Новое на форуме

PowerShot SX160 ->
[23.01.17 03:20] WillieWhomy
Русский Хелп по а... ->
[22.01.17 21:12] Frankabunk
Чем отличается те... ->
[22.01.17 21:11] Frankabunk
Canon PowerShot S... ->
[22.01.17 21:10] Frankabunk
Посоветуйте какой... ->
[22.01.17 21:08] Frankabunk
PowerShot A810 ->
[21.01.17 11:01] Charlesgeace
RawColorLikeJpeg ->
[19.01.17 23:51] JamesPaync
Powershot G11 ->
[17.01.17 16:53] KennethKa
Главная » Статьи » Фотография

Print
Аберрация, дисперсия и дисторсия объектива

Аберрациями в фотографии называют искажения снимков, сформированные системой оптики. В зависимости от природы происхождения аберрации бывают хроматическими и геометрическими.  Причиной возникновения хроматических (то есть цветовых) аберраций является неидеальность оптики фотоаппаратов. Фактически этот вид искажения можно назвать свойством объектива, потому что в той или иной мере оно присуще любому из них. Чем ниже качество используемой оптики, тем больше цветовых искажений наблюдается на снимках. Часто на фотографиях, сделанных дешевыми «мыльницами», наблюдается яркая разноцветная кайма, обрамляющая контрастные объекты. Это и есть хроматическая аберрация.




Хроматические (цветовые) аберрации на границе контрастных сред

Для минимизации этого вида искажений были созданы специальные ахроматические линзы, состоящие из двух различных сортов стекла. Один из них – крон, обладает низким коэффициентом преломления, второй – флинт, наоборот, высоким. Правильное сочетание этих двух материалов позволяет свести видимую хроматическую аберрацию практически к нулю. Само же оптическое явление, при котором лучи света с разными длинами волн преломляются под разными углами, называется дисперсией стекла.

Не меньшей головной болью начинающих фотографов, чем цветовые, являются аберрации геометрические.

Искажение, при котором точки объекта, расположенные за пределами оптической оси, на снимке отображаются в виде затемнений или линий, называется астигматизмом. Объекты на фотографии при астигматизме выглядят искривленными, изогнутыми и немного размытыми. Таким образом, астигматизм наряду с хроматическими аберрациями оказывает влияние на резкость изображения (пусть и в меньшей степени).



Астигматизм в фотографии

Если контуры объектов на фотографии имеют неестественно вогнутую или выпуклую форму, и это не является художественным замыслом, такой вид геометрической аберрации называется дисторсией. В первом случае (когда линии вогнуты внутрь) речь идет о бочкообразном искажении, во втором – о подушкообразном.



Бочкообразность - дом и забор наклонены к центру кадра

Дисторсии возникают в результате изменения линейного увеличения, обеспеченного оптикой, по полю изображения. Иными словами, световые лучи, проходя через центр линзы, сливаются в точке, расположенной дальше от линзы, чем лучи, которые проходят через ее края. Появлению бочкообразной дисторсии, как правило, способствует применение минимального значения зума, подушкообразной – соответственно, максимального. Наиболее явно искажение проявляется при использовании широкоугольных объективов.

 

Для снижения дисторсий применяется асферическая оптика. Благодаря включению в конструкцию объектива линзы с эллиптической или параболической поверхностью геометрическое подобие между объектом фотографии и его изображением восстанавливается. Разумеется, стоимость производства таких линз значительно превосходит цену изготовления сферической оптики.



Незначительные проявления дисторсии легко корректируются средствами графического редактора.

Вид геометрической аберрации, препятствующий формированию объективом плоского изображения, называется кривизной поля изображения. При таком искажении в фокусе может находиться или центр изображения, или его края.

Корректировка кривизны поля изображения осуществляется внесением изменений в сборку объектива. При этом обязательным условием является соблюдение правила Пецвала, определяющего качество элементов объектива. Если обратная величина произведения фокусного расстояния и показателя преломления одного элемента в сумме с общим числом элементов дает ноль, значит, этот элемент хорош. Результат этих расчетов именуется суммой Пецвала.

 

Интересно, что техникой исправления кривизны поля фотографы не владели вплоть до середины XIX века. Но это ничуть не мешало им заниматься художественным фото. Размытые углы и нечеткие края прикрывались замысловатыми виньетками, а портреты (с целью минимизации искажений) обрамлялись в овальные рамы.

 

Сложная аберрация, влияющая исключительно на световые лучи, проходящие через объектив под углом, называется коматической (или просто комой). На снимках кома проявляется в размытости отдельных точек изображения в форме кометы. «Хвост» кометы при этом может быть направлен к краю снимка (позитивная кома) или к его центру (негативная кома). Это искажение тем заметнее, чем ближе точка к краю снимка. Те же лучи света, которые проходят четко через центр объектива, коматической аберрации не подвержены.

 

Большинство геометрических аберраций можно снизить при помощи регулировки диафрагмы. Уменьшая ее диаметр, фотограф уменьшает одновременно и количество лучей, попадающих на края объектива. Но пользоваться этой возможностью нужно аккуратно. Потому что чрезмерное дифрагмирование приводит к росту величины дифракции.

