komatinė aberacija.
Kai fotografuojate plačiai atvirai, aplink kadro kraštus matoma koma. Kadangi diafragma sumažina spindulių, praeinančių pro objektyvo kraštą, skaičių, ji taip pat pašalina kominę aberaciją.
Struktūriškai jie kovoja su koma panašiai kaip su sferinėmis aberacijomis.
Astigmatizmas
Astigmatizmas pasireiškia tuo, kad pasvirusiam (ne lygiagrečiam lęšio optinei ašiai) šviesos pluoštui spinduliai guli dienovidinėje plokštumoje, t.y. plokštuma, kuriai priklauso optinė ašis, yra sufokusuota kitaip nei joje esantys spinduliai sagitalinė plokštuma, kuri yra statmena dienovidinio plokštumai. Tai galiausiai lemia asimetrinį neryškios dėmės ištempimą. Astigmatizmas matomas aplink vaizdo kraštus, bet ne centre.
Astigmatizmą sunku suprasti, todėl pabandysiu jį iliustruoti paprastas pavyzdys... Jeigu įsivaizduotume, kad laiško vaizdas A yra kadro viršuje, tada su lęšio astigmatizmu jis atrodytų taip:
Meridioninis dėmesys. |
Sagitalinis dėmesys. |
Bandydami eiti į kompromisus, gauname visuotinai neryškų vaizdą. |
Originalus vaizdas be astigmatizmo. |
Norint ištaisyti bent astigminį skirtumą tarp dienovidinio ir sagitalinio židinio trys elementai(dažniausiai du išgaubti ir vienas įgaubtas).
Akivaizdus šiuolaikinio lęšio astigmatizmas dažniausiai rodo, kad vienas ar keli elementai nėra lygiagretūs, o tai yra nedviprasmiškas defektas.
Vaizdo lauko kreivumas yra daugeliui objektyvų būdingas reiškinys, kuriame vaizdas yra ryškus butas objektas objektyvu sufokusuojamas ne į plokštumą, o į tam tikrą lenktą paviršių. Pavyzdžiui, daugelis plačiakampių objektyvų turi ryškų vaizdo lauko kreivumą, dėl kurio kadro kraštai sufokusuojami tarsi arčiau stebėtojo nei centras. Naudojant teleobjektyvus vaizdo lauko kreivumas dažniausiai būna silpnas, o naudojant makro objektyvus jis beveik visiškai pakoreguojamas – idealaus židinio plokštuma tampa tikrai plokščia.
Lauko kreivumas laikomas aberacija, nes fotografuojant plokščią objektą (bandomąjį raštą ar plytų sieną) su židiniu kadro centre, jo kraštai neišvengiamai bus nefokusuoti, o tai gali būti supainiota su objektyvo suliejimu. Tačiau realiame fotografijos gyvenime retai susiduriame su plokščiais objektais – mus supantis pasaulis yra trimatis – todėl plačiakampiams objektyvams būdingą lauko kreivumą aš linkęs vertinti kaip jų pranašumą, o ne trūkumą. Vaizdo lauko kreivumas leidžia tuo pačiu metu gauti vienodai ryškų ir priekinį planą, ir foną. Spręskite patys: daugumos plačiakampių kompozicijų centras yra tolumoje, o priekinio plano objektai yra arčiau kadro kampų, taip pat apačioje. Lauko kreivumas daro juos abu aštrius, todėl nereikia be galo uždaryti diafragmos.
Lauko kreivumas leido fokusuojant į tolimus medžius, apačioje kairėje išgauti aštrius marmuro luitus.
Kažkoks neryškumas dangaus srityje ir tolimuose krūmuose dešinėje manęs šioje scenoje nelabai vargino.
Tačiau atminkite, kad objektyvams, kurių vaizdo lauko kreivumas yra ryškus, naudojamas automatinio fokusavimo metodas, kai pirmiausia sufokusuojate artimiausią objektą naudodami centrinio fokusavimo jutiklį, o tada perkomponuojate kadrą (žr. „Kaip naudoti automatinį fokusavimą“). yra netinkamas. Kadangi objektas judės iš kadro centro į pakraščius, dėl lauko kreivumo galite sufokusuoti priekinį vaizdą. Kad fokusavimas būtų tobulas, turite atlikti atitinkamus pakeitimus.