 

Дифракция – это оптический эффект, ограничивающий детальность снимка вне зависимости от установленного разрешения изображения. Причиной его возникновения является рассеивание светового потока при прохождении через диафрагму. Многие новички, стремясь увеличить глубину резкости, прикрывают диафрагменное отверстие до такой степени, что достигнутая резкость перекрывается сглаживающим действием дифракции. Этот эффект принято называть дифракционным пределом. Знание его величины позволяет избежать проблем с детализацией изображения. Для расчета дифракционного предела используется специальный калькулятор, доступный для бесплатного скачивания на большинстве специализированных сайтов.



Дифракция

При выборе фотоаппарата следует помнить, что объективов без аберраций не существует. Во всяком случае, пока. Даже самая дорогая оптика демонстрирует некоторые искажения изображений. Корректировка одного вида нарушений ведет к усилению другого – и этот процесс не имеет конца. Но для того, чтобы стать хорошим фотографом, совершенно необязательно дожидаться изобретение идеальной линзы. Достаточно изучить особенности конкретного объектива – и нивелировать его недостатки собственным мастерством.



Источник: http://www.fotokomok.ru/aberraciya-dispersiya-i-distorsiya-obektiva/
Категория: Фотография | Добавил: Ryabchik (17.03.11)
Просмотров: 11096 | Комментарии: 5 | Теги: АБЕРРАЦИЯ, искажения, дисперсия, дисторсия | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 5
aleksey   (26.06.11 15:18)   Комментарий # 4
Нет аватара
А ни кому не приходило в голову, что есть законы перспективы, в которых говорится о трех точках схода и есть такое понятие - как сферическая перспектива.
Наклоненное здание как раз и имеет третью точку схода. Поднимитесь на уровень середины здания и посмотрите горизонтально - здание будет вертикальным(не считая бочкообразности)
А Бочкообразность говорит о сферичности перспективы. Если вы встанете прямо перед забором и посмотрите сначала в право, а потом влево, а потом в центр и если склеить эту "панораму", то мы увидим, что линии верха и низа забора не параллельны - они будут сужаться к краям забора справа и слева. Вот вам и искажения широкого угла.
На самом деле это правдивая 3D картина, спроецированная на 2D плоскость. Поэтому и создается впечатление бочкообразности или заваленности, так как мы знаем что верх и низ забора параллельны, а здание стоит вертикально. Зрение человека имеет почти 180-градусный захват. Посмотрите "широко" и вы увидите (заметите)
что параллельные линии стола и потолка будут не параллельными и сферическими.
Другое дело как такая картина будет смотреться на фотографии - конечно же неудобно. Поэтому внутрикамерный Jpeg и выхыодит(должен выходить) по крайней мере без бочкообразности. А завалов в некоторых случаях не избежать(в зависимости от угла наклона оси объектива по отношению к вертикалям).
Очень много искажений особенно не избежать при панорамном фотографировании, особенно если на переднем плане есть массивные вертикальные и горизонтальные объекты). Поэтому фотограф должен находить удобную "середину" того как это должно выглядеть. Но при попытке исправить полностью бочкообразность мы получим жутчайшие перспективные искажения.
Я думаю, что тут дело в умении фотографа(художника) применять(показать(оставить)) то или иное искажение в наилучшем виде если его не возможно избежать.
Самый лучший способ избежать бочкообразных искажений при просмотре на мониторе - это делать сферические или полусферические панорамы, которые могут собирать, допустим, PTGui и смотреть можно их в QuickTime
http://dl.dropbox.com/u/1984089/v/vishnya.mov
При не широком угле обзора(shift приближение) у нас все линии будут не бочкообразными и перспектива будет более менее правдоподобна, а при более широком угле(ctrl отдаление) обзора мы получим перспективные искажения - не реально длинные расстояния.
Поэтому нужно изобрести сферический экран, на который будет проецироваться
сферическая фотография и глаза смотрящего должны быть в центре сферы. (но нужно ли это?)

Pnevmo   (26.06.11 19:56)   Комментарий # 5
Pnevmo
Я занимаюсь созданием сферических 3 D панорам и понимаю о чём Вы говорите.
Но в данной статье рассказывается об искажениях возникающих в ОБЪЕКТИВЕ.А вы говорите про несколько иное.

Pnevmo   (25.06.11 11:40)   Комментарий # 3
Pnevmo
По поводу снимка, демонстрирующего бочкообразные искажения:
На данном снимке имеется эффект ИСКАЖЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВЫ
неизбежно возникающий при съёмке ЛЮБОЙ широкоугольной оптикой, даже со скорректированной бочкообразной дисторсией.
Для демонстрации стоило снять забор, с параллельными вертикальными прутьями. Эффет будет явным , особенно если подойти ближе.
И неплохо было бы описать КОМУ (для общего развития)

hidden   (20.03.11 21:19)   Комментарий # 1
Нет аватара

---

ребята, не надо так ставить копирайты.


Ryabchik   (21.03.11 10:26)   Комментарий # 2
Ryabchik
ой, не заметил.
вотермарк ставится по умолчанию, поправлю, как смогу.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Поиск

v