Iškraipymas
Iškraipymas yra aberacija, kai objektyvas atsisako vaizduoti tiesias linijas kaip tiesias linijas. Geometriškai tai reiškia objekto ir jo vaizdo panašumo pažeidimą dėl linijinio padidinimo per objektyvo matymo lauką pasikeitimo.
Yra du dažniausiai pasitaikantys iškraipymo tipai: pagalvėlės ir statinės iškraipymai.
At statinės iškraipymas Linijinis didinimas mažėja tolstant nuo objektyvo optinės ašies, todėl tiesios linijos aplink kadro kraštus išlinksta į išorę, o vaizdas atrodo išgaubtas.
At pagalvėlės iškraipymas Kita vertus, linijinis padidinimas didėja didėjant atstumui nuo optinės ašies. Tiesios linijos lenkiasi į vidų, o vaizdas atrodo įgaubtas.
Be to, sudėtingas iškraipymas atsiranda, kai tiesinis padidinimas pirmiausia mažėja didėjant atstumui nuo optinės ašies, bet vėl pradeda didėti arčiau kadro kampų. Šiuo atveju tiesios linijos įgauna ūsų formą.
Iškraipymai ryškiausi naudojant priartinančius objektyvus, ypač turinčius didelį padidinimą, bet taip pat pastebimi ir fiksuoto židinio nuotolio objektyvuose. Plačiakampiai objektyvai dažniausiai turi vamzdžio iškraipymą (kraštutinis tokio iškraipymo pavyzdys yra žuvies akies objektyvai), o teleobjektyvai dažniausiai turi pagalvėlės iškraipymą. Įprasti lęšiai paprastai yra mažiausiai linkę į iškraipymą, tačiau tai visiškai ištaisoma tik naudojant gerus makro objektyvus.
Mastelio keitimo objektyvai dažnai iškraipo statinį plačiakampiu, o kaiščio iškraipymu teleobjektyvu, kai vidutinio židinio nuotolio diapazonas beveik neiškraipomas.
Iškraipymo laipsnis taip pat gali skirtis priklausomai nuo fokusavimo atstumo: naudojant daugelį objektyvų, iškraipymas yra akivaizdus, kai jie sufokusuojami į netoliese esantį objektą, tačiau tampa beveik nepastebimi, kai fokusuojate į begalybę.
XXI amžiuje. iškraipymas nėra didelė problema... Beveik visi RAW keitikliai ir daugelis grafinis redaktorius leidžia ištaisyti iškraipymus apdorojant nuotraukas ir daugelį kitų šiuolaikinės kameros ir tai daro patys fotografavimo metu. Tinkamo profilio objektyvo korekcijos programinė įranga suteikia puikių rezultatų ir beveik neturi įtakos vaizdo ryškumui.
Taip pat noriu pastebėti, kad praktiškai iškraipymų taisymas nereikalingas labai dažnai, nes iškraipymas gali būti pastebimas plika akimi tik tada, kai rėmo kraštuose (horizontas, pastatų sienos, kolonos) yra akivaizdžiai tiesios linijos. Scenose, kurių periferijoje nėra griežtai tiesių elementų, iškraipymai, kaip taisyklė, visiškai nežeidžia akies.
Chromatinė aberacija
Chromatines arba spalvų aberacijas sukelia šviesos sklaida. Ne paslaptis, kad optinės terpės lūžio rodiklis priklauso nuo šviesos bangos ilgio. Turi trumpos bangos lūžio laipsnis didesnis nei ilgųjų, t.y. Mėlynuosius spindulius objektyvo lęšiai laužia labiau nei raudonus. Dėl to objekto vaizdai, sudaryti iš skirtingų spalvų spindulių, gali nesutapti vienas su kitu, todėl atsiranda spalvų artefaktų, kurie vadinami chromatinėmis aberacijomis.
Nespalvotoje fotografijoje chromatinės aberacijos nėra tokios pastebimos kaip spalvotos, tačiau, nepaisant to, jos gerokai pablogina net nespalvoto vaizdo ryškumą.
Yra du pagrindiniai chromatinės aberacijos tipai: padėties chromatizmas (išilginė chromatinė aberacija) ir padidinimo chromatizmas (chromatinis padidinimo skirtumas). Savo ruožtu kiekviena chromatinė aberacija gali būti pirminė arba antrinė. Taip pat chromatinėms aberacijoms priskiriami geometrinių aberacijų chromatiniai skirtumai, t.y. skirtingo stiprumo monochromatinės aberacijos skirtingo bangos ilgio bangoms.
Padėties chromatizmas
Padėties chromatizmas arba išilginė chromatinė aberacija atsiranda, kai skirtingo bangos ilgio šviesos spinduliai sufokusuojami skirtingose plokštumose. Kitaip tariant, mėlyni spinduliai yra sufokusuoti arčiau galinės pagrindinės objektyvo plokštumos, o raudoni spinduliai yra toliau nei spinduliai. Žalia spalva, t.y. mėlyna fokusuoja priekyje, o raudona – gale.
Padėties chromatizmas.
Mūsų laimei, mes išmokome koreguoti situacijos chromatizmą dar XVIII amžiuje. derinant surenkamuosius ir difuzinius lęšius iš skirtingų lūžio rodiklių turinčių stiklų. Dėl to titnaginio (surenkamojo) lęšio išilginė chromatinė aberacija kompensuojama vainikinio (difuzinio) lęšio aberacija, o skirtingo bangos ilgio šviesos spinduliai gali būti sufokusuoti viename taške.
Padėties chromatizmo korekcija.
Lęšiai, kuriuose koreguojamas padėties spalvingumas, vadinami achromatiniais. Beveik visi šiuolaikiniai lęšiai yra achromatiniai, todėl šiandien galite drąsiai pamiršti apie padėties chromatizmą.
Padidinti chromatizmą
Didinimo chromatizmas atsiranda dėl to, kad linijinis lęšio padidinimas skirtingoms spalvoms yra skirtingas. Dėl to skirtingų bangos ilgių spindulių vaizdai yra šiek tiek skirtingų dydžių. Kadangi vaizdai skirtinga spalva Objektyvo optinės ašies centre, kadro centre didinimo chromatizmo nėra, bet jis didėja link jo kraštų.
Didinimo chromatizmas atsiranda vaizdo pakraščiuose kaip spalvotas kraštas aplink objektus su ryškiais kontrastingais kraštais, pvz., tamsias medžių šakas šviesiame danguje. Srityse, kuriose tokių objektų nėra, spalvotos kraštinės gali nesimatyti, tačiau bendras ryškumas vis tiek krenta.
Projektuojant objektyvą didinimo chromatizmą daug sunkiau koreguoti nei padėties chromatizmą, todėl ši aberacija vienokiu ar kitokiu laipsniu pastebima daugelyje lęšių. Tai ypač pasakytina apie didelio galingumo priartinančius objektyvus, ypač plataus kampo padėtyje.
Tačiau padidinimo chromatizmas šiandien nekelia susirūpinimo, nes jį galima lengvai ištaisyti programine įranga. Visi geri RAW keitikliai gali pašalinti chromatinę aberaciją automatinis režimas... Be to, vis daugiau skaitmeninių fotoaparatų turi aberacijos korekciją, kai fotografuojama JPEG formatu. Tai reiškia, kad daugelis objektyvų, kurie anksčiau buvo laikomi vidutiniškais, dabar gali užtikrinti tinkamą vaizdo kokybę naudojant skaitmeninius ramentus.
Pirminės ir antrinės chromatinės aberacijos
Chromatinės aberacijos skirstomos į pirmines ir antrines.
Pirminės chromatinės aberacijos yra pradinės nepataisytos formos chromatizmai, kuriuos sukelia įvairaus laipsnioįvairių spalvų spindulių lūžis. Pirminių aberacijų artefaktai yra nuspalvinti ekstremaliomis spektro spalvomis – mėlynai violetine ir raudona.
Koreguojant chromatines aberacijas eliminuojamas chromatinis skirtumas spektro kraštuose, t.y. mėlyni ir raudoni spinduliai pradeda fokusuotis viename taške, kuris, deja, gali nesutapti su fokusavimo tašku žalieji spinduliai... Tokiu atveju atsiranda antrinis spektras, nes pirminio spektro vidurio (žalieji spinduliai) ir jo sujungtų kraštų (mėlyni ir raudoni spinduliai) chromatinis skirtumas lieka nepašalintas. Tai antrinės aberacijos, kurių artefaktai yra žalios ir purpurinės spalvos.
Kalbėdami apie šiuolaikinių achromatinių lęšių chromatines aberacijas, didžiąja dalimi atvejų jie turi omenyje būtent antrinį padidinimo chromatizmą ir tik jį. Apochromatai, t.y. objektyvus, kurie visiškai pašalina pirminę ir antrinę chromatinę aberaciją, yra labai sunku pagaminti ir vargu ar kada nors jie taps įprastais.
Sferochromatizmas yra vienintelis chromatinių geometrinių aberacijų skirtumų pavyzdys, kurį verta paminėti ir atrodo kaip subtilus nefokusuotų zonų dažymas ekstremaliomis antrinio spektro spalvomis.
Sferochromatizmas atsiranda dėl to, kad aukščiau aptarta sferinė aberacija retai vienodai pakoreguojama skirtingų spalvų spinduliams. Dėl to suliejimo dėmės priekiniame plane gali turėti nedidelį rausvai raudoną kraštą, o fone - žalią. Sferochromatizmas labiausiai būdingas didelės diafragmos ilgo fokusavimo objektyvams, kai fotografuojama su plačiai atidaryta diafragma.
Dėl ko turėtumėte nerimauti?
Nesijaudink. Viskas, kas turėjo kelti nerimą dėl jūsų objektyvų dizainerių, greičiausiai jau nerimauja.
Idealių lęšių nėra, nes ištaisius kai kurias aberacijas sustiprėja kiti, o objektyvo dizaineris, kaip taisyklė, stengiasi rasti pagrįstą kompromisą tarp jo savybių. Šiuolaikiniuose mastelio keitimuose jau yra dvidešimt elementų, todėl neturėtumėte jų pernelyg apsunkinti.
Visas nusikalstamas aberacijas kūrėjai ištaiso labai sėkmingai, o su likusiomis lengva susigyventi. Jei jūsų objektyvas turi silpnosios pusės(o tokių objektyvų yra daugiausia), išmokite juos apeiti savo darbe. Sferinė aberacija, koma, astigmatizmas ir jų spalviniai skirtumai sumažėja, kai objektyvas yra su diafragma (žr. „Optimalaus diafragmos pasirinkimas“). Apdorojant nuotraukas pašalinami padidinimo iškraipymai ir chromatizmas. Vaizdo lauko kreivumas reikalauja papildomo dėmesio fokusuojant, tačiau tai taip pat nėra mirtina.
Kitaip tariant, užuot kaltinus įrangą dėl netobulumų, fotografas mėgėjas turėtų pradėti tobulėti savarankiškai, nuodugniai išstudijuodamas savo įrankius ir naudodamas juos pagal privalumus ir trūkumus.
Ačiū už dėmesį!
Vasilijus A.
Post scriptum
Jei straipsnis jums pasirodė naudingas ir informatyvus, galite maloniai paremti projektą prisidėdami prie jo kūrimo. Jei straipsnis jums nepatinka, bet turite minčių, kaip jį pagerinti, jūsų kritika bus priimta su ne mažesniu dėkingumu.
Atminkite, kad šis straipsnis yra saugomas autorių teisių. Leidžiama perspausdinti ir cituoti, jei yra tinkama nuoroda į šaltinį, o naudojamas tekstas neturi būti jokiu būdu iškraipomas ar keičiamas.
